Pim-3与恶性肿瘤研究进展

张坤 综述，杨敏审校

（遵义医学院附属医院血液内科，贵州遵义563000）

Pim-3与恶性肿瘤研究进展

张坤 综述，杨敏△审校

（遵义医学院附属医院血液内科，贵州遵义563000）

蛋白激酶类；肿瘤；蛋白质丝氨酸苏氨酸激酶；细胞增殖；细胞凋亡；综述

莫罗尼小鼠白血病病毒前病毒整合位点（provirus integration site for moloney murine leukemia virus，Pim）蛋白家族是一组与钙/钙调蛋白调节激酶有关联的蛋白激酶，主要由Pim基因表达，在脊椎动物组织中散在分布，其分布、结构等均具有保守的特点。Pim蛋白激酶经过磷酸化方式对特异性底物进行磷酸化，在细胞增殖、生长、凋亡过程发挥关键作用，且Pim蛋白高表达会导致某些肿瘤的发生［1］。对Pim-1、Pim-2蛋白激酶的研究已取得很多成果，但对Pim-3的探索较少，因此，本文主要针对Pim-3与恶性肿瘤关系的研究进展综述如下。

1　Pim-3结构与生物学特性

Pim-3基因最早由Feldman等发现，是位于人类22q13染色体上、全长35.6 kb、表达相对分子质量为34×103的蛋白质激酶［2］。在研究过程中发现，在人体各器官中仅发现一种Pim-3 mRNA转录体［3］，这种转录体由2 392 bp单位构成，其编码的蛋白质在序列上与大、小鼠具有很高类似性，最高为95.0%，且其催化区域范围能从第40位氨基酸区域覆盖至第293位氨基酸区域。在人类器官中，Pim-3与Pim-1序列相似性为57.1%，Pim-3与Pim-2序列相似性为44.0%［4］；Pim-3也与Pim-1、Pim-2在功能上具有相类似特点。

2　Pim-3与癌前病变及肿瘤组织

以往研究证实，Pim-3在肉瘤［5］、胃腺癌［6］阳性率均较高，并参与远端胃腺癌的发生。另外相关研究表明，Pim-3在肝脏、胰腺、前列腺等癌前病变和癌组织中均有表达增加的情况［7-9］。表明Pim-3的异常表达与肿瘤的发生关联密切。相关研究表明，Pim-3特性的发挥可能机制：（1）通过磷酸化灭活凋亡蛋白Bad；（2）调节细胞周期进程；（3）调节蛋白质合成；（4）调节myc基因的转录活动。

2.1Pim-3与恶性血液病Pim-3 mRNA在急性髓细胞白血病与非恶性血液病存在不同表达量，在急性髓细胞白血病化疗前后Pim-3 mRNA表达也存在明显差异，表明Pim-3在急性髓细胞白血病发生中发挥了重要作用。在弥漫大B细胞淋巴瘤中Pim-1与c-myc癌基因协同发挥作用，参与凋亡发生过程。Pim-3可能由调节转录活化因子蛋白3（signal transducers and avtivators of transcription，STAT3）调控，而STAT3可使凋亡减少、增殖增加。在淋巴瘤中STAT3通过上调Pim-3及激活c-myc而发挥作用。Pim激酶家族与Myc基因有关，Pim激酶是一种弱致癌基因，当与强致癌基因，如c-myc共同表达时Pim激酶的致癌作用被增强，从而导致肿瘤的发生，其机制可能是c-myc通过与Pim-3基因中一个保守E-盒序列结合，调控编码Pim-3的基因。在myc转基因小鼠及Burkitt淋巴瘤中Pim-3表达阳性率高。在某些高表达myc肿瘤中Pim-3同样呈高表达。Pim-3抑制剂——Pimi可降低Pim-3激酶活性，加快凋亡发生进程，阻止肿瘤形成。因此，Pim激酶抑制剂在Pim-3激酶高表达的淋巴瘤治疗中会成为一种切实可行的方法。

2.2Pim-3与消化道肿瘤

2.2.1Pim-3与胃癌刘彩霞等［10］发现，与胃癌旁组织比较，在胃癌中Pim-3蛋白表达阳性率相对较高。胃腺癌中有较高Pim-3 mRNA表达，在正常胃黏膜中几乎无表达，可能与Pim-3 mRNA稳定性有关，当Pim-3 mRNA稳定性提高，能作用于Bad相应位点，促进Bad发生磷酸化，使其促凋亡作用失活，导致肿瘤形成。在胃癌发生、发展，淋巴结转移过程中均伴Pim-3蛋白高表达，此外在胃癌患者中Pim-3蛋白表达阳性率高者生存时间相应缩短。桂俊康［11］发现，与健康对照组比较，在敲除Pim-3胃癌细胞株中处于G0/G1期细胞增多，S期和G2/M期细胞减少，细胞增殖明显降低。将干扰Pim-3表达的胃癌细胞株接种于裸鼠皮下，裸鼠成瘤率降低，肿瘤体积缩小。敲除Pim-3后能降低参与调控细胞周期p21磷酸化程度和细胞周期蛋白B1及细胞分裂周期蛋白25同源蛋白C的表达，能下调磷酸化Bad和抗凋亡基因B细胞淋巴瘤-xl基因（B-cell lymphoma-xL，Bcl-xL）水平。总之，在胃癌患者中Pim-3基因不仅能上调磷酸化p21、细胞周期蛋白B1和细胞分裂周期蛋白25同源蛋白C的表达，加快细胞周期，促进肿瘤细胞增殖；且上调磷酸化Bad水平及Bcl-xL蛋白等表达，减少细胞凋亡，导致细胞失控生长。因此，Pim-3将会成为胃癌治疗方法的新方向。

2.2.2Pim-3与食管癌近年来，有研究表明，Pim-3表达阳性率与食管癌恶性度呈正相关，Pim-3 mRNA、蛋白表达与淋巴结转移及TNM分期均密切相关。Pim-3蛋白表达对患者预后具有关键作用，Pim-3高表达癌组织预后不佳。转染Pim-3小干扰RNA（small interferingRNA，siRNA）前后食管鳞癌中Pim-3 mRNA、蛋白表达及与增殖有关的p21，参与凋亡的Bcl-2和Bax mRNA、蛋白表达均有明显差异。Pim-3基因表达下调能调控p21、Bax基因表达增加，调控Bcl-2表达降低，从而导致细胞增殖减少和凋亡增多。Pim-3蛋白激酶在食管癌中的作用机制：（1）在磷酸化基础上调控与细胞周期有关的基因，即对p21CIP1/WAF1进行灭活、调控，从而加快细胞周期；（2）调控前凋亡基因Bad，阻止Bad/Bcl-xl互相结合，从而减少凋亡的发生。因此，采用干扰Pim-3 mRNA表达对肿瘤进行治疗的方法很可能是未来治疗食管鳞癌的新方向。

2.2.3Pim-3与胰腺癌Liu等［12］发现，在胰腺癌中Pim-3能增加磷酸化Bad，使Bad失活（其磷酸化位点在Bad第112位丝氨酸），使胰腺肿瘤细胞凋亡减少。相反沉默Pim-3 mRNA，降低Pim-3蛋白表达，减少Bad磷酸化，而凋亡增加，肿瘤细胞减少。皮下注射Pim-3的裸小鼠皮下肿瘤形成率达100.0%，增殖细胞核抗原增殖指数升高，且能促进瘤内新生血管生成。相反注射灭活Pim-3激酶细胞的小鼠，瘤内新生血管形成减少，肿瘤细胞增殖减少，致瘤性降低。将Pim-3小发夹RNA转染至胰腺癌细胞系PC135、PC155后发现，增殖细胞减少，而凋亡增加，与此同时，还检测到Pim-3通过对Bad蛋白进行磷酸化，使Bad功能失活，凋亡减少；Pim-3表达的调节分别由转录因子（如E26转录因子1）和翻译后修饰符（如翻译控制肿瘤蛋白质）在转录和转录后水平控制［13］。Pim-3可促进胰腺癌细胞增殖，Pim-3激酶抑制剂能有效抑制细胞增殖。由此在胰腺癌中Pim-3能通过调控Bad，使肿瘤细胞凋亡减少。因此，干扰Pim-3可阻止肿瘤进展，可成为目前治疗胰腺癌的新方法。

2.2.4Pim-3与肝癌Wang等［14］发现，在肝癌中Pim-3从以下方面发挥生物效应：（1）Pim-3通过抑制Bcl-2家族的功能，加速肝癌细胞凋亡；（2）Pim-3可通过STAT3信号通路，调节STAT3分子，调控参与细胞凋亡的基因，如Bcl-xL、细胞周期蛋白D1、c-myc、血管内皮生长因子等参与增殖、分化及凋亡，甚至加速肿瘤进展过程。Pim-3可被作为一种新的治疗肝癌的方向。

2.3Pim-3与舌鳞状细胞癌焦静等［15］通过检测Pim-3 siRNA转染后舌鳞状细胞癌Tca8113细胞发现，转染后细胞Pim-3 mRNA、蛋白表达阳性率较低，且凋亡细胞增多，增殖细胞减少，提示Pim-3表达下调能使癌细胞增殖减少，凋亡增加。

2.4Pim-3与肺癌倪志强等［16］研究显示，非小细胞肺癌组织Pim-3蛋白表达阳性率较健康肺组织高，而细胞凋亡率较健康肺组织低。Pim-3表达阳性率与肿瘤分化程度及淋巴转移有很大关联。陈文等［17］在肺腺癌组织中发现Pim-3表达升高，与中、低分化程度组比较，高分化组Pim-3表达阳性率相对较低；与Ⅰ、Ⅱ期比较，Ⅲ期Pim-3表达阳性率明显升高；伴淋巴结转移者较无转移者明显升高。表明肺腺癌的出现、发展与Pim-3异常表达具有很大关联。张莹等［18］也发现与其类似的Pim-3蛋白异常表达情形，同时也证明，Pim-3蛋白表达与患者性别、年龄等因素均无关，而与肿瘤形态、大小、分化程度、远处转移等有关，为肺腺癌提供了一个治疗方案。李远航［19］研究表明，非小细胞肺癌组织STAT3、磷酸化信号传导与转录激活因子3（phosphorylation signal transduction and activators of transcription-3，p-STAT3）表达阳性率高，STAT3、p-STAT3蛋白表达与患者年龄、性别等无关，与肺癌淋巴结转移、临床分期等有关，与组织分化程度呈负相关。Hofmann等［20］发现，激活p-STAT3能诱导Pim-1表达增加。因此，对肺癌而言，Pim通过对STAT3分子进行调节，诱导STAT3信号通路干扰肿瘤细胞增殖、分化、凋亡及发生、发展过程。

2.5Pim-3与卵巢黏液性腺癌刘海艳［21］发现，卵巢黏液性腺癌组织Pim-3、c-myc表达阳性率均较高，从而推测Pim-3、c-myc可协同促进肿瘤增殖，使肿瘤细胞活化，导致失控性增生。

2.6Pim-3与其他疾病王旭东［22］研究表明，大鼠颅脑在受到伤害后6 h会有Pim-3出现，而细胞凋亡数目被快速提升，至72 h达最高点，7 d后逐渐下降。随着细胞凋亡数目的增加，机体通过相关机制进行自我调节，即Pim-3表达上调，增强抗细胞凋亡作用，减少凋亡细胞数目，保护神经组织，因此，通过该机制可达到治疗颅脑损伤的目的。刘丹等［23］研究显示，Pim-3在缺氧预适应、急性缺氧/复氧组中表达阳性率较高，而健康对照组表达阳性率几乎为零。与未转染组比较，经缺氧/复氧损伤后Pim-3基因转染组心肌细胞乳酸盐脱氢酶值明显降低，细胞凋亡率低，存活细胞多。因此，Pim-3对急性缺氧/复氧损伤具有保护作用。目前，有许多研究表明了Pim-3作用机制。（1）参与细胞凋亡［24］：①磷酸化促凋亡蛋白——Bad蛋白，从而阻止其发挥促凋亡作用（其磷酸化位点在Bad第112位丝氨酸）［25］；②调节myc基因的转录活动；③调控Bcl-2家族抗凋亡蛋白［26］。（2）参与细胞周期调控［27］：①通过磷酸化灭活调控细胞周期的基因——p21CIP1/WAF1，解除p21对细胞G1期的滞留作用［28］；②激活细胞分裂周期蛋白25同源蛋白，促进G2/M期转换［29］；③通过激活STAT3信号传导通路，推动细胞G1期向S期转换［30］。

3　小结

Pim-3在肿瘤发生、发展等方面发挥了重要作用。经更深一步研究得知，Pim-3在肿瘤发生、诊断、治疗及预后等方面均具有关键作用。Pim-3在肿瘤的治疗中包括胃癌、食管癌、肝癌、胰腺癌、舌鳞状细胞癌、肺癌、卵巢黏液性腺癌等均为很好的分子靶点。

Pim-3于部分肿瘤中异常表达已得到证实，但在人类非霍奇金淋巴瘤中的表达尚未见相关报道。淋巴瘤是最常见的淋巴系统肿瘤，其中以非霍奇金淋巴瘤居多，其发病率也呈逐年上升趋势。非霍奇金淋巴瘤中瘤变细胞易循环至全身，因此，目前化疗成为最主要的治疗方法，按目前方案，约有40.0%患者可长期存活或被治愈，但有60.0%患者在常规剂量不能缓解或缓解后复发而死亡，其中最主要的一个原因就是耐药性。在非霍奇金淋巴瘤中有15.0%～30.0%患者原发性耐药，60.0%～80.0%完全缓解患者继发性耐药，预后不佳，因此，需寻找新的治疗方案或手段以控制肿瘤生长。Pim-3目前不断被了解，其在肿瘤细胞凋亡及肿瘤进程中具有关键作用，Pim-3有可能在诊治非霍奇金淋巴瘤方面提供一个新靶点。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2016.12.030

A

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（2016-02-02）