MAPK信号通路与乳腺癌的研究进展

2010 年 1 月第 1 期 No. 1 Jan. 2010 中 医 学 报 JOURNAL OF CHINESE MEDICINE 第 25 卷 总第 146 期 Vol. 25 Serial No. 146 ［7］谭蕾，孟炜. 子宫肌瘤发病的易感因素［J］. 癌变 畸变 突变， 2005，17(2):0125 － 0126. ［8］叶玉妹，蔡小荪.活用桂枝茯苓方治疗妇科徴葭经验［J］.中医文 献杂志，2007. 25(1):36 － 38. ［9］夏桂成.中医妇科理论与实践［M］.北京:人民卫生出版社，2003: 440 － 443. ［10］夏桂成. 月经病中医诊治［M］. 北京:人民卫生出版社，2001: 518 － 604. ［11］崔永华. 周期疗法治疗乳腺增生病浅谈［J］. 新中医，2006，38 (7):84 － 85. ［12］周君.补肾调周法治疗乳腺增生病的疗效观察［J］.辽宁中医杂 志，2007，34(1):67 － 68. ［13］阮佩英，许小春.中医药治疗子宫肌瘤的体会［J］. 天津中医药， 2007，24(4):339. ［14］李坤寅，关永格，王慧颖.从橘荔散结丸浅析罗元恺教授治疗子 宫肌瘤经验［J］.中华中医药学刊 2008，26(2):236 － 237. ［15］黄明皓，杨泽雄，李正华，等. 疏肝补肾散结汤治疗乳腺增生症 56 例观察［J］.实用中医药杂志，2007，23(1):11. ［16］李冬云，李华安，王海英，杨锴. 乳腺病临床证治［J］. 中国实用 医药，2007，2(12):90 － 91. ［17］孙学民，童晓文，万海英，汤如勇.桂枝茯苓胶囊治疗乳腺增生合 并子宫肌瘤［J］.现代中西医结合杂志，2008，17(9):1325 － 1326. ［18］王伟，孙红丽，曹丽娜. 子宫肌瘤的治疗［J］. 中国保健:医学研 究版，2008，16(8):311 － 312. ［19］马仁卓.低剂量甲孕酮治疗乳腺增生症［J］.中国肿瘤临床与康 复，2001，8(1):74 － 75. ［20］周郁鹤.子宫肌瘤的药物治疗［J］.现代实用医学，2004，16(8): 446 － 447. ［21］陈衡，黄耀.他莫西芬治疗乳腺病的疗效及对子宫的影响［J］. 广东医学院学报，2000，18(1):70 － 71. 收稿日期:2009 － 10 － 11 作者简介:李程蕾(1982 －)，女，河南新密人，医学硕士。研 究方向:子宫肌瘤。 通讯作者:时燕萍(1955 －)，女，江苏无锡人，医学硕士，主任 医师，副教授。E － mail:lichenglei. ok@ 126. com 编辑:程延安 MAPK信号通路与乳腺癌的研究进展* The Research Progression of MPKA Signal Pathway and Breast Cancer 黄春香 Huang Chunxiang 南京中医药大学，江苏 南京 210029 Nanjing University of Chinese Medicine，Nanjing，Jiangsu，China 210029 摘要:MAPK位于胞浆，受到刺激后磷酸化进入核内，激活靶基因。主要有 ERK1 /2、JNK /SAPK 和 P38 三条途径，MPKA 信号 转导通路与乳腺癌的关系密切，对 MAPK信号转导途径的研究，有望找到治疗乳腺癌的新靶点。 Abstract:MAPK lied in cytoplasm，it could enter the nucleus and activate target gene when it was stimulated and became phosphoryla- tion. It had 3 approaches which was ERK1 /2、JNK /SAPK and P38. MPKA signal transduction pathway had close relationship with breast cancer. if we researched MAPK signal transduction pathway，we might find a new target to cure breast cancer. 关键词:MAPK;信号通路;乳腺癌;综述 Key words:MAPK;signal pathway;breast cancer;oveniew 中图分类号 CLC number:R273. 9 文献标识码 Document code:A 文章编号 Article ID:1672 － 6839(2010)01 － 0036 － 03 丝裂原活化蛋白激酶(mitogen － activated protein kina- ses，MAPKs)是细胞内的一类丝氨酸 /苏氨酸蛋白激酶。它 受到刺激后磷酸化而活化，MAPK 位于胞浆，一旦活化即进 入核内，激活靶基因。MAPK 家族包括:P38 MAPK、细胞外 信号调节蛋白激酶(ERK)、c － jun N 末端激酶(JNK)、 * 基金项目:江苏省研究生创新基金资助项目(编号:CX09 B － 271Z) ERK3、大丝裂原活化蛋白激酶 － 1(ERKS /BMK1)、ERK － 7、 NLK和 ERK8 等八个亚家族。这些亚族组成多条通路，其中 主要有 ERK1 /2 途径、JNK /SAPK途径和 P38 途径［1］。 1 ERK(extracellular signal － regulated kinase)信 号通路 在哺乳类动物细胞中，与 ERK 相关的途径被认为是经 典 MAPK信号转导途径，ERK1 /2 MAPK通路与肿瘤细胞增 ·63· 2010 年 1 月第 1 期 No. 1 Jan. 2010 中 医 学 报 JOURNAL OF CHINESE MEDICINE 第 25 卷 总第 146 期 Vol. 25 Serial No. 146 殖的关系密切。ERK通路通过以下 4 条途径激活:①受体酪 氨酸激酶 Ras 的激活;②Ca2 + 可通过不同的作用机制激活 Ras;③PKC对 ERK通路的活化;④G 蛋白偶联受体对 ERK 通路的激活。此信号通路被激活后，ERK1 /2 被磷酸化，转位 至细胞核，作用于转录因子(如 NF － xB，c － myc等)，调控基 因的达，产生不同的生物学效应［2］另外，ERK 还可以磷酸 化 ERKs通路的上游蛋白如 NGF 受体、SOS、Raf － 1、MEK 等，进而对该通路进行自身的负反馈调节。还有研究发现， ERKs可磷酸化胞浆内的细胞骨架成份，如微管相关蛋白 MAP － 1、MAP － 2 和 MAP － 4，参与细胞形态的调节及细胞 骨架的重分布。 2 JNK /SAPK通路 c － Jun氨基末端激酶(c － Jun N － terminal kinase，JNK) 位于胞质，可被应激反应和肿瘤坏死因子 α(TNF － α)激活， 也被称为应激活化蛋白激酶(stress activated protein kinase， SAPK)。 JNK 有 JNK1 (SAPKα)、JNK2 (SAPKβ)、JNK3 (SAPKγ)3 种同工酶，分别由 MAPKK类的 JNK 激酶 1、2(即 MKK4、MKK7 )激 活，后 者 由 不 同 的 MAPKKK 即 MEKKI /2 /3 /4激活。目前已知 JNK 蛋白激酶的底物有 3 种 转录因子:c － Jun、Elk － 1、活化转录因 － 2(ATF － 2)。JNK 信号转导通路的大致模式可归纳为:应激等→生发中心激酶 (GCK)→MEKK→SEK1→JNK→生长阻滞、凋亡。JNK 通过 磷酸化 c － Jun和 ATF － 2 激活转录因子 AP － 1(AP － 1 是 Jun － Jun、Jun － Fos 或 Jun － ATF的二聚体)，Fas配体(FasL) 的启动子包含有 AP － 1 和 NF － feB顺式作用元件，结果 FasL 表达增强，促进细胞凋亡。JNK介导细胞凋亡的另一途径是 通过磷酸化 Bc1 － 2 和 Bc1 － xL，促进线粒体释放细胞色素 c，从而激活 Caspase级联反应，导致细胞凋亡［3］。有研究表 明，在某些类型的应激刺激下，激活 JNK /SAPK 并不导致细 胞凋亡，相反还可能与细胞增殖反应有关，如于哲等［4］发现 JNK信号通路的活化，在小鼠 T细胞增殖中起着重要作用。 3 p38MAPK通路 p38 MAPK是 1993 年由 Brewster 等人在研究高渗环境 对真菌影响时发现的［5］，目前发现 p38MAPK有 5 个异构体， 分别为 p38α(p38)、p38β1、p38β2、p38γ、p38δ。其分布具有 组织特异性:p38α、p38β1、p38β2 在各种组织细胞中广泛存 在，p38γ仅在骨骼肌细胞中存在，而 p38δ 主要存在于腺体组 织。p38 信号通路也由三级激酶链组成，其上游激活物为 MKK3、MKK4 及 MKK6，与 MKK4 不同，MKK3、MKK6 仅特异 性激活 p38［6］。肿瘤细胞中 p38MAPK 水平与化疗效果密切 相关［7］。 MAPK信号转导通路与乳腺癌的关系如后。 3. 1 ERK信号通路与乳腺癌 ERK1 /2 在一系列反应如生长因子和有丝分裂等刺激中 被激活，同时其持续活化最终促进细胞增殖和恶性转化。 p － ERK1 /2 的下调则可促进细胞生长和生长刺激基因转录 的抑制。近来发现，ERK1 /2 MAPK 在乳腺癌中被明显激 活［8］。 李晶等［9］采用噻唑蓝 MTT 比色法检测 genistein 对 MDA － MB － 231 增殖的抑制作用;采用流式细胞仪检测细胞 凋亡情况;应用 western blot分别检测 ERK5 总蛋白和凋亡相 关蛋白 Bax、Caspase3 的表达。结论 genistein可以影响 ERK5 MAPK 信号转导通路，使凋亡相关蛋白表达增加，抑制 MDA － MB231 细胞增殖。 万芳等［10］采用 Western 检测乳腺癌细胞系 MCF － 7 和 MDA － MB － 435S 中磷酸化 ERK/MAPK(P － ERK)蛋白表 达，以及表皮生长因子(EGF)、胰岛素样生长因子(IGF － 1) 和 ERK/MAPK通路抑制剂 PD98059 对两种细胞ERK/MAPK 信号转导通路磷酸化的调节。结论:ERK/MAPK信号转导通 路的异常激活与乳腺癌的浸润性生长有关，而 EGF 可能是 异常激活 ERK/MAPK信号转导通路，是刺激 ER(－)的乳腺 癌细胞浸润性生长的重要因素之一。 3. 2 JNK /SAPK信号通路与乳腺癌 姚淑琼等［11］DADS处理 MCF － 7 细胞 6、12、24、48 h，流 式细胞仪检测细胞的凋亡率分别为 3. 74%、9. 22%、20. 2%、 42%，而对照组细胞的凋亡率仅为 3. 03%(P < 0. 05);不同 浓度的 DADS作用于 MCF 一 7 细胞 24 h 后，Western blot 法 检测发现 caspase － 3 出现断裂片断，并随着浓度的增加断裂 更明显。进一步研究发现，DADS 处理 MCF － 7 细胞后，JNK 磷酸化水平明显升高。结论:DADS 能诱导 MCF － 7 细胞凋 亡，JNK信号通路抑制可能是 DADS 诱导其调亡的分子机制 之一。 殷咏梅等［12］以 20 ng /ml TNF － α处理 MCF － 7 细胞，用 Western blotting检测MAPK(JNK，p38，ERK)信号通路中蛋白 磷酸化水平的变化以及 AP － l家族(c － Jun，Jun － B，c － Fos， Fra － 1，Fra － 2，JunD)的蛋白表达及磷酸化水平的变化;以免 疫共沉淀法检测激活后的 AP － 1 存在形式;以 RT － PCR 以 及 Western blotting检测 VEGF － mRNA 和蛋白表达水平;以 MAPK抑制剂预处理后，检测 VEGF 蛋白表达水平;运用 ChIP的验证 pIc － Jun 结合在 VEGF 启动子区。结果: TNF － α通过激活 JNK信号转导通路活化 AP － 1;p － c － jun 通过与 VEGF启动子 AP － l结合参与对 VEGF转录的调控。 3. 3 p38MAPK通路与乳腺癌 p38MAPK通路，是研究的热点，研究发现 p38MAPK 信 号通路可能是乳腺癌侵袭和转移的重要途径，与乳腺癌临床 分期、淋巴结转移有关，且是凋亡诱导剂诱导细胞凋亡的通 路之一，与乳腺癌细胞耐药密切相关。 韩艳春等［13］应用 (SP)法检测 p － p38、p － Akt、P. Eric 和 uPA在 60 例乳腺癌组织中的表达。Western blot 检测人 乳腺癌细胞 MDA － MB － 231 及 MCF － 7 中 P － p38 及 uPA ·73· 2010 年 1 月第 1 期 No. 1 Jan. 2010 中 医 学 报 JOURNAL OF CHINESE MEDICINE 第 25 卷 总第 146 期 Vol. 25 Serial No. 146 蛋白表达，及用 p38MAPK 特异性抑制剂 SB203580 阻断 p38MAPK信号通路后 uPA 蛋白表达水平的变化。结论: p38MAPK信号通路可能通过上调 uPA 的表达促进乳腺癌的 恶性进展，p38MAPK 信号通路可能是乳腺癌侵袭和转移的 重要途径，p － p38 和 uPA 的表达可辅助用于乳腺癌的预后 评估。 李凤等［14］研究也证实 p38、p － p38 表达与乳腺癌临床 分期、淋巴结转移有关，二者结果前后验证，说明 p38MAPK 信号传导途径可能在乳腺癌的侵袭与转移中起重要作用。 陶祥等［15］用 MTT 法检测 manumycin 对 sK － BR － 3 细 胞的抑癌作用。免疫印迹法检测 p38MAPK 蛋白表达。用 caspase － 3 试剂盒检测细胞凋亡的水平，评估 p38MAPK 抑 制剂 SB203580 对凋亡的影响。结论:manumycin可诱导sK － BR － 3 细胞凋亡而产生抑癌作用，p38MAPK是 manumycin诱 导细胞凋亡的通路之一。 曾少波等［16］以 p38MAPK特异性抑制剂 SB203580 处理 乳腺癌耐药细胞 MCF － 7 /ADM，采用流式细胞技术分析对细 胞凋亡的影响;MTT 检测 MCF － 7 /ADM 细胞对阿霉素的半 数药物抑制浓度(IC50。);Western blot 检测 SB203580 处理 MCF － 7 /ADM和 MCF － 7 两株细胞后 p38MAPK蛋白表达水 平;RT － PCR 检测细胞内 MDR － 1 mRNA 水平。结论: p38MAPK信号转导途径与乳腺癌耐药密切相关，其可能机 制为 p38MAPK保护人乳腺癌耐药细胞(MCF － 7 /ADM)逃避 凋亡，阻断该通路可增强乳腺癌耐药细胞发生凋亡。 4 结语 乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，随着人们生活水 平的不断提高，其发病率也呈上升趋势，在我国北京、上海、 广州等大城市已经位居女性恶性肿瘤发病率首位［17］。分子 生物学研究证明，肿瘤是一种基因性疾病，癌基因的激活或 抑癌基因的失活、细胞信号转导通路的异常等因素，导致的 细胞异常增殖和凋亡障碍，是肿瘤发生和发展的关键。虽然 MAPK对细胞的作用及细胞环境对其效应的影响还有待研 究，但可以肯定 MAPK信号转导系统在乳腺癌细胞的增殖和 凋亡中起着至关重要的作用，ERK、JNK 和 p38MAPK 通路已 经成为药物研发的分子靶向，相关的信号通路抑制剂已用于 局部复发或远处转移肿瘤患者的Ⅰ /Ⅱ期临床实验［18］，对 MAPK信号转导途径的研究有望找到治疗乳腺癌的新靶点。 (感谢章永红老师对本文的指导) 参考文献: ［1］Fecher LA，Amaravadi RK，Flaherty KT. 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