楊 陽，劉維鵬, 李士新

1.延安大學(xué)附屬醫(yī)院(延安716000)，2.延安大學(xué)教學(xué)部(延安716000)

野生型p53誘導(dǎo)的磷酸酶1(wild-type p53-induced phosphatase 1，Wip1)基因是較新發(fā)現(xiàn)的一種原癌基因，屬一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶，Wip1基因與其他致癌基因有協(xié)同作用，抑制了許多腫瘤抑制基因，它與人類多種惡性腫瘤的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)[1]。人們已經(jīng)開始針對以Wip1為靶點(diǎn)的化療、放療、及基因治療進(jìn)行研究，取得初步成果。因此本文就Wip1 基因在腫瘤中的研究進(jìn)展做一綜述。

1 Wip1 基因和Wip1蛋白

1997年, Fiscella 等經(jīng)γ射線/紫外線照射誘導(dǎo)用mRNA差異表達(dá)基因篩選法發(fā)現(xiàn)了Wip1基因，并發(fā)現(xiàn)Wip1的表達(dá)依賴于野生型的抑癌蛋白p53[1]。Wip1蛋白主要存在于胞核內(nèi)，是PP2C家族中的一員，由PPM1D (Protein phosphatase magnesium-dependent 1 delta) 基因編碼。PPM1D基因含6個編碼區(qū)，在人位于染色體17q23/q24區(qū)域，在小鼠位于11號染色體上p53 基因的附近；小鼠PPM1D與人PPM1D有83%的同源性。人Wip1蛋白的相對分子質(zhì)量為 61 kD，有605個氨基酸；小鼠Wip1蛋白的相對分子質(zhì)量為 66 kD，有598個氨基酸。人類Wip1多肽鏈包含兩個主要區(qū)域：N-端第1-375位的氨基酸為磷酸酶區(qū)，序列高度保守；第376-605位的氨基酸為非催化區(qū)，序列低保守；第65-368位的氨基酸序列與蛋白磷酸酶2C(Protein phosphatase type 2C, PP2C)有高度同源性，其中N-端有3個區(qū)域完全相同，所以Wip1被歸為PP2C蛋白酶家族，PP2C家族的蛋白均為絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶。

2 Wip1 基因的生理作用

Wip1基因?qū)€體發(fā)育起著重要的調(diào)節(jié)作用。Wip1基因敲除鼠有發(fā)育不全、生殖器官萎縮、生殖能力下降和壽命縮短一系列改變。Wip1可通過增強(qiáng)類固醇受體共激活劑1的活性而正向調(diào)節(jié)雌激素、黃體酮和雄激素受體的活性[2]。Wip1在調(diào)節(jié)神經(jīng)干細(xì)胞的生成中也起著重要作用，Wip1缺失的神經(jīng)干細(xì)胞細(xì)胞周期停滯于G2期，細(xì)胞內(nèi)p53蛋白磷酸化增加使依賴p53的細(xì)胞周期抑制因子如p21等表達(dá)上調(diào)。用 Wip1基因和p53基因雙基因敲除小鼠研究發(fā)現(xiàn)，Wip1是通過p53而調(diào)節(jié)神經(jīng)干細(xì)胞的細(xì)胞周期，對Wip1基因敲除的小鼠再敲除p53基因即可完全逆轉(zhuǎn)Wip1缺失引起的神經(jīng)干細(xì)胞的細(xì)胞周期受損，并使神經(jīng)干細(xì)胞以及成神經(jīng)細(xì)胞的數(shù)量增多[3]。

3 Wip1 基因的促癌機(jī)制

細(xì)胞內(nèi)抑制腫瘤發(fā)生的基因中，抑癌基因p53的作用最為重要；大約50%的人類癌癥伴有p53突變或功能失活，說明p53在抑制腫瘤發(fā)生中的重要作用。p53通過減少細(xì)胞突變以及抑制突變細(xì)胞的增殖和生長從而發(fā)揮抑癌作用，完整的p53是阻止癌癥發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵。

Wip1基因促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展的主要機(jī)制是抑制抑癌基因 p53。目前通過至少四種機(jī)制，Wip1可以抑制p53的活性：①直接去磷酸化p53蛋白N端第15位氨基酸，使p53蛋白功能失活[4];②p53蛋白在第33位和46位絲氨酸殘基的磷酸化被P38MAPK的去磷酸化阻止，p53蛋白的功能被激活[5]；③p53蛋白在第20位絲氨酸殘基[5]去磷酸化，被Chk1磷酸化，從而使p53蛋白功能失去活性；④通過P38MAPK的去磷酸化表達(dá)促進(jìn)MDM2和p53的結(jié)合以滅活p53蛋白功能。

有文獻(xiàn)報(bào)道,Wip1還抑制其它腫瘤抑制基因的活性，例如TM、P16INK4α和P14/P19ARF。例如ATM/ATRDNA介導(dǎo)損傷修復(fù)對于防止腫瘤形成很重要，并且Wip1的高表達(dá)可以減少依賴于ATM級聯(lián)信號傳導(dǎo)和抑制DNA損傷修復(fù)，從而促進(jìn)細(xì)胞周期的進(jìn)程，最終導(dǎo)致腫瘤形成。

4 Wip1基因的高表達(dá)與某些惡性腫瘤的關(guān)系

4.1 乳腺癌：2002 年，趙吉星等[6]和Fu等[7]率先報(bào)道了Wip1在乳腺癌發(fā)生發(fā)展中所起的作用。他們發(fā)現(xiàn)，乳腺癌細(xì)胞染色體17q23位點(diǎn)的PPM1D基因發(fā)生擴(kuò)增，通過調(diào)節(jié)細(xì)胞轉(zhuǎn)化和細(xì)胞凋亡而促癌致癌。趙吉星[6]等用組織微數(shù)組法檢測了原發(fā)性乳腺癌中Wipl基因的表達(dá)情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在326例原發(fā)性乳腺癌患者中有37例患者(11.3%)存在著PPM1D基因的擴(kuò)增，在有PPM1D基因擴(kuò)增的8例患者中有7例患者(87.5%)存在有PPM1D mRNA的過表達(dá)。Fu等[7]得出了與Bulavin等類似的結(jié)果，并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)Wip1的高表達(dá)使由p38MAPK-p53-Wip1軸信號傳導(dǎo)通路維持的穩(wěn)態(tài)被打破，p38MAPK的去磷酸化使野生型p53蛋白失活并使pl6蛋白水平降低，從而導(dǎo)致乳腺癌發(fā)生。Park[8]等于2012 年用75例乳腺癌組織和癌旁組織用免疫組化Elivision法檢查其中的 Wip1蛋白的表達(dá)水平。用逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)檢測了其中30例乳腺癌和癌旁組織中Wipl mRNA 的表達(dá)情況，并對 Wipl的高表達(dá)和乳腺癌的臨床病理等的關(guān)系進(jìn)行了分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，乳腺癌癌組織和癌旁組織中Wip1蛋白的表達(dá)率分別為 69.3%和5.3%，癌組織中Wipl蛋白的比癌旁組織顯著升高；Wip1 mRNA在乳腺癌癌組織中的表達(dá)值為 0.82，顯著高于癌旁組織中的表達(dá)值(0.55)；Wip1蛋白的高表達(dá)與p53蛋白的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，與患者年齡、乳腺癌瘤塊大小、TNM 分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和雌孕激素受體表達(dá)無關(guān)。因此，Wip1在乳腺癌中的高表達(dá)可以促進(jìn)乳腺癌的發(fā)展，Wip1將成為乳腺癌基因治療的一個新靶點(diǎn)。

4.2 肺癌：肺癌是全球最常見腫瘤，其中非小細(xì)胞肺癌占肺癌的40%以上，其病因與機(jī)制尚不明確。許多學(xué)者認(rèn)為可能與癌基因的激活和癌基因的功能下降或缺失有關(guān)[9]。Bulavin等[10]研究了Wip1和p53在非小細(xì)胞肺癌中表達(dá)及其意義，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Wip1 mRNA在非小細(xì)胞肺癌和正常肺組織都有表達(dá)，在非小細(xì)胞肺癌組織中其表達(dá)明顯高于正常肺組織，此外，Wip1 mRNA表達(dá)水平在細(xì)胞低分化組高于高分化組。顧勇等研究了Wip1與非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)的關(guān)系，結(jié)果表明Wip1 mRNA在NSCLC和正常肺組織中均有表達(dá)，并且在NSCLC中，Wip1 mRNA的表達(dá)水平明顯高于正常肺組織。Li等[11]也發(fā)現(xiàn)Wip1 mRNA在非小細(xì)胞肺癌組織中的表達(dá)水平明顯高于正常肺組織，且與性別和年齡沒有相關(guān)性。Park和Satoh等報(bào)道了Wip1能通過作用于細(xì)胞內(nèi)DNA損傷修復(fù)的功能而促進(jìn)肺癌多種其他癌細(xì)胞的增殖，并發(fā)現(xiàn)Wip1與肺腺癌的分化程度及預(yù)后情況相關(guān)[12]。以上研究提示，Wip1 mRNA和蛋白的高表達(dá)與非小細(xì)胞肺癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，有望成為非小細(xì)胞肺癌基因治療的一個靶點(diǎn)，并對判定非小細(xì)胞肺癌的惡性程度和評估患者的預(yù)后有參考價(jià)值。

4.3 神經(jīng)膠質(zhì)瘤：神經(jīng)膠質(zhì)瘤又名膠質(zhì)細(xì)胞瘤，簡稱膠質(zhì)瘤，是最常見的原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤。這種腫瘤的特點(diǎn)是發(fā)病非常迅速，甚至于手術(shù)后，還有復(fù)發(fā)的可能。p53突變或缺失在神經(jīng)膠質(zhì)瘤的形成中起著重要的作用[13]，是腦膠質(zhì)瘤中最常見的一種基因改變，通過直接或間接抑制腫瘤抑癌基因p53的功能，Wip1基因的過度表達(dá)在神經(jīng)膠質(zhì)瘤的發(fā)生和發(fā)展中起著重要的作用。多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系包括p53野生型和p53突變體，其中U87是p53野生型，而U21是p53突變體，Wip1在野生型p53誘導(dǎo)的U87細(xì)胞中表達(dá)；而Wip1的高表達(dá)對p38MAPK/p53信號通路具有負(fù)反饋抑制作用，這可能是U251細(xì)胞系p53基因突變的原因[13]。Yang等[14]用免疫組化法檢測Wip1蛋白在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中的表達(dá)。結(jié)果表明，在高級別神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞瘤組織中，Wip1的表達(dá)率高于低級別的神經(jīng)膠質(zhì)瘤組織。據(jù)報(bào)道[15]，在髓母細(xì)胞瘤D283細(xì)胞中，Wip1蛋白和mRNA的表達(dá)可以被RNAi抑制，并增加p53的表達(dá)，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。用RNAi沉默膠質(zhì)母細(xì)胞瘤U251株中Wip1的表達(dá)抑制了瘤細(xì)胞的增殖。有研究人員用免疫組織化學(xué)SP法檢測神經(jīng)膠質(zhì)瘤組織及正常腦組織中Wip1、p53和PCNA的表達(dá)情況[16]，用逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)檢測神經(jīng)膠質(zhì)瘤組織及正常腦組織中Wip1 mRNA 的表達(dá)情況。結(jié)果顯示，Wip1在神經(jīng)膠質(zhì)瘤組織中表達(dá)高于正常腦組織，Wip1的表達(dá)水平隨腫瘤病理級別的升高而升高，低級別膠質(zhì)瘤和高級膠質(zhì)瘤Wip1 mRNA 表達(dá)無顯著性差異，高級別膠質(zhì)瘤中 Wip1蛋白的表達(dá)顯著性地高于低級別膠質(zhì)瘤中Wip1蛋白的表達(dá)； Wip1表達(dá)與p53表達(dá)呈正相關(guān)、與PCNA的表達(dá)也呈正相關(guān)，提示W(wǎng)ip1 是由p53誘導(dǎo)產(chǎn)生，Wip1與PCNA在神經(jīng)膠質(zhì)瘤惡性浸潤性生長中可能起協(xié)同作用。

4.4 Wip1與其它腫瘤：Hu等[17]研究發(fā)現(xiàn)Wip1高表達(dá)與胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌瘤的預(yù)后有密切關(guān)系，并支持Wip1作為一種預(yù)后因子。李宗濤[18]通過檢測Wip1蛋白和Wip1mRNA在結(jié)直腸癌組織中的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)Wip1結(jié)直腸癌組織中的表達(dá)明顯高于癌旁組織，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果表明Wip1高表達(dá)與結(jié)直腸癌的發(fā)生密切相關(guān)。并且Wip1的表達(dá)水平與年齡、性別、部位均無關(guān)，與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、Dukes分期、組織學(xué)分級及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移無關(guān)；在高表達(dá)Wip1組和低表達(dá)Wip1患者組患者中，5年總生存率和無復(fù)發(fā)生存率之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異。楊德華等[19]研究發(fā)現(xiàn)Wip1蛋白在甲狀腺乳頭狀癌組織中高表達(dá)率為64.3%(45/70)，與正常甲狀腺組織0(0/20)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。這些結(jié)果表明Wip1與甲狀腺乳頭狀癌的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)。Wip1的高表達(dá)與年齡、性別、腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和病理分期無關(guān)，甲狀腺乳頭狀癌存在異常p16/p53/P38MAPK/Wip1通路，其機(jī)制可能與wip1異常上調(diào)后P38MAPK、p53、P16的抑制有關(guān)。李哲[20]通過Wip1基因?qū)θ烁渭?xì)胞系Huh-7的作用表明：wip1基因表達(dá)的增加可以促進(jìn)Huh-7細(xì)胞增殖，增強(qiáng)它們的遷移和侵襲能力；而Wip1基因表達(dá)的減弱可抑制Huh-7細(xì)胞增殖，抑制它們的遷移和侵襲能力。在Wip1基因被干預(yù)后，下游通路或蛋白質(zhì)的表達(dá)受到Wip1/NF-KB信號通路控制，從而影響細(xì)胞生物學(xué)特性，這被認(rèn)為與NF-KB有關(guān)。

5 Wip1與惡性腫瘤的治療

5.1 以Wip1為靶點(diǎn)的腫瘤化療：有學(xué)者TanDS[21]利用色素原位雜交技術(shù)發(fā)現(xiàn)Wip1在卵巢透明細(xì)胞癌中的高表達(dá)與17q23.2高擴(kuò)增密切相關(guān)，并且17q23.2高擴(kuò)增對Wip1抑制劑很敏感，因此，開發(fā)Wip1基因高擴(kuò)增的藥物研發(fā)具有重要意義。單獨(dú)使用阿霉素或卡鉑相比，與野生型p53神經(jīng)母細(xì)包瘤細(xì)胞株的選擇性Wip1抑制劑治療相結(jié)合可提高細(xì)胞死亡[22]。Yod等[23]研究發(fā)現(xiàn)三氧化二砷在體外可直接抑制Wip1磷酸化，在體內(nèi)可通過抑制Wip1活化而磷酸化chK2、p38MAPK，具有誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的作用。

5.2 以Wip1為靶點(diǎn)的腫瘤放療：磷酸化組蛋白2(r-HzAX)在DNA損傷識別、修復(fù)和維持基因組穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要作用，并具有抑制腫瘤生長的特點(diǎn)。近期文獻(xiàn)[24]表明，Wip1可直接去磷酸化磷酸化組蛋白2，磷酸化組蛋白2的去磷酸化作用導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞損傷反應(yīng)“關(guān)閉”，從而使腫瘤細(xì)胞避免進(jìn)一步損傷，誘導(dǎo)腫瘤生長加速。

5.3 以Wip1為靶點(diǎn)的腫瘤基因治療：人們已經(jīng)開始針對以Wip1為靶點(diǎn)的基因治療進(jìn)行研究，miR-16特異性靶向Wip1mRNA作用可以負(fù)性調(diào)節(jié)Wip1的表達(dá)，抑制小鼠乳腺癌腫瘤干細(xì)胞的自我增殖及提高乳腺癌細(xì)胞株MCF-7對阿霉素的敏感性[25]。有研究表明，沉默的Wip1基因表達(dá)增加了化療在結(jié)腸癌細(xì)胞中的敏感性[26]。Yod 等[23]應(yīng)用三氧化二砷聯(lián)合siRNA技術(shù)沉默急性早幼粒細(xì)胞白血病細(xì)胞株中高表達(dá)Wip1的基因，可增強(qiáng)ChK2和P38MAPK誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，提高白血病細(xì)胞凋亡的敏感性。

6 展 望

Wip1是一種新發(fā)現(xiàn)的原癌基因，它在多種腫瘤中高度表達(dá)，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。然而， Wip1與不同癌基因之間的相互作用以及Wip1在腫瘤上的作用機(jī)制尚不清楚。因此，探索Wip1在腫瘤發(fā)病過程中的作用及調(diào)控機(jī)制，對腫瘤的早期診斷、合理靶向治療，提供切實(shí)可行的理論依據(jù)。

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