蛋白磷酸酶2A在肿瘤中的功能和作用

张坤，袁程，孙丽丹，许新华

(1.三峡大学第一临床医学院，湖北宜昌443000；2.三峡大学医学院，湖北宜昌443000）

·综述·

蛋白磷酸酶2A在肿瘤中的功能和作用

张坤1，2，袁程1，孙丽丹2，许新华1

(1.三峡大学第一临床医学院，湖北宜昌443000；2.三峡大学医学院，湖北宜昌443000）

在信号转导途径中异常激活的级联反应可将正常细胞转化为恶性细胞，并且赋予肿瘤细胞对治疗产生抗性的存活特性。一系列级联反应涉及各种肿瘤，包括由丝氨酸/苏氨酸激酶介导的那些，例如RAS，PI3K/AKT和PKC，并且在级联反应中，信号传导是涉及“开”和“关”的动态过程。蛋白磷酸酶的失活，蛋白磷酸酶2A(PP2A）家族可以被看作是有缺陷的“关闭”开关，使开关卡在“开”的位置导致存活和/或增殖途径的信号持续传导。本文将阐述PP2A作为肿瘤抑制剂在肿瘤细胞中的功能和作用。

蛋白磷酸酶2A；肿瘤；SET

蛋白磷酸酶2A(PP2A)是异源三聚体，由包含A和C亚基(负责脱磷酸化事件的酶的功能部分)的催化核心以及调节B亚基组成[1-3]。A亚基有两种亚型(PPP2R1A akaAα和PPP2R1B akaAβ)，B亚基有四个调节亚基家族分别为B(B55；基因符号PPP2R2)、B' (B56；基因符号PPP2R5)、B''(PR72/130；基因符号PPP2R3)[4-6]，B'''(Striatins；基因符号STRN)[1，6]。每个PP2A亚基都位于人类的单独染色体上，A和C亚基同工型的蛋白质序列＞80%是同源的，但每种同工型之间又存在明显的差异[4-5]。为了简单起见，PP2A亚型由控制着底物特异性和细胞定位的B调节亚基来进行区别。

1 PP2A功能的调节

PP2A功能的调节十分复杂，涉及多种多样的参与者，包括亚基，非PP2A细胞和病毒蛋白例如SET和SV40小T抗原、第二信使分子例如神经酰胺的翻译后修饰、基因调节剂例如微小RNA。并可以通过催化核心亚基的磷酸化，甲基化和其他修饰来影响B亚基的绑定亲和力，从而调节PP2A功能[2-3]。B亚基的磷酸化可以影响PP2A亚型的亚细胞定位，影响与催化核心或非PP2A蛋白的缔合，并且这些修饰可能影响PP2A亚型的底物选择。丝氨酸378位磷酸化干扰B56家族与PP1的关联[7]。PP1被假定为B56 PP2A蛋白磷酸酶，可以逆转许多激酶引入的B56亚基中的多个磷酸化位点的磷酸化[7]，这种逆转对于B56 PP2A异构体在细胞周期中的作用十分重要。磷酸化的B56α重要针对BCL2磷酸酶的丙烯酸细胞凋亡[8]。当B56α通过dsRNA依赖性蛋白激酶(PKR)在丝氨酸28位磷酸化时，B亚基从细胞核重新定位到线粒体并在丝氨酸70位上使BCL2脱磷酸化，从而降低了BCL2有效的抗凋亡功能[8]。Low等[9]发现，在酪氨酸289位的B56δ硝化导致在丝氨酸70位的BCL2的PP2A脱磷酸化。因此，细胞内稳态取决于具有合适的PP2A亚型的细胞，其具有所需的亚基修饰，从而调节对其细胞类型必需的信号级联。PP2A亚型化学计量学变化或亚基修饰的变化可诱导信号级联的异常激活，其可促进肿瘤发生或支持癌细胞中的药物抗性。

2 PP2A和肿瘤发生

PP2A在肿瘤发生中的作用涉及影响PP2A的化学抑制剂包括冈田酸和病毒列如多瘤或SV40的细胞转化。当发现多瘤病毒对细胞的恶性转化涉及该酶时，PP2A被鉴定为肿瘤抑制剂[10]。猿猴病毒40(SV40)小T(ST)抗原和鼠多瘤病毒中间T(MT)抗原从PP2A催化核心置换B亚基，从而抑制功能。最近的研究表明MT可以绑定Yes-associated protein(YAP)，当与PP2A复合时，转录调节子被去磷酸化[11]。此外，冈田酸类的PP2A抑制剂被发现是致癌的[12-13]。虽然转化的机制不清楚，但这些研究证实了肿瘤发生中的PP2A失调作用。Hahn实验室研究了PP2A如何促进SV40介导的细胞转化机制[11，14]。使用增加滴度的逆转录病毒shRNA在宿主HEK细胞中调节Aα亚基(PPP2R1A)的表达，以检查该支架的贡献亚基[14]。PP2AAβ参与AKT介导的细胞分化，因此包含PP2A亚型的Aβ的破坏也可证明致瘤性[15]。Aβ支架亚基也已显示参与RAS GTP酶RalA的转化功能的去磷酸化和失活。已经证明RalA是RAS介导的细胞转化的关键组分并支持转移[16]。肺癌和结肠癌中PPP2R1B突变的鉴定支持这种观点[17]。这些发现揭示了在减少活性促进转化的细胞内，需要适当平衡的PP2A活性。

3 PP2A细胞抑制剂

细胞蛋白如PP2A的癌性抑制剂(CIP2A)和PP2A的抑制剂-2(I2PP2A，称为SET)正在成为癌细胞存活和耐药中的关键参与者[18-19]。CIP2A结合PP2A，从而减少蛋白磷酸酶催化活性，尽管CIP2A如何实现这种抑制的确切机制尚不清楚[19]。CIP2A是致瘤性的，包括MYC作为靶标的许多致癌基因[18-19]。Juntilla等[20]发现CIP2A转化的小鼠胚胎成纤维细胞(包括突变型RAS V12)以及HEK-TERV细胞的过表达。CIP2A超表达的一个结果是MYC稳定，这些结果表明CIP2A可以作为抑制PP2A以促进细胞的恶性转化的手段。为了确定CIP2A过度表达在癌症中的生理相关性，Juntilla等[20]调查了人类头颈部癌和结肠癌中PP2A抑制剂的表达，CIP2A基因和蛋白表达在两种癌症中显着升高。随后的研究表明CIP2A表达在许多癌症中升高[19]。MYC介导的转录以及乳腺癌中的MYC扩增与CIP2A高度相关，表明至少在该恶性肿瘤中CIP2A激活MYC致癌基因是重要的[21]。

4 PP2A在癌症的突变

Calin等[22]在乳腺和黑色素瘤癌症中PP2A突变的初始突变分析显示，在支架A亚基α(PPP2R1A)和β (PPP2R1B)中均发生了突变，尽管其频率很低。在该研究中，Aβ亚基主要是由于异常剪接导致的外显子缺失，而Aα亚基突变通常是包括谷氨酸(E)64[22]的核苷酸的转化。E64突变可以抑制潜在的PP2A肿瘤抑制活性，将PPP2R1A突变体E64D敲入小鼠，其与具有野生型Aα亚基表达的小鼠相比更倾向于发展相应苯并芘的肺癌[23]。还发现Aα突变的频率在胶质瘤中较低，几乎一半的胶质瘤样品的Aα蛋白表达水平比对应细胞减少10倍[24]。与胶质瘤不同，PPP2R1A突变在子宫癌中相当常见，对76个子宫浆液癌样品的全外显子测序和DNA拷贝数分析显示，近20%的患者含有A支架亚基PPP2R1A的体细胞突变[25]。

基于在肺和结肠癌中鉴定的突变，显示PPP2R1B突变具有各种效应。值得注意的是，发现天冬氨酸(D)残基540(D540G)处的一个Aβ突变相比野生型Aβ亚基更加紧密地结合催化亚基和B56B亚基[26]。这种PPP2R1B D540G突变倾斜B亚基从Aα向Aβ的结合，可能有利于肿瘤形成。

随着许多主要医疗中心更广泛的基因组测序策略，关于PP2AB亚基突变的报道正在增加。在衍生自实体瘤的细胞系中包括黑色素瘤、肺癌和胚胎瘤鉴定出了许多不同的B56γ(PPP2R5C)亚基突变[27]。许多突变影响B亚基结合催化核心的能力，更值得注意的是这些突变散布在整个PPP2R5C氨基酸序列(C39R、E164K、Q256R和L257R)[27]。A383G和F395C突变位于p53结合的B亚基区域，发现这两个突变允许B亚基与催化核心缔合，但是失去与p53底物的结合能力，导致丧失p53的磷酸化能力[27]。在前列腺癌中报道了B55α(PPP2R2A)基因的突变[28]。在智力残疾的个人和过度生长疾病的患者中也已经发现各种B56家族成员的突变[29-30]。

5 结论

肿瘤细胞所处的环境不同，PP2A亚型的作用也不同，可以作为肿瘤抑制剂或肿瘤启动子。虽然现阶段人们对肿瘤的研究尚不足，但对PP2A亚型在肿瘤生物学中的作用的研究正在逐日增加。更好地了解在细胞周期，细胞生长，细胞存活中的PP2A调节机制，能使我们更好地了解这些酶在肿瘤发生、肿瘤的免疫监视及免疫逃逸中的重要作用。

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R730.2

A

1003—6350(2017）14—2321—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.14.026

2016-12-30)

国家自然科学基金(编号：21502104)；湖北省自然科学基金(编号：2011CDB330、2014CFB312)；湖北省卫生厅科研项目(编号：JX4B52)

许新华。E-mail：xuxinhua@medmail.com.cn