張 龍 綜述，蔣迎九審校

（重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院胸心外科 400016）

肺癌是全球最常見的腫瘤，占所有腫瘤的13%，病死人數(shù)占腫瘤病死人數(shù)的18%［1］。在中國肺癌已成為城鄉(xiāng)首位惡性腫瘤的死亡原因，占全部惡性腫瘤死亡的22.7%［2］。第10號染色體同源丟失性磷酸酶張力蛋白基因（phosphatase and tensin homolog deleted from chromosome 10，PTEN），是迄今為止發(fā)現(xiàn)的第一個具有磷酸酶活性的抑癌基因。PTEN基因編碼的蛋白具有脂質磷酸酶和蛋白磷酸酶雙重特異性磷酸酶活性，與腫瘤發(fā)生密切相關［3］。大量研究表明包括肺癌在內的多種腫瘤存在PTEN蛋白的低表達或缺失，這與肺癌的發(fā)生、發(fā)展、預后密切相關。本文就PTEN與肺癌的研究進展進行綜述。

1 PTEN的結構與功能特點

PTEN基因位于10號染色體q23.3區(qū)，有9個外顯子和8個內含子，全長200kb，含1 209個核苷酸，編碼由403個的氨基酸殘基組成的蛋白質。PTEN蛋白包括五個功能結構域：氨基端的PBD和磷酸酶結構域，C2結構域，羧基端的PDZ結構域和2個PEST序列。在胞質中PBD掩蓋PTEN催化結構使其處于滅活構象，當PTEN在胞膜處結合PIP2后，PTEN蛋白則呈現(xiàn)出激活構象［4］。磷酸酶結構域為PTEN發(fā)揮酶活性的關鍵，磷酸酶結構域的異常將嚴重影響PTEN蛋白的催化活性。C2結構域具有結合膜磷酯作用，使PTEN結合在膜磷酯上，參與PTEN催化結構域的正確定位，此結構域的異常將影響PTEN與脂質的相互作用，從而影響PTEN的生長抑制作用。PEST序列酪氨酸、絲氨酸/蘇氨酸殘基磷酸化和PDZ結構域與其他蛋白的蛋白－蛋白相互作用對調節(jié)其自身穩(wěn)定性、酶活性具有重要作用［5］。

2 PTEN的調控機制

2.1 PTEN在基因水平的調節(jié) 準確的基因表達調控對生物體的生長發(fā)育和功能至關重要，基因表達調控異常與疾病密切相關。PTEN基因突變、基因的純合性或雜合性缺失等結構異常將引起PTEN基因的異常表達。PTEN基因啟動子甲基化等表觀遺傳沉默現(xiàn)象也可導致PTEN的異常表達［6］。PTEN在轉錄水平受到ERG1、IGF1、PPAR－γ、p53、SPRY2等因子的正性調控；然而MKK4、TGFβ、JUN等因子卻對PTEN的轉錄進行負性調控［7］。MicroRNA（miRNA）是一類具有調控功能的非編碼RNA，對基因表達起非常重要的調控作用，可以通過識別靶向mRNA并與其完全或不完全互補結合，促使靶mRNA降解或抑制其翻譯。miR－29b通過下調DNA甲基轉移酶，降低啟動子甲基化，促進PTEN的轉錄［8］。類似的研究報道 miR－21、miR－205、miR－92b、miR－26a、miR－19等也通過不同的作用機制對PTEN的表達進行調控［9－11］。PTENP1與PTEN基因具有相似的結構域，在miRNA調節(jié)PTEN的過程中其可以通過競爭機制與miRNA結合，間接調節(jié)PTEN的表達［12］。占基因組序列98%的非蛋白編碼區(qū)編碼了包含miRNA在內的大量非編碼RNA，進一步闡明非編碼RNA在基因調控中的作用機制具有重要意義。

2.2 PTEN蛋白的修飾與調控 PTEN蛋白受到磷酸化、乙?；⒎核鼗⒀趸饔玫刃问降恼{控。CK2、GSK3β、PICT1和Rock等激酶可以通過磷酸化對其活性及穩(wěn)定性進行調控；組蛋白乙?；D移酶p300/CBP相關因子乙酰化位于磷酸酶結構域的酪氨酸殘基125/128進而負性調節(jié)PTEN酶活性?；钚匝踝杂苫≧OS）氧化位于PTEN催化酶結構域的半胱氨酸殘基（C124）與C71形成分子內的二硫鍵來負性調控PTEN蛋白活性。XIAP、WW2、HAUSP與PTEN蛋白的泛素化密切相 關。PTEN 蛋 白 通 過與p53、p85、NHERF、PICT1、POCK、DLG1、MSP58、MAGI2、MAST3、MSAT1（SAST）等蛋白的蛋白－蛋白相互作用來調節(jié)其穩(wěn)定性［13］。

2.3 PTEN在細胞內的分布 PTEN在胞質和胞核的作用機制及其功能不同，在胞質和胞核的分布需要精密的調控，PTEN在胞質與胞核的分布異常在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中起重要作［14］。進一步探討PTEN在胞質及胞核的功能差異及PTEN在胞質－胞核的轉運機制，對闡明PTEN的抗癌機制具有重要意義。

3 PTEN參與的信號通路

3.1 PTEN/PI3K/AKT信號通路 PI3K/AKT是重要的細胞信號通路，與腫瘤的生成密切相關，在細胞增殖和轉移、細胞周期調控及腫瘤血管生成等方面具有重要作用。PTEN通過其脂質磷酸酶活性，逆轉PI3K的磷酸化作用，將磷脂酰肌醇－3磷酸（PIP3）的磷酸基團移除，使之還原成磷脂酰肌醇－2磷酸（PIP2），維持胞內低PIP3水平，從而抑制PI3K/AKT 信號途徑［15］。

3.2 PTEN/FAK信號通路 粘著斑激酶（focal adhesion kinase，F(xiàn)AK）是調節(jié)細胞遷移的重要分子，是細胞內信號傳導途徑中的關鍵激酶，其主要作用是促進細胞黏附，局部鋪展、遷移，在腫瘤侵潤和轉移中發(fā)揮重要作用。研究表明，PTEN在體內、外均可使FAK脫磷酸，降低其磷酸化水平，拮抗其促癌作用。PTEN過表達能抑制細胞擴散和局部黏著斑形成及細胞遷移；PTEN表達的缺失則對細胞遷移抑制能力減弱，PTEN對FAK介導的腫瘤細胞侵潤和轉移的抑制作用明顯減弱［16］。

3.3 PTEN/MAPK信號通路 整合素不僅能通過激活Shc/Grb2/ERK信號通路促進腫瘤細胞增殖和存活，還可以激活RAS－MAPK信號通路并與之協(xié)同促進腫瘤的生成［17］。PTEN抑制接頭蛋白shc磷酸化水平，抑制生長因子結合蛋白2（Grb2）的募集及續(xù)之的 MAPK途徑而產生抑癌效應。PTEN通過抑制胰島素受體底物－1（IRS－1）的磷酸化從而抑制胰島素生長因子－1（IGF－1）對 MAPK的激活產生抑癌效應；PTEN也可以調節(jié)IRS－1的磷酸化水平，影響IRS－1/Grb2/SOS復合物的形成，下調 MAPK的磷酸化，進而發(fā)揮抑癌作用［18］。

4 PTEN與肺癌

4.1 PTEN在肺癌中表達及其意義 PTEN基因的異常改變在肺癌中是一個常見事件，在40個肺癌細胞系中，多數(shù)存在PTEN基因的突變或缺失等異常改變［19］。肺癌細胞存在PTEN蛋白的降低甚至缺失，與健康人肺上皮細胞BEAS－2B比較，肺癌細胞株H292、A549、H1299的PTEN蛋白表達顯著降低。肺癌組織中普遍存在PTEN蛋白的缺失，與正常肺組織比較，肺癌組織PTEN蛋白的表達顯著降低，PTEN表達陰性的患者較陽性患者生存時間短，PTEN的表達與預后密切相關；PTEN蛋白的表達在高分化組明顯高于低分化組，無淋巴結轉移組明顯高于淋巴結轉移組，這說明PTEN的表達與細胞分化和淋巴轉移密切相關［21－22］。肺癌細胞株A549轉染PTEN基因后，隨著PTEN表達的增加，細胞增殖受到抑制，凋亡增加，裸鼠成瘤能力明顯減弱，移植瘤中微血管密度顯著降低，表明PTEN表達的增加能顯著抑制肺癌細胞的惡性生物學行為?？傊伟┌l(fā)生發(fā)展過程中存在PTEN基因的異常改變，由于PTEN基因的異常改變導致其蛋白表達降低，從而導致其抑癌功能的喪失，PTEN的缺失與肺癌的分化程度、淋巴結轉移與預后密切相關。PTEN可以作為有價值的腫瘤標記物用于肺癌的診斷，可作為判斷肺癌預后的一項指標。

4.2 肺癌中與PTEN相關的信號通路（1）在NNK誘導A/J小鼠的成瘤試驗中，PTEN＋/－小鼠組形成的肺腫瘤明顯大于PTEN＋/＋小鼠組，并且在PTEN＋/－小鼠形成的肺腫瘤中存在PTEN蛋白的低表達和AKT的激活［22］。由此可知，在肺癌中PTEN的缺失導致其不能有效的抑制PI3K/AKT進而促進肺癌的發(fā)生。（2）MAPK有3個主要亞族：ERK、JNK和p38MAPK，其中ERK1/2信號轉導通路調控細胞增殖和分化，JNK和p38MAPK信號轉導通路在炎癥與細胞凋亡等應激反應中發(fā)揮重要作用。ERK1/2信號通路的激活與肺癌密切相關，PTEN通過抑制MAPK中細胞外信號調節(jié)激酶（ERK）、MEK的活化而抑制 MAPK途徑發(fā)揮抑癌作用。研究報道：PTEN蛋白與Ras/Raf/MAPK信號轉導途徑密切相關，在肺癌的發(fā)生中，可能由于PTEN蛋白表達降低或缺失，不能有效抑制致癌因子異常激活的Ras/Raf/MAPK信號通路，從而使細胞異常增殖和惡性轉化；同時MAPK也可通過多種機制調節(jié)PTEN的表達，二者的相互協(xié)同作用共同調節(jié)細胞的生物學行為［23］。（3）PTEN和FAK在肺癌組織中的表達呈顯著負相關。在肺癌的中，可能由于PTEN蛋白表達的缺失導致其不能有效的抑制PTEN/FAK信號通路進而促進肺癌的發(fā)生、發(fā)展［24］。隨著研究的深入，PTEN參與的其他信號通路將得以鑒定，這有利于基因的靶向治療在肺癌治療中的應用。

4.3 PTEN與肺癌的治療 PTEN表達的減少或者缺失，將導致癌細胞對抗腫瘤藥物的耐藥，對放療產生抵抗。肺腺癌細胞PC9對吉非替尼敏感，將PC9反復接種于裸鼠而獲得的子代細胞PC9/f9和PC9/f14，然而這2種子代細胞則對吉非替尼原發(fā)耐藥。分析結果顯示較之于親代細胞，子代細胞PTEN表達明顯減少甚至缺失［25］。PTEN表達的增加可以增強多種腫瘤細胞的輻射敏感性：在非小細胞肺癌中，聯(lián)合PTEN與Y射線照射可以抑制AKT的表達、抑制DNA的修復能力，提高腫瘤細胞的殺傷作用［26］。類似的結果也顯示聯(lián)合PTEN與Y射線照射可以通過抑制AKT的表達，促進p21的表達來調控細胞增殖，促進凋亡，增強肺癌細胞對放療的敏感性［27］。PTEN表達的增加也能增強肺癌細胞對抗癌藥物的敏感性，促進抗癌藥物對肺癌細胞的抑制作用。轉染PTEN的基因治療聯(lián)合鉑類化療藥物對肺癌細胞起協(xié)同抑制作用，二者的聯(lián)用顯著的抑制肺癌細胞的生長，促進凋亡，抑制肺癌移植瘤的生長，同時可以減少化療抵抗，減輕毒副作用［28］。miR－21、miR－205、miR－92b等miRNA也可以通過對PTEN的調節(jié)而改變肺癌細胞對化療藥物的敏感性、耐藥性［9、11］?；蛑委熍c化療、放療的聯(lián)用對腫瘤治療是一種理想的治療方法，將有重要意義，有廣泛的應用前景。

5 展 望

研究已經證明PTEN可以通過促進細胞凋亡、調控細胞周期、抑制血管生成、抑制細胞遷移等途徑來抑制肺癌。PTEN的異常表達在肺癌中是一個常見事件，由于其表達的異常，從而導致其抑癌功能的喪失。目前在肺癌中PTEN的缺失機制、細胞核PTEN的功能和PTEN在亞細胞的分布的調節(jié)機制、miRNA對PTEN的調節(jié)、PTEN基因靶向治療與放、化療聯(lián)用的作用機制這些方面尚值得探討，特別是miRNA對PTEN的調節(jié)、PTEN基因靶向治療與放、化療聯(lián)用成為近年來研究的熱點。對這些機制的進一步研究將更加有利于闡明PTEN的抑癌機制和PTEN與肺癌的相互作用關系，從而為開發(fā)新的抗腫瘤藥物、探索合理的治療方案指導臨床治療提供新思路。

［1］Jemal A，Bray F，Center MM，et al.Global cancer statistics［J］.CA Cancer J Clin，2011，61（2）：69－90.

［2］The Ministry of Health of the People′s Republic of China.Third National retrospect pot－check of death－causation［M］.Beijing：Peking Union Medical College Press，2008：22.

［3］Li J，Yen C，Liaw D，et al.PTEN，aputative protein tyrosine phosphatase gene mutated in human brain，breast，and prostate cancer［J］.Science，1997，275（538）：1943－1947.

［4］Vazquez F，Devreotes P.Regulation of PTEN function as a PIP3gatekeeper through membrane interaction［J］.Cell Cycle，2006，5（14）：1523－1527.

［5］Hopkins BD，Hodakoski C，Barrows D，et al.PTEN function：the long and the short of it［J］.Trends Biochem Sci，2014，39（4）：183－190.

［6］Hollander MC，Blumenthal GM，Dennis PA.PTEN loss in the continuum of common cancers，rare syndromes and mouse models［J］.Nat Rev Cancer，2011，11（4）：289－301.

［7］Tamguney T，Stokoe D.New insights into PTEN［J］.J Cell Sci，2007，120（23）：4071－4079.

［8］Li G，Zhao J，Peng X，et al.The mechanism involved in the loss of PTEN expression in NSCLC tumor cells［J］.Biochem Biophys Res Commun，2012，418（3）：547－552.

［9］Liu ZL，Wang H，Liu J，et al.MicroRNA－21（miR－21）expression promotes growth，metastasis，and chemo－or radioresistance in non－small cell lung cancer cells by targeting PTEN［J］.Mol Cell Biochem，2013，372（1/2）：35－45.

［10］Cai JC，F(xiàn)ang LS，Huang YB，et al.miR－205targets PTEN and PHLPP2to augment AKT signaling and drive malignant phenotypes in Non－Small cell lung cancer［J］.Cancer Res，2013，73（17）：5402－5415.

［11］Li Y，Li L，Guan Y，et al.MiR－92bregulates the cell growth，cisplatin chemosensitivity of A549non small cell lung cancer cell line and target PTEN［J］.Biochem Biophys Res Commun，2013，440（4）：604－610.

［12］Poliseno L，Salmena L，Zhang J，et al.A coding－independent function of gene and pseudogene mRNAs regulates tumour biology［J］.Nature，2010，465（731）：1033－1038.

［13］Song MS，Salmena L，Pandolfi PP.The functions and regulation of the PTEN tumour suppressor［J］.Nat Rev Mol Cell Biol，2012，13（5）：283－296.

［14］Sarah M，Planchon，Kristin A，et al.The nulear affairs of PTEN［J］.Cellscience，2008，121（2）：249－253.

［15］Chalhoub N，Baker SJ.PTEN and the PI3－Kinase pathway inCancer［J］.Annu Rev Pathol，2009，4（1）：127－150.

［16］Zhang LL，Liu J，Lei S，et al.PTEN inhibits the invasion and metastasis of gastric cancer via downregulation of FAK expression［J］.Cell Signal，2014，26（5）：1011－1020.

［17］Macias－Perez I，Borza C，Chen X，et al.Loss of integrin alpha1beta1ameliorates Kras－induced lung cancer［J］.Cancer Res，2008，68（15）：6127－6135.

［18］Weng LP，Smith WM，Brown JL，et al.PTEN inhibits insulin－stimulated MEK/MAPK activation and cell growth by blocking IRS－1phosphorylation and IRS－1/Grb－2/Sos complex formation in a breast cancer model［J］.Hum Mol Genet，2001，10（6）：605－616.

［19］Kohno T，Takahashi M，Manda R，et al.Inactivation of the PTEN/MMAC1/TEP1gene in human lung cancers［J］.Genes Chromosomes Cancer，1998，22（2）：152－156.

［20］Panagiotou I，Tsiambas E，Lazaris AC，et al.PTEN expression in non small cell lung carcinoma based on digitized image analysis［J］.J BUON，2013，17（4）：719－723.

［21］Yanagawa N，Leduc C，Kohler D，et al.Loss of phosphatase and tensin homolog protein expression is an Independent poor prognostic marker in lung adenocarcinoma［J］.J Thorac Oncol，2012，7（10）：1513－1521.

［22］Hollander MC，Balogh AR，Liwanag J，et al.Strain－specific spontaneous and NNK－mediated tumorigenesis in Pten＋/－mice［J］.Neoplasia，2008，10（8）：866－872.

［23］Ciuffreda L，Di Sanza C，Cesta Incani U，et al.The mitogen－activated protein kinase（MAPK）cascade controls phosphatase and tensin homolog（PTEN）expression through multiple mechanisms［J］.J Mol Med（Berl），2012，90（6）：667－679.

［24］Wang C，Yang R，Yue D，et al.Expression of FAK and PTEN in bronchioloalveolar carcinoma and lung adenocarcinoma［J］.Lung，2009，187（2）：104－109.

［25］Kokubo Y，Gemma A，Noro R，et al.Reduction of PTEN protein and loss of epidermal growth factor receptor gene mutation in lung cancer with natural resistance to gefitinib（IRESSA）［J］.Br J Cancer，2005，92（9）：1711－1719.

［26］Pappas G，Zumstein LA，Munshi A，et al.Adenoviral－mediated PTEN expression radiosensitizes non－small cell lung cancer cells by suppressing DNA repair capacity［J］.Cancer Gene Ther，2007，14（6）：543－549.

［27］Park JK，Jung HY，Park SH，et al.Combination of PTEN and gamma－ionizing radiation enhances cell death and G（2）/M arrest through regulation of AKT activity and p21 induction in non－small－cell lung cancer cells［J］.Int J Radiat Oncol Biol Phys，2008，70（5）：1552－1560.

［28］Li D，Zhang Y，Xie Y，et al.Enhanced tumor suppression by adenoviral PTEN gene therapy combined with cisplatin chemotherapy in small－cell lung cancer［J］.Cancer Gene Ther，2013，20（4）：251－259.