Pim-1在乳腺癌中的研究现状

陈晓文，陈建丽，李淑慧，詹德超

(1.广东医科大学附属医院肿瘤中心，广东 湛江 524001；2.新乡医学院第三附属医院肿瘤内科，河南 新乡 453003)

乳腺癌是女性常见的生殖系统恶性肿瘤之一。2012年统计数据表明，目前全世界乳腺癌发病人数约为170万，在全球女性所有肿瘤发病人数中占25%，而且乳腺癌死亡人数约52万，在女性所有肿瘤死亡人数中约占15%[1]。随着人口老龄化以及饮食结构的改变，我国乳腺癌的发病率逐年上升，并呈年轻化趋势，据《2013年中国肿瘤登记年报》的最新统计显示，中国乳腺癌每年新发病例约21万，居女性恶性肿瘤第1位[2]。随着我国乳腺癌综合治疗力度以及早期筛查的加强，乳腺癌的无病生存期及总生存期已得到显著改善，但鉴于检查手段的局限性，仍存在一定程度的假阴性率，导致这些患者错过最佳治疗时机。一些新的生物标志物由于具有更高的敏感度和可靠性，而有望被广泛采纳并应用于临床诊断和治疗，Pim-1就是近年新发现的标志物之一。Pim-1在乳腺癌形成、发展过程中起着重要作用，提示Pim-1是治疗乳腺癌的一个关键的作用靶点，而小分子Pim-1抑制剂有可能成为一种新型的治疗乳腺癌药物。

1 Pim-1的结构和功能

Pim-1为Pim家族成员之一，该家族成员的氨基酸序列同源性很高且蛋白功能相近，包括Pim-1、Pim-2、Pim-3 3个成员。Pim家族编码的产物Pim蛋白激酶具有丝/苏氨酸蛋白激酶活性，是丝/苏氨酸激酶家族的重要组成部分。其定位在第6号染色体长臂(6p21.1～p21.31)，相对分子质量为34×103。目前该家族的3个成员中以Pim-1的功能研究最多，Pim-1首次发现是在1989年，被发现时是作为莫洛尼小鼠白血病病毒的前病毒插入点[3]。Pim-1基因发挥多方面的生物学功能，包括肿瘤的发生发展、细胞周期、细胞凋亡、细胞代谢、细胞自噬、胚胎干细胞干性维持等多个方面[4-9]。

2 Pim-1与肿瘤

Pim-1在胰腺癌[4]、前列腺癌[5]、淋巴组织肿瘤[6]、肝癌[7]、食管鳞状细胞癌[8]及胃癌[9]等多种恶性肿瘤中高表达，且其表达水平与上述多种肿瘤的形成、进展以及预后等密切相关，参与调控上述多种肿瘤细胞的增殖、凋亡、癌变等，促进癌细胞的侵袭和迁移，并可能引起对抗癌药物治疗的耐药性。提示Pim-1在上述肿瘤中起着癌基因的作用。但也有文献报道在非小细胞肺癌中Pim-1 mRNA表达水平下调[10]。这说明Pim-1在不同肿瘤中所起的作用并不是一成不变的，其作用可能受到多种因素影响而不同。

3 Pim-1与乳腺癌

3.1Pim-1蛋白高表达促进乳腺癌发生及进展Pim-1蛋白高表达促进乳腺癌细胞的增殖、凋亡、癌变。陆平等[11]用免疫组织化学、Western blot等方法检测发现，乳腺癌组织中Pim-1蛋白表达阳性率明显高于非典型增生的乳腺组织和正常乳腺组织，Pim-1表达增强与乳腺癌的浸润性发展密切相关。ROH等[12]在人乳腺和前列腺上皮细胞中使用免疫荧光法检测Pim-1蛋白表达，以及使用软琼脂培养法、流式细胞分析、移植瘤组织重组试验等进一步证实，Pim-1蛋白表达上调可增加人乳腺和前列腺上皮细胞的致瘤性。Pim-1基因在乳腺癌中扮演着促癌的关键角色。

3.2Pim-1高表达降低乳腺癌药物治疗敏感性NATARAJAN等[13]发现，Pim-1抑制剂SGI-1776可通过降低乳腺癌细胞表面的ABCB1与ABCG2表达而影响临床抗癌药物的运输，提示Pim-1可使乳腺癌细胞对临床治疗药物的敏感性降低，故Pim-1可能是导致乳腺癌产生药物抗性的重要机制之一。MOODY等[14]发现，人类表皮生长因子受体-2靶向治疗常出现耐药，而Pim-1可以使乳腺癌细胞中的抗凋亡信号恢复，从而影响乳腺癌对拉帕替尼或曲妥珠单抗的药物抗性。Pim-1/Pim-2激酶高表达引起组织变化和特定的炎症反应，可进一步导致癌症干细胞的比例增加，这一机制解释了为何在肿瘤组织中往往能发现过度表达的Pim激酶。有研究还发现，耐药患者肿瘤组织中Pim过度表达更明显[15]。Pim-1蛋白可调节三阴性乳腺癌(triple-negative breast cancer，TNBC)的细胞凋亡和对化学治疗药物反应[16]。ZHAO等[17]认为，Pim-1对TNBC患者的化学治疗抵抗作用与MYC基因有关，该研究发现，MYC基因在TNBC中明显高于其他亚型，尤其是在化学治疗抵抗的患者中更加明显。MYC通过与Pim-1的协同作用参与调控TNBC细胞的增殖、迁移和细胞凋亡，当抑制Pim-1基因时可促进肿瘤细胞的凋亡，从而提高对化学治疗药物的敏感性。随着研究的不断深入，越来越多的证据支持Pim-1可能是解决乳腺癌化学治疗耐药的突破口之一。

3.3Pim-1在乳腺癌中对细胞因子及信号通路的调控作用Pim-1基因在乳腺癌中所起的作用机制复杂，涉及多种细胞因子及多条信号通路的多重调控。ZHANG等[18]采用实时荧光定量聚合酶链式反应及Western blot法检测Pim-1的表达，通过细胞周期和细胞凋亡分析法对比不同Pim-1表达水平的乳腺癌细胞的增殖能力，结果证实miR-486-5p可通过抑制Pim-1 mRNA和蛋白的表达来降低乳腺癌细胞的增殖能力。MALINEN等[19]通过构建不同质粒后使用细胞转染方法处理乳腺癌MCF-7细胞后证实，Pim-1是乳腺癌细胞中雌激素受体α直接调控的靶基因，且Pim-1蛋白表达水平的升高与肿瘤的恶性程度呈正相关。BELLON等[20]和BLANCO-APARICIO[21]等提出，在包括乳腺癌在内的多种肿瘤细胞中，Pim-1表达受蛋白质酪氨酸激酶/转录活化因子3信号通路调控。SANTIO等[22]研究表明，Pim-1可通过磷酸化作用增加乳腺癌细胞中Notch1胞内域的转录活性，表明Pim-1与Notch1信号通路激活密切相关。

3.4Pim-1基因与乳腺癌靶向治疗Pim-1基因是乳腺癌的潜在治疗靶点之一。HORIUCHI等[23]在MYC高表达的转基因小鼠移植瘤模型中证实，小分子Pim-1激酶抑制剂可通过抑制乳腺致癌基因MYC的转录、恢复内源性细胞周期抑制剂p27的功能等方式，进一步抑制肿瘤的生长。目前，多种以Pim-1为治疗靶点的小分子Pim-1抑制剂正在研究中，其中包括咪唑并[1，2-b]哒嗪类、三唑并[4，3-b]哒嗪类、苯并[c][2，6]萘啶类、苯亚甲基联噻唑烷类、苯并[4，5]噻吩并[3，2-d]嘧啶酮类、酰腙类、苯并呋喃-2羧酸类、吡咯并咔唑类、吲哚酮类等[24]。目前，Pim-1抑制剂治疗乳腺癌的疗效还有待大型的临床试验进一步证实。

4 结语

Pim-1在包含乳腺癌的多种恶性实体瘤当中存在着异常表达，可能是肿瘤形成和发展过程中的一个关键分子，并可能作为一个新的抗癌治疗的靶点。本文回顾近年来Pim-1与乳腺癌相关性研究，揭示其与肿瘤形成及发展的关系，为早期诊断及进一步治疗乳腺癌提供理论依据。

[1] TORRE L A，BRAY F，SIEGEL R L，etal.Global cancer statistics，2012[J].CACancerJClin，2015，65(2)：87-108.

[2] 唐志柳，白洁，顾丽娜，等.2000～2010年我国前列腺癌和乳腺癌流行状况的系统性综述[J].中国肿瘤，2013，22 (4)：260-265.

[3] BERNS A，BREUER M，VERBEEK S，etal.Transgenic mice as a means to study synergism between oncogenes[J].IntJCancerSuppl，1989，4：22-25.

[4] XU J，ZHANG T，WANG T，etal.PIM kinases：an overview in tumors and recent advances in pancreatic cancer[J].FutureOncol，2014，10(5)：865-876.

[5] NARLIK-GRASSOW M，BLANCO-APARICIO C，CECILIA Y，etal.Conditional transgenic expression of Pim-1 kinase in prostate induces inflammation-dependent neoplasia[J].PLoSOne，2013，8(4)：e60277.

[6] AGUIRRE E，RENNER O，NARLIK-GRASSOW M，etal.Genetic modeling of PIM proteins in cancer：proviral tagging and cooperation with oncogenes，tumor suppressor genes，and carcinogens[J].FrontOncol，2014，4：109.

[7] LEUNG C O，WONG C C，FAN D N，etal.PIM1 regulates glycolysis and promotes tumor progression in hepatocellular carcinoma[J].Oncotarget，2015，6(13)：10880-10892.

[8] LIU H T，WANG N，WANG X，etal.Overexpression of Pim-1 is associated with poor prognosis in patients with esophageal squamous cell carcinoma[J].JSurgOncol，2010，102(6)：683-688.

[9] WARNECK-EBERZ U，BOLLSCHWEILER E，DREBBER U，etal.Prognostic impact of protein overexpression of the proto-oncogene PIM-1 in gastric cancer[J].AnticancerRes，2009，29(11)：4451-4455.

[10] WARNECKE-EBERZ U，BOLLSCHWEILER E，DREBBER U，etal.Frequent down-regulation of pim-1 mRNA expression in non-small cell lung cancer is associated with lymph node metastases[J].OncolRep，2008，20(3)：619-624.

[11] 陆平，李云鹏，张万峰，等.PIM-1蛋白激酶在乳腺癌组织中的表达及意义[J].中国医师杂志，2012，14(6)：727.

[12] ROH M，FRANCO O E，HAYWARD S W，etal.A role for polyploidy in the tumorigenicity of Pim-1-expressing human prostate and mammary epithelial cells[J].PLoSOne，2008，3(7)：e2572.

[13] NATARAJAN K，BHULLAR J，SHUKLA S，etal.The Pim kinase inhibitor SGI-1776 decreases cell surface expression of P-glycoprotein (ABCB1) and breast cancer resistance protein (ABCG2) and drug transport by Pim-1-dependent and-independent mechanisms[J].BiochemPharmacol，2013，85(4)：514-524.

[14] MOODY S E，SCHINZEL A C，SINGH S，etal.PRKACA mediates resistance to HER2-targeted therapy in breast cancer cells and restores anti-apoptotic signaling[J].Oncogene，2015，34(16)：2061-2071.

[15] JIMENEZ-GARCIA M P，LUCENA-CACACE A，ROBLES-FRIAS MJ，etal.Inflammation and stem markers association to PIM1/PIM2 kinase-induced tumors in breast and uterus[J].Oncotarget，2017，8(35)：58872-58886.

[16] HORIUCHI D，CAMARDA R，ZHOU A Y，etal.PIM1 kinase inhibition as a targeted therapy against triple-negative breast tumors with elevated MYC expression[J].NatMed，2016，22(11)：1321-1329.

[17] ZHAO W，QIU R，LI P，etal.PIM1：a promising target in patients with triple-negative breast cancer[J].MedOncol，2017，34(8)：142.

[18] ZHANG G，LIU Z，CUI G，etal.MicroRNA-486-5p targeting PIM-1 suppresses cell proliferation in breast cancer cells[J].TumourBiol，2014，35(11)：11137-11145.

[19] MALINEN M，JAASKELAINEN T，PELKONEN M，etal.Proto-oncogene PIM-1 is a novel estrogen receptor target associating with high grade breast tumors[J].MolCellEndocrinol，2013，365(2)：270-276.

[20] BELLON M，LU L，NICOT C，etal.Constitutive activation of Pim-1 kinase is a therapeutic target for adult T-cell leukemia[J].Blood，2016，127(20)：2439-2450.

[21] BLANCO-APARICIO C，CAMERO A.Pim kinases in cancer：diagnostic，prognostic and treatment opportunities[J].BiochemPharmacol，2013，85(5)：629-643.

[22] SANTIO N M，LANDOR S K，VAHTERA L，etal.Phosphorylation of Notch1 by Pim kinases promotes oncogenic signaling in breast and prostate cancer cells[J].Oncotarget，2016，7(28)：43220-43238.

[23] HORIUCHI D，CAMARDA R，ZHOU A Y，etal.PIM1 kinase inhibition as a targeted therapy against triple-negative breast tumors with elevated MYC expression[J].NatMed，2016，22(11)：1321-1329.

[24] 郑小洲，金晓磊，赵临襄.小分子PIM激酶抑制剂的研究进展[J].中国药物化学杂志，2013，23(6)：499-505.