1 JAK-STAT信號(hào)通路

1) JAK與STAT蛋白

JAK-STAT信號(hào)通路是近年來發(fā)現(xiàn)的一條由細(xì)胞因子刺激的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，參與細(xì)胞的增殖、分化、凋亡以及免疫調(diào)節(jié)等許多重要的生物學(xué)過程。與其它信號(hào)通路相比,，這條信號(hào)通路的傳遞過程相對(duì)簡(jiǎn)單，它主要由三個(gè)成分組成,，即酪氨酸激酶相關(guān)受體,、酪氨酸激酶JAK和轉(zhuǎn)錄因子STAT,。

(1) 酪氨酸激酶相關(guān)受體（tyrosine kinase associated receptor）

許多細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子通過JAK-STAT信號(hào)通路來傳導(dǎo)信號(hào)，這包括白介素2?7（IL-2?7）,、GM-CSF（粒細(xì)胞/巨噬細(xì)胞集落刺激因子）,、GH（生長(zhǎng)激素）、EGF（表皮生長(zhǎng)因子）,、PDGF （血小板衍生因子）以及IFN（干擾素）等等,。這些細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子在細(xì)胞膜上有相應(yīng)的受體。這些受體的共同特點(diǎn)是受體本身不具有激酶活性,，但胞內(nèi)段具有酪氨酸激酶JAK的結(jié)合位點(diǎn),。受體與配體結(jié)合后，通過與之相結(jié)合的JAK的活化,，來磷酸化各種靶蛋白的酪氨酸殘基以實(shí)現(xiàn)信號(hào)從胞外到胞內(nèi)的轉(zhuǎn)遞,。

(2) 酪氨酸激酶JAK（Janus kinase）

很多酪氨酸激酶都是細(xì)胞膜受體，它們統(tǒng)稱為酪氨酸激酶受體（receptor

tyrosine kinase, RTK）,，而JAK卻是一類非跨膜型的酪氨酸激酶,。JAK是英文Janus kinase的縮寫，Janus在羅馬神話中是掌管開始和終結(jié)的兩面神,。之所以稱為兩面神激酶，是因?yàn)镴AK既能磷酸化與其相結(jié)合的細(xì)胞因子受體,，又能磷酸化多個(gè)含特定SH2結(jié)構(gòu)域的信號(hào)分子,。JAK蛋白家族共包括4個(gè)成員：JAK1、JAK2,、JAK3以及Tyk2,，它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上有7個(gè)JAK同源結(jié)構(gòu)域（JAK homology domain, JH），其中JH1結(jié)構(gòu)域?yàn)榧っ竻^(qū),、JH2結(jié)構(gòu)域是“假”激酶區(qū),、JH6和JH7是受體結(jié)合區(qū)域。

(3) 轉(zhuǎn)錄因子STAT（signal transducer and activator of transcription） STAT被稱為“信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子”,。顧名思義,，STAT在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活上發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用。目前已發(fā)現(xiàn)STAT家族的六個(gè)成員,，即STAT1-STAT6,。STAT蛋白在結(jié)構(gòu)上可分為以下幾個(gè)功能區(qū)段：N-端保守序列、DNA結(jié)合區(qū),、SH3結(jié)構(gòu)域,、SH2結(jié)構(gòu)域及C-端的轉(zhuǎn)錄激活區(qū)。其中,，序列上最保守和功能上最重要的區(qū)段是SH2結(jié)構(gòu)域,，它具有與酪氨酸激酶Src的SH2結(jié)構(gòu)域完全相同的核心序列“GTFLLRFSS”,。

2) JAK-STAT信號(hào)通路

與其它信號(hào)通路相比，JAK-STAT信號(hào)通路的傳遞過程相對(duì)簡(jiǎn)單,。信號(hào)傳遞過程如下：細(xì)胞因子與相應(yīng)的受體結(jié)合后引起受體分子的二聚化,，這使得與受體偶聯(lián)的JAK激酶相互接近并通過交互的酪氨酸磷酸化作用而活化。JAK激活后催化受體上的酪氨酸殘基發(fā)生磷酸化修飾,，繼而這些磷酸化的酪氨酸位點(diǎn)與周圍的氨基酸序列形成“停泊位點(diǎn)”（docking site）,，同時(shí)含有SH2結(jié)構(gòu)域的STAT蛋白被招募到這個(gè)“停泊位點(diǎn)”。最后,，激酶JAK催化結(jié)合在受體上的STAT蛋白發(fā)生磷酸化修飾,，活化的STAT蛋白以二聚體的形式進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)與靶基因結(jié)合，調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄,。值得一提的是,，一種JAK激酶可以參與多種細(xì)胞因子的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程，一種細(xì)胞因子的信號(hào)通路也可以激活多個(gè)JAK激酶,，但細(xì)胞因子對(duì)激活的STAT分子卻具有一定的選擇性,。例如IL-4激活STAT6，而IL-12卻特異性激活STAT4,。

2 p53信號(hào)

1) p53基因的發(fā)現(xiàn)

p53基因是迄今發(fā)現(xiàn)與腫瘤相關(guān)性最高的基因,。1979年，Lane和Crawford在感染了SV40的小鼠細(xì)胞內(nèi)分離獲得一個(gè)與SV40大T抗原相互作用的蛋白,，因其分子量為53 kDa,，故而取名為p53（人的基因稱為TP53）[3]。起初,，p53被誤認(rèn)為是癌基因,，直到上個(gè)世紀(jì)90年代，人們才認(rèn)識(shí)到引起腫瘤形成或細(xì)胞癌變的p53蛋白是p53基因的突變產(chǎn)物,。野生型p53基因是一種重要的抑癌基因,，它是細(xì)胞生長(zhǎng)周期中的負(fù)調(diào)節(jié)因子，在細(xì)胞周期調(diào)控,、DNA損傷修復(fù),、細(xì)胞分化、凋亡和衰老等許多過程中發(fā)揮了重要的生物學(xué)功能,，因而被譽(yù)為“細(xì)胞衛(wèi)士”,。隨著研究的深入，人,、猴,、雞、大鼠,、非洲爪蟾和斑馬魚等多種模式動(dòng)物的p53基因也相繼被克隆,。

其中,，人類TP53基因定位于染色體17P13.1，小鼠p53基因被定位在11號(hào)染色體上,，并在14號(hào)染色體上發(fā)現(xiàn)無功能的假基因,。在這些進(jìn)化程度迥異的動(dòng)物中，它們的p53基因結(jié)構(gòu)卻異常保守,，基因全長(zhǎng)16-20kb,，都由11個(gè)外顯子和10個(gè)內(nèi)含子組成。其中第1個(gè)外顯子不編碼結(jié)構(gòu)域,，外顯子2,、4、5,、7,、8則分別編碼5個(gè)進(jìn)化上高度保守的結(jié)構(gòu)域，轉(zhuǎn)錄形成約2.5 kb的mRNA,。之后,，在基因同源性的基礎(chǔ)上又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了p53家族的其它成員，分別是p73和p63,，它們也因各自的分子量而得名,，具有和p53相似的結(jié)構(gòu)和功能。

2) p53信號(hào)通路

p53基因受多種信號(hào)因子的調(diào)控,。例如：當(dāng)細(xì)胞中的DNA損傷或細(xì)胞增殖異常時(shí),，p53基因被激活，導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯并啟動(dòng)DNA修復(fù)機(jī)制,，使損傷的DNA得以修復(fù),。然而,，當(dāng)DNA損傷過度而無法被修復(fù)時(shí),，作為轉(zhuǎn)錄因子的p53還可進(jìn)一步激活下游促凋亡基因的轉(zhuǎn)錄，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡并殺死有DNA損傷的細(xì)胞,。不然,，這些DNA損傷的細(xì)胞就可能逐漸脫離正常的調(diào)控，有可能最終形成腫瘤,。

雖然正常狀態(tài)下p53的mRNA水平很高,，而且有大量蛋白質(zhì)合成，但p53蛋白容易降解,，所以正常細(xì)胞內(nèi)p53蛋白水平很低,。蛋白的泛素化（ubiquitination）修飾是細(xì)胞內(nèi)蛋白代謝過程中的最普通的降解方式，p53蛋白的降解也是通過泛素化來實(shí)現(xiàn)的,。MDM2是一種特異性針對(duì)p53的泛素化E3連接酶,，它可直接與p53蛋白結(jié)合來促進(jìn)p53蛋白的泛素化降解,，并在細(xì)胞內(nèi)p53蛋白動(dòng)態(tài)平衡中發(fā)揮關(guān)鍵的作用。MDM2本身也可被p53蛋白激活,，因此MDM2是p53通路中重要的負(fù)反饋調(diào)節(jié)因子（negative feedback regulator）,。

3) p53與腫瘤

p53基因敲除小鼠雖然可以產(chǎn)生后代，但其生長(zhǎng)發(fā)育過程中會(huì)出現(xiàn)高頻率的自發(fā)性腫瘤,，這提示p53蛋白與腫瘤之間存在密切的關(guān)系,。事實(shí)上，目前TP53基因是與人類腫瘤的相關(guān)性最高的基因,，與50%以上的人類惡性腫瘤有關(guān),，而且現(xiàn)正已在超過51種人類腫瘤病例中發(fā)現(xiàn)TP53基因的異常表達(dá)和功能失活。TP53基因突變是其功能失活的主要原因,，至今已發(fā)現(xiàn)400多種TP53基因突變類型,，其中147種與胃腸道腫瘤有關(guān)，而最常見的突變方式是點(diǎn)突變,。通過分析大量腫瘤病例中的TP53突變位點(diǎn),，證實(shí)腫瘤中95.1%的p53點(diǎn)突變位點(diǎn)發(fā)生在高度保守的DNA結(jié)合區(qū)，尤以第175,、245,、248、249,、273和282位點(diǎn)的突變率最高,。此外，某些點(diǎn)突變改變了p53的空間構(gòu)象,，影響了p53蛋白與MDM2和p300等蛋白

的相互作用,。另一些點(diǎn)突變發(fā)生在p53的核定位信號(hào)區(qū)，使p53無法進(jìn)入細(xì)胞核發(fā)揮轉(zhuǎn)錄激活的功能,。不同腫瘤的TP53基因突變位點(diǎn)并不一致,，例如：結(jié)腸癌中G:C→A:T轉(zhuǎn)換占到79%；在乳腺癌中,，G→T顛換占到1/4,，而這種突變?cè)诮Y(jié)腸癌十分少見；淋巴瘤和白血病的TP53基因突變方式與結(jié)腸癌相似,；在肺癌中G:C→T:A突變最普遍,，而食道癌中發(fā)生G→T顛換的頻率很高。

目前看來,，在腫瘤形成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)和調(diào)控體系中,，p53是最主要的因素。有人認(rèn)為p53是很好的腫瘤診斷標(biāo)志物，可以作為癌癥早期診斷的重要指標(biāo),。認(rèn)識(shí)到p53基因的重要作用后,，全世界數(shù)以千計(jì)的分子生物學(xué)家正在拋開原來的課題轉(zhuǎn)而研究p53，希望以此作為攻克癌癥的突破口,?？茖W(xué)家相信，利用p53基因發(fā)現(xiàn)并治療癌癥的前景非常廣闊,。除了基因治療,，研究人員正在篩選可以影響p53基因上下游調(diào)控的小分子化合物。羅氏制藥公司開發(fā)的一種名為nutlins的小分子化合物,，能夠干擾p53和MDM2之間的調(diào)控關(guān)系,，有望成為一種有效的抗癌藥物。

3 NF-κB信號(hào)

1975年,，E. A. Carswell和L. J. Old等人發(fā)現(xiàn)已接種卡介苗的小鼠注射脂多糖后,，小鼠血清中產(chǎn)生了一種可引起動(dòng)物腫瘤組織出血壞死的物質(zhì)，該物質(zhì)對(duì)體外培養(yǎng)的多種腫瘤細(xì)胞株都具有細(xì)胞殺傷作用,，于是他們將這種物質(zhì)命名為腫瘤壞死因子（tumour necrosis factor, TNF）,。TNF是迄今發(fā)現(xiàn)的抗腫瘤效果最強(qiáng)的細(xì)胞因子。1984年起,，歐美國(guó)家就開始把TNF的基因工程產(chǎn)品應(yīng)用到癌癥臨床治療中,，并一度取得轟動(dòng)的成果，然而最終由于毒副作用嚴(yán)重而被迫終止,。九十年代末以來,，隨著基礎(chǔ)研究的深入和基因工程技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家研制出一些高效,、低毒的TNF變構(gòu)體,，從而重新確立了TNF在抗腫瘤中的重要地位，掀開了TNF在腫瘤研究和治療中的新篇章,。

1) TNF簡(jiǎn)介

TNF是一種糖蛋白,，它以兩種形式存在：TNF-a和TNF-b。TNF-a由單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生,，它可引起腫瘤組織出血壞死,，而脂多糖（Lipopolysaccharides, LPS）是較強(qiáng)的刺激劑,。TNF-b是一種淋巴因子,，又稱淋巴毒素（lymphotoxin, LT）?？乖蚪z裂原均可刺激T淋巴細(xì)胞分泌TNF-b,，具有腫瘤殺傷及免疫調(diào)節(jié)功能。 人的TNF-a基因長(zhǎng)2.76 kb，由4個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子組成,，定位在第六號(hào)染色體上,。人TNF-a前體由233個(gè)氨基酸組成，含有76個(gè)氨基酸殘基的信號(hào)肽,，切除信號(hào)肽后形成157個(gè)氨基酸的成熟型非糖基化的TNF-a,。通過基因工程方法改造后的TNF-a具有更好的生物學(xué)活性和抗腫瘤效果。

2) TNF與NF-kB信號(hào)通路

TNF-a與TNF-b分子結(jié)構(gòu)相似,，所發(fā)揮的生物學(xué)效應(yīng)相近,。胞外因子TNF-α以三聚體形式發(fā)揮信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能，與TNF受體（TNF receptor, TNFR）結(jié)合引起受體多聚化,，這種多聚化使得TNF受體與細(xì)胞質(zhì)中TRADD分子發(fā)生相互作用,。TRADD招募相應(yīng)蛋白后介導(dǎo)兩條轉(zhuǎn)導(dǎo)通路：一條是通過TRAF2和RIP分子誘導(dǎo)NF-κB的活化，參與抗凋亡,；另一條是通過FADD分子導(dǎo)致細(xì)胞凋亡,。TNFR只有在蛋白合成受阻的情況下才會(huì)誘導(dǎo)凋亡，下面我們將著重介紹由TNF激活的NF-kB信號(hào)通路,。

NF-kB（nuclear factor-kappa B）是1986年從B淋巴細(xì)胞的細(xì)胞核抽提物中找到的轉(zhuǎn)錄因子,，它能與免疫球蛋白kappa輕鏈基因的增強(qiáng)子B序列GGGACTTTCC特異性結(jié)合，促進(jìn)κ輕鏈基因表達(dá),，故而得名,。它是真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子Rel家族成員之一，廣泛存在于各種哺乳動(dòng)物細(xì)胞中,。迄今為止,，在哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)共發(fā)現(xiàn)5種NF-kB/Rel家族成員，它們分別是RelA（即p65）,、RelB,、C-Rel、p50/NF-kB1（即p50/RelA）和p52/NF-kB2,。這些成員均有一個(gè)約300個(gè)氨基酸的Rel同源結(jié)構(gòu)域（Rel homology domain, RHD）,。這個(gè)高度保守的結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)Rel蛋白形成同源或異源二聚體，該結(jié)構(gòu)域也是NF-kB與靶基因DNA序列的特異性結(jié)合區(qū)域,。 細(xì)胞內(nèi)NF-kB的活化過程受到精細(xì)調(diào)控,。通常情況下，在細(xì)胞質(zhì)中的NF-kB處于失活狀態(tài),，與抑制蛋白IkB（inhibitory protein of NF-kB）結(jié)合成三聚體復(fù)合物,。當(dāng)出現(xiàn)TNF-a信號(hào)、炎癥因子以及LPS,、紫外線等外界刺激時(shí),，細(xì)胞因子與細(xì)胞膜表面的TNF受體結(jié)合后，TNF受體發(fā)生多聚化并與細(xì)胞質(zhì)中TRADD分子發(fā)生相互作用。TRADD招募TRAF（TNFR-associated factor）和激酶RIP（receptor interacting protein）,，由RIP將信號(hào)傳遞給IKK（IkB kinase）,。在NF-kB信號(hào)通路中IKK扮演了非常重要的角色，盡管上游信號(hào)路徑的不同,，但是最終都匯集到IKK,。IKK由a、b和g三個(gè)亞基組成,，作為激酶的IKK能使IkB的a亞基的Ser32和Ser36殘基和b亞基的Ser19和Ser23殘基磷酸化,。IkB隨即從

p50/p65/IkB異源三聚體中解離出來，經(jīng)泛素化修飾后通過蛋白酶體降解,。于是,，受到IkB抑制的NF-kB得以暴露其核定位序列（nuclear localization signals, NLS），迅速從細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),，與核內(nèi)DNA上的特異序列相結(jié)合,，從而啟動(dòng)或增強(qiáng)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。

3) NF-kB信號(hào)通路與癌癥

NF-kB具有明顯的抑制細(xì)胞凋亡的功能,，與腫瘤的發(fā)生,、生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移等多個(gè)過程密切相關(guān)。在人類腫瘤尤其是淋巴系統(tǒng)的惡性腫瘤中,，?？砂l(fā)現(xiàn)NF-kB家族基因的突變。NF-kB家族與癌癥相關(guān)性的第一個(gè)線索是c-Rel基因的發(fā)現(xiàn),，它是禽類逆轉(zhuǎn)錄病毒癌基因v-Rel在細(xì)胞內(nèi)的同源基因,。該病毒在雞體中造成多種造血細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化，引起淋巴癌的發(fā)生,。由于NF-kB的下游基因包括CyclinD1和c-Myc,，因此NF-kB的持續(xù)激活會(huì)刺激細(xì)胞生長(zhǎng)，導(dǎo)致細(xì)胞增殖失控,。NF-kB在很多癌細(xì)胞中表達(dá)異常,，如在75％的乳腺癌樣品中NF-kB2的表達(dá)比鄰近的正常組織高很多倍。腫瘤細(xì)胞遷移并浸潤(rùn)到周圍組織是腫瘤擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移的前提條件,。NF-kB對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移具有明顯的促進(jìn)作用,，它能促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因ICAM-1、VCAM-1,、MMP-9等的表達(dá),。NF-kB還能誘導(dǎo)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子VEGF的表達(dá)，促進(jìn)血管形成,。此外,，NF-kB還能通過調(diào)節(jié)COX2等基因的表達(dá)來促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)。

NF-kB與腫瘤治療息息相關(guān),。IFN-a,、IFN-b、TNF-a,、IL-2,、G-CSF、GM-CSF和EPO是迄今為止被批準(zhǔn)用于臨床腫瘤治療的幾種細(xì)胞因子,，其中前6種生長(zhǎng)因子已被證實(shí)與NF-kB的信號(hào)通路有關(guān),。目前，國(guó)內(nèi)外主要以NF-kB為靶點(diǎn),，使用抗氧化劑抑制NF-kB活性以及針對(duì)p65和p50設(shè)計(jì)小分子干擾RNA（siRNA）抑制NF-kB合成等方法作為癌癥的治療策略,，而且在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及細(xì)胞培養(yǎng)中取得不同程度的療效，但是離臨床應(yīng)用還有很大距離,。由于TNF-a具有很好的抗腫瘤作用和多種免疫調(diào)節(jié)功能,，許多國(guó)家開展了用TNF治療癌癥的臨床研究。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床實(shí)驗(yàn)均表明,，TNF-a對(duì)某些腫瘤具有明顯的抑制作用,，但是由于不能很好地區(qū)分癌細(xì)胞和正常細(xì)胞，使用TNF-a后副作用較大,，這為其大規(guī)模臨床應(yīng)用造成困難,。應(yīng)用基因工程改造得到低毒高效的TNF-a變構(gòu)體，對(duì)某些腫瘤的治療效果尤佳,。將TNF-a與其它具有腫瘤抑制作用的細(xì)胞因子,，如IL-2、IFN-g等聯(lián)合使用,，既可減少用藥量,、降低毒副作用，又可提高療效,，因而有望更快地大量應(yīng)用于臨床,。

4 Ras、PI(3)K和mTOR信號(hào)

1) 控制腫瘤生長(zhǎng)的Ras,、PI(3)K和mTOR信號(hào)

隨著人類基因組測(cè)序的完成,，目前已發(fā)現(xiàn)了幾百種蛋白激酶。根據(jù)它們結(jié)構(gòu)上的相似性,，這些激酶可分為多個(gè)蛋白家族,，在細(xì)胞的增殖、生長(zhǎng),、分化和凋亡等過程中發(fā)揮重要的生物學(xué)功能,。Ras,、PI(3)K和mTOR就是一類與細(xì)胞增殖緊密相關(guān)的蛋白激酶。

真核細(xì)胞的正常生長(zhǎng)受到周圍環(huán)境所提供的養(yǎng)分的限制,。Ras和PI(3)K信號(hào)通過調(diào)控下游分子mTOR,，在調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)方面起著關(guān)鍵作用。在絕大多數(shù)的人腫瘤細(xì)胞中,，Ras和PI(3)K信號(hào)通路中的關(guān)鍵調(diào)控因子都發(fā)生了明顯的突變,。究其原因，人們發(fā)現(xiàn)這條信號(hào)通路如果發(fā)生突變,，就會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞的存活和生長(zhǎng)不再受到養(yǎng)分等環(huán)境條件的限制,，進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞癌變。

Ras,、PI(3)K和mTOR是目前研究得最為清楚的信號(hào)通路之一,。下面，我們將簡(jiǎn)單地介紹一下這條信號(hào)通路中的幾個(gè)關(guān)鍵組分：

(1) PI(3)K是英文phosphatidylinositol-3-kinase（磷脂酰肌醇-3-激酶）的縮寫,。它是一個(gè)包括許多脂質(zhì)激酶的家族,，由一個(gè)調(diào)節(jié)亞基（p85）和一個(gè)催化亞基（p110）組成。當(dāng)配體與膜受體結(jié)合后,，受體激活p85并招募p110,，進(jìn)而催化膜內(nèi)表面的PIP2（phosphatidylinositol 4, 5-bisphosphate）生成PI3P（phosphatidylinositol 3-phosphate）。PI3P作為第二信使,，進(jìn)一步激活A(yù)KT和PDK1（phosphoinositide-dependent kinase 1）,。

(2) AKT又稱作PKB（protein kinase B），是PI3K重要的下游分子,，包括至少3種形式,，分別為AKT1、AKT2和AKT3,。它們對(duì)于調(diào)控細(xì)胞的生長(zhǎng),、增殖、存活以及糖代謝都起著十分重要的作用,。

(3) mTOR（mammalian target of rapamycin）是一類絲/蘇氨酸激酶,。1991年，人們?cè)诮湍钢邪l(fā)現(xiàn)了雷帕霉素（rapamycin）的作用靶點(diǎn),，取名為TOR,。與酵母相比，哺乳動(dòng)物的TOR蛋白在進(jìn)化和功能上高度保守,，也就相應(yīng)地稱為mTOR,。mTOR蛋白的C末端具有激酶活性，它是細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖的關(guān)鍵調(diào)節(jié)分子,，可接收生長(zhǎng)因子,、營(yíng)養(yǎng),、能量等多種信號(hào)，并通過PI3K/AKT或Ras/ERK信號(hào)通路來發(fā)揮作用,，而對(duì)mTOR信號(hào)通路的抑制可以使細(xì)胞停滯在G1期而觸發(fā)細(xì)胞凋亡,。 簡(jiǎn)單地說，當(dāng)EGF,、胰島素等生長(zhǎng)因子結(jié)合到細(xì)胞膜表面的酪氨酸激酶受體（receptor tyrosine kinase, RTK）后,，RTK通過其酪氨酸激酶活性分別激活兩個(gè)關(guān)鍵的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子：小G蛋白R(shí)as和激酶PI(3)K,，再由Ras和PI(3)K共同激活下游關(guān)鍵分子mTOR,。激活后的mTOR蛋白促使底物S6K（S6 kinase）和4EBP1（4E binding protein 1）發(fā)生磷酸化。由于這兩個(gè)底物都是蛋白翻譯過程中關(guān)鍵性的調(diào)節(jié)因子,，它們的磷酸化導(dǎo)致核糖體蛋白合成的起始和增加,。此外，胞外營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氨基酸,、ATP等也能調(diào)控mTOR的激酶活性,。于是，mTOR蛋白整合生長(zhǎng)因子和環(huán)境養(yǎng)分兩種信號(hào),，通過嚴(yán)格調(diào)控細(xì)胞有絲分裂和代謝響應(yīng)不同的環(huán)境條件,，保證細(xì)胞只在有利的環(huán)境下增殖。

值得注意的是,，一些腫瘤抑制因子,，如TSC1、TSC2和LKB1在營(yíng)養(yǎng)匱乏的條件下減弱了mTOR信號(hào)通路的強(qiáng)度,。相應(yīng)地,，TSC1、TSC2或者LKB1的失活突變,，就會(huì)導(dǎo)致相似的癌癥癥狀,，并具有共同的臨床表現(xiàn)。因此,，這條確保細(xì)胞在環(huán)境適宜條件下發(fā)生增殖的信號(hào)通路,，在被癌細(xì)胞利用后就可以使癌細(xì)胞在養(yǎng)料匱乏的條件下存活并生長(zhǎng)。

在篩選激酶抑制劑的過程中,，人們?cè)O(shè)計(jì)了一系列針對(duì)mTOR,、PI(3)K、RTKs和Raf等激酶的藥物,。在癌癥的分子機(jī)理研究中,，盡管這條信號(hào)通路研究得最透徹，但這些激酶在細(xì)胞和生物體內(nèi)的生理功能遠(yuǎn)比我們想象的要復(fù)雜,。

2) Ras-Raf通路與癌癥

1982年,，美國(guó)科學(xué)家R.A. Weinberg等人從膀胱癌細(xì)胞中克隆得到第一個(gè)人類癌基因,，由于它和之前發(fā)現(xiàn)的鼠肉瘤病毒基因c-ras高度同源，故而被命名為ras基因（rat sarcoma）,。Ras基因在進(jìn)化中高度保守,，廣泛存在于各種真核生物細(xì)胞中。哺乳動(dòng)物的Ras蛋白家族有三個(gè)成員,，分別是H-ras,、K-ras和N-ras。由于Ras蛋白的相對(duì)分子量是21 kDa,，故又被稱為p21,。Ras蛋白定位于細(xì)胞膜

內(nèi)側(cè)，為GTP/GDP結(jié)合蛋白,，通過GTP與GDP的相互轉(zhuǎn)化來調(diào)節(jié)信號(hào)通路的傳遞,；之后，人們又發(fā)現(xiàn)了Ras的直接效應(yīng)因子Raf-1[10],，這就將Ras和ERK/MAPK信號(hào)通路聯(lián)系起來,。在高等生物中，Raf絲/蘇氨酸激酶家族由三個(gè)成員組成,，分別為A-raf,、B-raf和C-raf（也稱Raf-1）。

隨著研究的深入,，Ras信號(hào)通路構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),。簡(jiǎn)單地說，被生長(zhǎng)因子激活的酪氨酸激酶受體RTKs以直接或間接的方式結(jié)合GRB2（growth factor receptor-bound protein 2）,。GRB2與受體RTK結(jié)合后招募鳥苷酸交換因子SOS蛋白定位在與Ras相鄰的細(xì)胞膜上,。這樣，SOS與Ras形成復(fù)合體后,，GTP取代GDP與Ras結(jié)合,，Ras被激活；而當(dāng)GTP被水解成GDP后,，Ras失活,。Ras蛋白被激活后，產(chǎn)生一系列級(jí)聯(lián)放大反應(yīng),。首先,，它招募細(xì)胞漿內(nèi)的Raf1蛋白至細(xì)胞膜上。之后,，Raf激酶磷酸化MAPK激酶（MAPKK,，又稱MEK），再由MEK激活ERK1/2（extracellular signal regulated kinase,，又稱MAPK）,。ERK被激活后,，轉(zhuǎn)至細(xì)胞核內(nèi)并直接激活轉(zhuǎn)錄因子，產(chǎn)生相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng),。需要特別指出的是,，Raf的激活并不完全依賴于Ras，ERK也能被除Ras之外的其它蛋白激活,。這表明信號(hào)通路級(jí)聯(lián)反應(yīng)中的每一個(gè)信號(hào)蛋白都可能被多個(gè)上游蛋白所控制,，而它們也可以有多個(gè)下游的靶蛋白，從而形成一個(gè)極其復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控結(jié)構(gòu),。

隨著信號(hào)通路研究的拓展,，人們開始研究Ras信號(hào)致癌的機(jī)理。在超過60%的人類惡性黑色素瘤中,，都發(fā)現(xiàn)了B-raf的激活突變,，這種突變還存在于一些直腸癌以及甲狀腺和肺部的腫瘤中,。B-raf突變后,，在某些情況下與C-raf形成異源二聚體，隨后持續(xù)地激活下游的ERK信號(hào),，并最終激活蛋白激酶mTOR,。腫瘤細(xì)胞中也存在不涉及Ras本身的突變而又持續(xù)激活Ras的情況。NF1基因是最早被發(fā)現(xiàn)的腫瘤抑制基因之一,，它是一個(gè)GAP蛋白（GTPase-activating protein）,。NF1基因缺失突變后，由于GTP水解的減少而導(dǎo)致GTP結(jié)合形式的Ras蛋白的積累,，從而提高Ras的活性,。除此之外，降低miRNA let-7的表達(dá)使靶基因Ras mRNA增加,，也能提高Ras的活性,。這里所提到的這些蛋白成分都是未來很好的藥物靶點(diǎn)分子。

3) Ras-PI(3)K信號(hào)通路與癌癥

早在20年前,，PI(3)K信號(hào)就被視為一條與病毒癌基因密切相關(guān)的信號(hào)通路,。最近5年，人們發(fā)現(xiàn)在所有的散發(fā)性腫瘤中這條信號(hào)通路最常見,。在淋巴瘤,、卵巢癌、乳腺癌,、胰腺癌,、腎癌、肺癌,、前列腺癌以及其它癌癥中這條通路都具異常性,。PI(3)K信號(hào)通路可以通過激活RTK和Ras,，進(jìn)而活化下游的靶蛋白mTOR。需要指出的是,，絲/蘇氨酸蛋白激酶AKT家族的很多成員都是PI(3)K信號(hào)通路在癌癥中的重要靶點(diǎn),，例如在10%～20%的胰腺癌、40%的肝癌和50%的結(jié)腸癌中都可以檢測(cè)到AKT2基因的大量表達(dá),，這是PI(3)K信號(hào)通路在癌細(xì)胞中異常激活的有力證據(jù),。在一些原發(fā)性結(jié)腸癌和卵巢癌中也檢測(cè)到PI(3)K調(diào)控亞基p85?的突變。這條通路中另一個(gè)關(guān)鍵的調(diào)節(jié)因子是PTEN（phosphatase and tensin homolog）,，作為重要的腫瘤抑制基因,，它的突變將會(huì)導(dǎo)致第二信使PIP3的大量積累，過度激活下游的mTOR通路而使細(xì)胞發(fā)生癌變,。

4) 結(jié)語

Ras-Raf和Ras-PI(3)K以及其所激活的mTOR信號(hào)通路涉及了多個(gè)癌基因和抑癌基因的激活和失活,，與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)，日益成為腫瘤研究的熱點(diǎn),。這些基礎(chǔ)研究將為癌癥的治療提供更多的方案,。在過去的幾年中，激酶mTOR的三種抑制劑,，分別是雷帕霉素的類似物everolimus,、deforolimus和前體temsirolimus已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。隨著這些研究的深入,，我們相信會(huì)有更多的針對(duì)這些信號(hào)通路中的分子藥物被篩選出來,，為最終診治癌癥提供良方。

5 Wnt信號(hào)

Wnt信號(hào)通路廣泛存在于無脊椎動(dòng)物和脊椎動(dòng)物中,，是一類在物種進(jìn)化過程中高度保守的信號(hào)通路,。Wnt信號(hào)在動(dòng)物胚胎的早期發(fā)育、器官形成,、組織再生和其它生理過程中,，具有至關(guān)重要的作用。如果這條信號(hào)通路中的關(guān)鍵蛋白發(fā)生突變,，導(dǎo)致信號(hào)異?；罨涂赡苷T導(dǎo)癌癥的發(fā)生,。1982年,，R. Nusse和H.E. Varmus在小鼠乳腺癌細(xì)胞中克隆得到第一個(gè)Wnt基因，最初它被命名為Int1（integration 1）,。后來的研究發(fā)現(xiàn)小鼠Int基因與果蠅的無翅基因wg

（wingless）為同源基因,，因而將兩者合稱為Wnt。H.E. Varmus 本人也因他在癌癥研究中的杰出貢獻(xiàn)而獲得1989年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

1) Wnt信號(hào)通路

Wnt是一類分泌型糖蛋白,，通過自分泌或旁分泌發(fā)揮作用,。Wnt信號(hào)通路的主要成分包括：分泌蛋白Wnt家族、跨膜受體Frizzled家族,、CK1,、Deshevelled、GSK3,、APC,、Axin、β-Catenin,、以及轉(zhuǎn)錄因子TCF/LEF家族,。

Wnt信號(hào)通路是一個(gè)復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，目前認(rèn)為它包括三個(gè)分支：經(jīng)典Wnt信號(hào)通路,，通過β-Catenin激活基因轉(zhuǎn)錄,；Wnt/PCP通路（planner cell polarity pathway），通過小G蛋白激活JNK（c-Jun N-terminal kinase）來調(diào)控細(xì)胞骨架重排,；Wnt/Ca2+通路,，通過釋放胞內(nèi)Ca2+來影響細(xì)胞粘連和相關(guān)基因表達(dá)。 一般提到Wnt信號(hào)通路主要指的是由β-Catenin介導(dǎo)的經(jīng)典Wnt信號(hào)通路,。下面我們將簡(jiǎn)單介紹一下經(jīng)典Wnt信號(hào)通路的主要成分：

(1) Frizzled（Fzd或Frz）：分泌型糖蛋白Wnt的細(xì)胞膜上受體,，為7次跨膜蛋白,，結(jié)構(gòu)類似于G蛋白偶聯(lián)型受體,。FZD胞外的N端有一個(gè)富含半胱氨酸的結(jié)構(gòu)域（cysteine rich domain, CRD），能與Wnt結(jié)合,。

(2)Dishevelled（Dsh或Dvl）：Dsh蛋白在細(xì)胞質(zhì)中接受上游信號(hào),，通過抑制APC、Axin以及GSK3β等蛋白形成的復(fù)合物的功能,，穩(wěn)定細(xì)胞質(zhì)中游離狀態(tài)的β-Catenin蛋白,。細(xì)胞質(zhì)中積累的β-Catenin蛋白進(jìn)入細(xì)胞核與TCF/LEF家族的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，從而開啟了下游靶基因的轉(zhuǎn)錄,。

(3)GSK3β：是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,。在沒有Wnt信號(hào)時(shí)，GSK3β能將磷酸基團(tuán)加到β-Catenin N端的絲氨酸/蘇氨酸殘基上,，磷酸化的β-Catenin經(jīng)β-TRCP泛素化共價(jià)修飾后,，被蛋白酶體（proteasome）降解。

(4) CK1（casein kinase 1,，酪蛋白激酶1）：能將β-Catenin的Ser45位點(diǎn)磷酸化,，隨后GSK3β將β-Catenin的Thr41、Ser37、Ser33位點(diǎn)磷酸化,。

(5) Axin：是一種支架蛋白,，具有多個(gè)與其它蛋白作用的位點(diǎn)，能與APC,、GSK3β,、CK1等形成β-Catenin降解復(fù)合物。此外它還與Dishevelled,、PP2A（protein phosphatase 2A）等wnt信號(hào)的其它組分相互作用,。

TCF/ LEF：是一類具有雙向調(diào)節(jié)功能的轉(zhuǎn)錄因子，它與Groucho結(jié)合可以抑制基因轉(zhuǎn)錄,，而與β-Catenin結(jié)合則促進(jìn)下游靶基因的轉(zhuǎn)錄,。

當(dāng)細(xì)胞沒有接受Wnt信號(hào)刺激時(shí)，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)大部分的β-Catenin與細(xì)胞膜上Cadherin蛋白結(jié)合使之附著于細(xì)胞骨架蛋白肌動(dòng)蛋白上,，參與細(xì)胞的黏附作用,。而少部分的β-Catenin被磷酸化后，與GSK3β等形成降解復(fù)合物,，最終通過泛素化修飾而降解,。Wnt信號(hào)的激活就是指分泌型的配體蛋白Wnt與膜表面受體蛋白FZD結(jié)合后，激活胞內(nèi)蛋白DVL,。DVL通過抑制GSK3β等蛋白形成的β-Catenin降解復(fù)合物的降解活性,，穩(wěn)定細(xì)胞質(zhì)中游離狀態(tài)的β-Catenin蛋白。胞漿中穩(wěn)定積累的β-Catenin進(jìn)入細(xì)胞核后結(jié)合LEF/TCF轉(zhuǎn)錄因子家族,，啟動(dòng)下游靶基因（如c-myc,、Cyclin D1等）的轉(zhuǎn)錄。我們可以把Wnt信號(hào)通路簡(jiǎn)單概括為：Wnt→FZD→DVL→β-Catenin降解復(fù)合體解散→β-Catenin入核→TCF/LEF→下游基因轉(zhuǎn)錄,。

2) 經(jīng)典Wnt信號(hào)通路與癌癥

雖然研究人員很早就發(fā)現(xiàn)了Wnt信號(hào)通路的許多成員,，但是直到十年之后，人們才真正將Wnt信號(hào)通路和癌癥聯(lián)系起來,。1993年,，Vogelstein等人報(bào)道腫瘤抑制因子APC（adenomatous polyposis coli，腺瘤性結(jié)腸息肉病蛋白）和β

-Catenin之間存在著相互作用,。他們發(fā)現(xiàn)大約85%的人結(jié)腸癌中APC基因都發(fā)生了突變,，其缺失突變會(huì)導(dǎo)致結(jié)腸癌中的腺瘤性息肉。在Wnt信號(hào)通路中,，β

-Catenin的穩(wěn)定性與APC蛋白密切相關(guān),。APC蛋白可作為一個(gè)載體將β-Catenin和GSK3β聯(lián)系起來，促進(jìn)GSK3β磷酸化β-Catenin氨基端保守的Ser/Thr位點(diǎn),，并促使β-Catenin降解,。在腫瘤細(xì)胞中,，APC基因的突變導(dǎo)致APC蛋白不能與β-Catenin相互作用，同時(shí)也失去了對(duì)β-Catenin表達(dá)水平的調(diào)節(jié),。Β-Catenin在胞漿內(nèi)大量積聚并進(jìn)入細(xì)胞核,，與TCF/LEF轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，激活相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄,，從而導(dǎo)致了細(xì)胞增殖異常和腫瘤發(fā)生,。

Β-Catenin本身的突變也可能造成癌癥。Β-Catenin基因的突變可以造成β

-Catenin蛋白無法被磷酸化和泛素化降解,，致使β-Catenin在胞漿內(nèi)大量聚集,，從而進(jìn)入細(xì)胞核并激活與細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)調(diào)控相關(guān)的基因（如c-myc和Cyclin D1等基因），導(dǎo)致細(xì)胞增殖失控而致癌,。最初,，人們只在大約10%的散發(fā)性大腸癌樣本中發(fā)現(xiàn)了β-Catenin基因的突變。隨后,，研究人員檢查了超過3500份的癌癥樣本,，包括結(jié)腸癌、黑色素瘤,、肝細(xì)胞瘤,、脊髓母細(xì)胞瘤、消化道腫瘤等,，發(fā)現(xiàn)在超過700個(gè)癌癥病例中出現(xiàn)β-Catenin的多種突變,。Β-Catenin的N端序列可能是其致癌的關(guān)鍵位點(diǎn)，這些位點(diǎn)的突變使得β-Catenin在胞內(nèi)表達(dá)失控,，導(dǎo)致Wnt信號(hào)異常激活,，從而誘發(fā)包括結(jié)直腸癌、肝母細(xì)胞瘤,、卵巢癌和前列腺癌等在內(nèi)的多種癌癥,。

目前看來，超過90%的結(jié)腸癌以及很高比例的其它癌癥均與Wnt信號(hào)通路的異常激活密切相關(guān),，而且細(xì)胞實(shí)驗(yàn)也證明如果阻斷Wnt信號(hào)通路可以抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。因此,，人們開始嘗試把Wnt/β-Catenin信號(hào)通路中的關(guān)鍵蛋白作為藥物靶點(diǎn),，篩選分子藥物治療癌癥。目前,，已有多種分子靶向藥物進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段,。然而癌癥的發(fā)生是一個(gè)多因素、多階段,、多基因變異積累的復(fù)雜過程,，多種信號(hào)通路可能同時(shí)參與了癌癥的發(fā)生。隨著未來研究的深入，我們期待更多Wnt信號(hào)通路新成員的發(fā)現(xiàn),。細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路相互協(xié)同機(jī)制的研究,，能夠?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)計(jì)更加有效的抗癌藥物提供更多的理論基礎(chǔ)。

6 BMP信號(hào)

1) BMP信號(hào)通路

BMP（骨形態(tài)發(fā)生蛋白,，bone morphogenetic protein）是TGF-β（轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子,，transforming growth factor-β）超家族中的重要成員。它通過調(diào)節(jié)一系列下游基因的活性,，控制著諸如中胚層形成,、神經(jīng)系統(tǒng)分化、牙齒和骨骼發(fā)育以及癌癥發(fā)生等許多重要的生物學(xué)過程,。BMP信號(hào)的傳遞主要通過配體BMP與細(xì)胞膜上的絲氨酸/蘇氨酸激酶受體（BMP receptor, BMPR）特異性結(jié)合,，形成配體受體二元復(fù)合物。同時(shí),，Ⅱ型受體（BMPR2）能夠活化I型受體（BMPR1）,，并進(jìn)一步將信號(hào)傳遞給細(xì)胞內(nèi)的Smad分子。在BMP和TGF-β信號(hào)由細(xì)胞膜傳遞至細(xì)胞核的過程中,，Smad蛋白起到了關(guān)鍵性的作用,。活化的I型受體（BMPR1）進(jìn)一步磷酸化Smad蛋白（Smad1,、Smad5和Smad8）,，促使Smad分子從細(xì)胞膜受體上脫離下來，并在胞質(zhì)內(nèi)結(jié)合Smad4分子（common Smad,，Co-Smad）后進(jìn)入細(xì)胞核,。在細(xì)胞核內(nèi)，Smad多元復(fù)合物在其它DNA結(jié)合蛋白的參與下作用于特異的靶基因,，調(diào)控靶基因的轉(zhuǎn)錄,。

2) 結(jié)腸中的BMP信號(hào)

結(jié)腸（colon）是大腸的主要部分，它的解剖結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外依次為粘膜層及粘膜下層,、肌層及外膜,。粘膜和部分粘膜下層向腸腔內(nèi)的突起為半環(huán)形皺襞的斷面，凹陷處即稱為結(jié)腸隱窩（colonic crypt）,。結(jié)腸隱窩處的細(xì)胞類型依次為單層柱狀上皮細(xì)胞,、干細(xì)胞、肌成纖維細(xì)胞（myofibroblast）和粘膜?。╩uscularis mucosae）,。結(jié)腸中的干細(xì)胞位于隱窩底部，不斷分裂增殖后形成的子細(xì)胞邊分化邊向內(nèi)移動(dòng),，當(dāng)?shù)竭_(dá)腸腔表面時(shí)就分化成為成熟的腸上皮細(xì)胞,。許多研究證據(jù)顯示,，多種BMP信號(hào)通路中的關(guān)鍵蛋白都在結(jié)腸隱窩的細(xì)胞中表達(dá)。例如,，位于結(jié)腸粘膜層的柱狀上皮細(xì)胞表達(dá)BMP蛋白和BMP受體,。同時(shí)通過免疫組化方法可以在這些細(xì)胞中檢測(cè)到Smad1、Smad5和Smad8蛋白的磷酸化形式,，這表明在分化成熟的柱狀上皮細(xì)胞中,，BMP信號(hào)是被激活的。而肌成纖維細(xì)胞和結(jié)腸干細(xì)胞則通過表達(dá)BMP信號(hào)的拮抗分子Noggin來抑制這些細(xì)胞內(nèi)的BMP信號(hào),，這些結(jié)果提示BMP信號(hào)可能促進(jìn)成熟的結(jié)腸上皮細(xì)胞走向凋亡,。

3) 結(jié)腸癌與BMP信號(hào)

結(jié)腸癌是一種高發(fā)病率的惡性腫瘤，在工業(yè)化國(guó)家里,，它是僅次于肺癌的第二大殺手,。據(jù)美國(guó)國(guó)立癌癥研究院估計(jì)，2008年全美新增結(jié)腸癌約11萬例,，死亡約5萬人,。健康成年人體腸道每天大約有1×1010個(gè)細(xì)胞更新，是人體細(xì)胞更新最快的器官,。這個(gè)更新速度甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了腫瘤組織,，這反映腸道具有非常卓越和精細(xì)的細(xì)胞增殖與分化的調(diào)控機(jī)制，但這種無與倫比的更新速率如同一把“雙刃劍”,，一方面可以迅速地更新和修復(fù)腸粘膜細(xì)胞,，另一方面卻大大增加了腸道細(xì)胞因增殖失控而癌變的可能性。近些年來,，人們從基因水平,、轉(zhuǎn)錄水平、蛋白質(zhì)水平以及細(xì)胞信號(hào)通路等方面對(duì)腫瘤進(jìn)行了大量的研究,，腫瘤的發(fā)病機(jī)制逐漸被闡明,。從分子遺傳機(jī)制角度看，結(jié)腸癌可能是目前研究最為透徹的腫瘤之一,。 最初發(fā)現(xiàn)BMP分子是因?yàn)檫@類蛋白能誘導(dǎo)異位的軟骨和骨的形成,，但目前由于其在大多數(shù)腫瘤，特別是結(jié)腸癌中的異常表達(dá)而成為研究的新熱點(diǎn),。早在十多年前,，人們發(fā)現(xiàn)結(jié)腸癌病例中常有Smad4基因的缺失，不過當(dāng)時(shí)這被認(rèn)為是結(jié)腸癌的發(fā)生與TGF-β信號(hào)相關(guān),，而不是BMP信號(hào)。幼年性息肉綜合癥（juvenile polyposis syndrome, JPS）是一種常染色體顯性遺傳病,，多見于兒童和青少年,?；颊叩慕Y(jié)腸部位通常有50-200個(gè)息肉，息肉被大量的基質(zhì)包圍,，呈現(xiàn)慢性炎癥狀態(tài),，沿著整個(gè)腸管線性分布。JPS 患者很高的結(jié)腸癌患病風(fēng)險(xiǎn),，其家族成員中得結(jié)腸癌的可能性約為9%-50%,，患胃癌和胰腺癌也有報(bào)道。目前超過50%的JPS病例中發(fā)現(xiàn)Smad4和BMPR1A基因發(fā)生缺失和錯(cuò)義突變,，導(dǎo)致BMP信號(hào)傳遞受阻,。這就說明BMP信號(hào)通路在腸道上皮細(xì)胞的增殖平衡中起著關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用，而BMP信號(hào)過低或失活是JPS病發(fā)的緣由,。目前,，通過檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)Smad蛋白的磷酸化水平，發(fā)現(xiàn)約70%的結(jié)腸癌病例中BMP信號(hào)是失活和降低的,，這就為腫瘤特別是結(jié)腸癌的臨床診斷提供了重要的指標(biāo),。

（4) 結(jié)語

盡管BMP信號(hào)通路在動(dòng)物胚胎發(fā)育、組織分化和細(xì)胞增殖更新中發(fā)揮關(guān)鍵作用,，但有關(guān)BMP信號(hào)在結(jié)腸癌的成癌機(jī)制中扮演的角色還有待闡明,。Schwarte等人

利用裸鼠作為動(dòng)物模型，在結(jié)腸癌和胰腺癌細(xì)胞中過量表達(dá)Smad4能夠有效降低血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的表達(dá),，進(jìn)而減少腫瘤組織周圍血管的生成,，起到抑制腫瘤生長(zhǎng)的效果。因此,，通過Smad4和BMP信號(hào)通路中的其它分子來調(diào)控腫瘤血管生成可以作為抑制腫瘤的一種新方法,。深入研究腸道上皮系統(tǒng)的分子生理機(jī)制可能為腸道疾病治療提供一個(gè)新的思路。

5 Ras2MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑

5.1 Ras上游通路

Ras能被復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)激活.首先,被磷酸化激活的受體

如PDGFR,EGFR直接結(jié)合生長(zhǎng)因子受體結(jié)合蛋白(Grb2), 這些受體也可以間接結(jié)合并磷酸化含有src同源區(qū)2(SH2) 結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)(例如Shc,Syp)后,再激活Grb2.第二, Grb2的src同源區(qū)3(SH3)結(jié)構(gòu)域與靶蛋白如mSos1, mSos2,C3G及發(fā)動(dòng)蛋白(dynamin)結(jié)合.C3G與連接蛋白 Crk的SH3結(jié)構(gòu)域結(jié)合后耦聯(lián)酪氨酸磷酸化而激活Ras. Crk也能結(jié)合mSos1激活Ras.Grb2與激活的受體結(jié)合促 進(jìn)鳥苷酸交換因子(Sos)蛋白定位在與Ras相鄰的細(xì)胞膜 上.這樣,Sos與Ras形成復(fù)合體,GTP取代GDP與Ras結(jié) 合后,Ras被激活,當(dāng)GTP水解成GDP后Ras失活.Ras具 有內(nèi)在GTPase活性,它的活性可被RasGAPs調(diào)節(jié),因而 RasGAPs扮演Ras活性調(diào)節(jié)劑的角色.另外,Ras失活也受 到高度調(diào)節(jié).目前,有三種蛋白質(zhì)能水解GTP使Ras失活, 它們分別是P120GAP,neurofibromin和GAP1m,統(tǒng)稱為 RasGAPs.

5.2 Ras下游通路

5.2.1 Ras/Raf通路 至今,Ras/Raf通路是最明確的信號(hào) 轉(zhuǎn)導(dǎo)通路.當(dāng)GTP取代GDP與Ras結(jié)合,Ras被激活后, 再激活絲蘇氨酸激酶級(jí)聯(lián)放大效應(yīng),招集細(xì)胞漿內(nèi)Raf1絲 蘇氨酸激酶至細(xì)胞膜上,Raf激酶磷酸化MAPK激酶 (MAPKK),MAPKK激活MAPK.MAPK被激活后,轉(zhuǎn)至 細(xì)胞核內(nèi),直接激活轉(zhuǎn)錄因子.另外,MAPK刺激Fos,Jun 轉(zhuǎn)錄因子形成轉(zhuǎn)錄因子AP1,該因子與myc基因旁的特異 的DNA序列結(jié)合,從而啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄.myc基因產(chǎn)物也是轉(zhuǎn)錄 因子,它能激活其他基因.最終,這些信號(hào)集中起來誘導(dǎo)D 型Cyclin的表達(dá)和活性.D型Cyclin與Cyclin依賴性激酶 (如CDK4和CDK6)形成復(fù)合體,該復(fù)合體的形成促使細(xì)胞 從G1期進(jìn)入S期.因此,Ras/Raf通路在受體信號(hào)和G1期 進(jìn)展之間起著關(guān)鍵作用.然而,Ras/Raf通路不是調(diào)控G1 期進(jìn)展的惟一通路.Ras與Raf單獨(dú)結(jié)合不能促進(jìn)Raf激 酶活性,同時(shí),Raf能被不依賴Ras的機(jī)制所激活(例如能被 Src酪氨酸激酶和PKC所激活),MAPK也能被不依賴Ras 機(jī)制(如通過調(diào)節(jié)整合素的活性)所激活.表明級(jí)聯(lián)反應(yīng)每 一個(gè)信號(hào)蛋白質(zhì)都能被多個(gè)上游蛋白質(zhì)所激活,而它們也可 能有另外的靶蛋白.另一個(gè)重要的Ras通路效應(yīng)物是Cyc2

lin依賴性激酶抑制劑P21Waf1/cip1,它被Ras所誘導(dǎo),抑制

Cdk2CyclinE和Cdk2CyclinA復(fù)合體的活性,從而阻斷DNA

的合成.

5.2.2 Rho/Rac通路 Rho家族蛋白質(zhì)是小G蛋白的Ras

超家族成員,其氨基酸序列大約有30%與Ras蛋白相同,三

個(gè)主要的Rho蛋白是Cdc42,Rho,Rac.Cdc42刺激Rac,

Rac接下來刺激Rho.然而,這個(gè)直線模型對(duì)于精確的信號(hào)

轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來說過于簡(jiǎn)單,因?yàn)橛凶C據(jù)顯示交叉聯(lián)系存在,例

如Cdc42不通過Rac能影響Rho的活性.下游靶點(diǎn)Rho激

酶α的激活,導(dǎo)致肌動(dòng)蛋白的重新構(gòu)建和P21激活的絲蘇氨

基酸激酶參與應(yīng)力纖維的分解.最后Rac和Cdc42利用

MAPK傳遞信號(hào)至核內(nèi),Rho通過刺激Src和fos啟動(dòng)子達(dá)

到轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的作用.另外,Rac和Cdc42激活JunN端激

酶,該酶結(jié)合Jun,EIk1和ATF2等轉(zhuǎn)錄因子,這就是Rho

在細(xì)胞癌變過程中起重要作用的可能機(jī)制.另一個(gè)重要

Rho下游靶點(diǎn)是P21Waf1/cip1.Rho抑制P21Waf1/cip1誘導(dǎo),有利

于Ras驅(qū)動(dòng)細(xì)胞進(jìn)入S期[10],P21Waf1/cip1陰性細(xì)胞不需要

Rho進(jìn)行Ras激活的DNA合成,降低了通過誘導(dǎo)P21Waf1/cip1

在Ras轉(zhuǎn)化過程中的重要性.

Ras2MAPK信號(hào)途徑與腫瘤的關(guān)系

腫瘤發(fā)生與調(diào)控細(xì)胞增殖的信號(hào)發(fā)生異常有關(guān).一些腫瘤病人生長(zhǎng)因子或其受體的表達(dá)或功能出現(xiàn)異常,如卵巢癌病人血清中EGF和胰島素樣生長(zhǎng)因子含量升高;EGF增高影響細(xì)胞間連接,促進(jìn)細(xì)胞轉(zhuǎn)移和浸潤(rùn)[11].臨床資料表明,酪氨酸蛋白激酶受體過表達(dá)與腫瘤相關(guān),ErbB22在乳癌病人中30%過表達(dá);起源于上皮的肺癌,乳癌等EGFR過表達(dá),并與高轉(zhuǎn)移率,低生存率以及差的預(yù)后相關(guān),通過降低EGFR表達(dá)可抑制EGFR過表達(dá)的卵巢癌細(xì)胞的增殖

[12].腫瘤細(xì)胞ras基因突變率大約為25%,而胰腺癌和結(jié)腸癌分別達(dá)到85%和40%.ras癌基因主要以點(diǎn)突變和基因擴(kuò)增方式存在,突變位點(diǎn)在第11,12,13,18,59,61密碼子,是Ras蛋白和GAP的作用位點(diǎn),由于突變,抑制了Ras內(nèi)在的GTP酶活性,突變的Ras鎖定在持續(xù)激活的Ras2GTP狀態(tài),引起細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化.raf癌基因與人類腫瘤關(guān)系密切,

很少突變,但Raf持續(xù)活化,可導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化;在小細(xì)胞肺癌病人的組織標(biāo)本中,Raf在mRNA和蛋白水平均過表達(dá),活性增高.

在腫瘤治療的研究中,可從以下幾方面阻斷Ras2

MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑:①酪氨酸蛋白激酶抑制劑,如Radici2

col抑制V2Ha2ras轉(zhuǎn)化的NIH3T3細(xì)胞的MAPK活性,使

細(xì)胞表型逆轉(zhuǎn);新研究的酪氨酸蛋白激酶抑制劑能雙重作用

ErbB22和EGFR[13],廣泛抑制ErbB22或(和)EGFR過表達(dá)

的腫瘤生長(zhǎng).②抑制Ras法尼基化:法尼基轉(zhuǎn)移酶抑制劑

(FTIs)是目前研究的分子水平抗癌藥,抑制ras翻譯后修

飾,已有多種FTIs用于動(dòng)物模型和臨床前期實(shí)驗(yàn),有明顯的

抗腫瘤作用,如SCH66336對(duì)表達(dá)高水平H2Ras2GTP和ras

是否突變的腫瘤都有生長(zhǎng)抑制作用,已進(jìn)入臨床試驗(yàn)[14].

③反義核苷酸技術(shù):C2H2ras反義RNA質(zhì)粒降低人胃癌

BGC2823細(xì)胞的H2ras表達(dá)并抑制細(xì)胞生長(zhǎng)和部分惡性表 型逆轉(zhuǎn);Raf21反義DNA抑制人白血病細(xì)胞的增殖.④其 他:針對(duì)受體酪氨酸激酶與底物作用的SH2區(qū)或SH3區(qū)設(shè) 計(jì)多肽,在體外實(shí)驗(yàn)抑制酶和底物結(jié)合.