探讨MAPKs和PI3K信号通路在胃癌中的作用及意义

王凤吴志峰黄秀清林丽琳翁剑武刘彪陈秀

（莆田学院福建莆田351100）

【摘要】目的：通过检测胃癌及癌旁组织中Akt，ERK1/2，Bcl-2及NF-κB的表达，探讨MAPKs和PI3K信号通路之间的关系及其在胃癌发展过程的作用。方法：应用免疫组织化学技术检测62对胃癌及癌旁组织中Akt，ERK1/2，Bcl-2和NF-κB蛋白的表达情况。结果：胃癌中Akt，ERK1/2，Bcl-2及NF-κB蛋白的阳性表达率均高于其癌旁组织，差异具有统计学意义（P均<0.05）。胃癌组织Akt蛋白表达与ERK1/2蛋白表达呈正相关（rs=0.272，P=0.026）结论：MAPKs信号通路、PI3K信号通路激活与胃癌的发生发展密切相关。

【关键词】MAPKs；PI3K；胃癌

【中图分类号】R735.2【文献标识码】B【文章编号】1003-5028（2015）8-0840-02

ToDiscusstheRoleofMAPKsandPI3KPathwaysinGastricCancerandTheirSignificance

WangFeng,WuZhi-Feng,HuangXiu-Qing,LinLi-Lin,WengJian-Wu,LiuBiao,ChenXiu-Jiao,XuLi

(PutianUniversity,Fujian,Putian,351100)

【ABSTRACT】Objective：ToinvestigatetheexpressionofAkt，ERK1/2，Bcl-2andNF-κBingastriccancerandit’sadjacenttissues,thentodiscusstherelationshipbetweenMAPKsandPI3Kpathwaysandtheirroleinthedevelopmentprocessofgastriccancer.Methods：ExpressionofAkt，ERK1/2，Bcl-2andNF-κBproteinswereexaminedin62gastriccancerandadjacenttissuesbyimmunohistochemicaltechnique.Result：ThepositiverateofAkt，ERK1/2，Bcl-2andNF-κBproteinswereallsignificantlyhigheringastriccancerthanit’sadjacenttissues,thedifferencehasstatisticallysignificant(p<0.05).ExpressionofAktandERK1/2proteinswereinapositivecorrelation(rs=0.282,p=0.026).Conclusion：TheactinationofMAPKsandPI3Kpathwaysiscloselyrelatedtothedevelopmentofgastriccancer.

【Keywords】MAPKspathway;PI3Kpathway;Gastriccancer

磷脂酰肌醇3-激酶/丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶（PI3K/Akt）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPKs）信号转导通路是细胞内两条重要的促增殖和抗凋亡通路。袁向飞等[1]报道，MAPK和PI3K信号通路存在一定程度的相互作用，但是对于两条通路之间的正向调节还是负向调节，目前尚有争论。PI3K-Akt信号通路在细胞内影响细胞生长、增殖、凋亡。MAPK信号通路参与基因表达调控，细胞功能活动以及各种生理病理过程。胃癌是人类最常见的恶性肿瘤之一，胃癌的发生发展是一个多步骤、多基因突变的累积过程。近年来，通过干预信号转导途径的靶向治疗已成为研究热点。本研究探讨MAPKs和PI3K信号通路之间的关系以及在胃癌发展过程的作用，有利于进一步寻找治疗胃癌的药物新靶点，为胃癌的治疗与预后提供有效的理论依据。

1材料与方法

收集62例由莆田学院附属医院提供的胃癌及相应的癌旁组织，应用免疫组织化学技术检测胃癌及癌旁组织中Akt，ERK1/2，Bcl-2和NF-κB蛋白的表达情况。即用型免疫组化EliVisionTMsuper试剂盒（鼠/兔）、DAB显色试剂盒（20×）购自福州迈新生物有限公司；兔抗人Akt，ERK1/2，Bcl-2，NF-κB抗体，购自CellSignaling公司。免疫组织化学染色严格按照Elivion二步法检测步骤进行，一抗工作液浓度Akt1:200；ERK1/21:300；Bcl-21:100；NF-κB1:500。以PBS代替一抗作为阴性对照。

1.1结果判断

Akt、ERK1/2、Bcl-2、NF-κB蛋白的阳性染色主要定位于细胞质中，少数Bcl-2蛋白的阳性染色可见于细胞核。本实验结果采用半定量评分方法[2]，先按染色强度划分，未着色，淡黄色，棕黄色和棕褐色分别标记为0，1，2，3分；再在高倍镜下取5个视野，计数阳性细胞占总细胞数的百分比，取算术平均值，阳性细胞数＜5%，5%～25%，26%～50%，＞50%分别记为0，1，2，3分。染色强度和阳性细胞百分比计分之和为每例标本的最终分值，＜3分为阴性（-），＞3分为阳性（+）。

1.2统计学分析

应用SPSS17.0统计软件进行数据分析，胃癌及其癌旁组织中Akt、Erk、Bcl-2、NF-κB蛋白的表达情况；采用卡方检验、Spearman检验进行分析，P<0.05为差异具有统计学意义。

2结果

所测的62例胃癌组织中Akt、Erk、Bcl-2、NF-κB蛋白的阳性表达明显高于癌旁组织（P<0.05），差异具有统计学意义（详见表1）。62例胃癌组织Akt蛋白表达与ERK1/2蛋白表达经Spearman检验，rs为0.282（P=0.026），呈正相关（详见表2）。

图AAkt蛋白在胃癌组织的细胞质中表达阳性400×（箭头所示）

图BERK1/2蛋白在胃癌组织的细胞质中表达阳性400×（箭头所示）

图CBcl-2蛋白在胃癌组织的细胞质中表达阳性400×（箭头所示）

图DNF-κB蛋白在胃癌组织的细胞质中表达阳性400×（箭头所示）

3讨论

PI3K-Akt信号通路是一条重要的细胞内信号转导通路，其活性影响着细胞的增殖、凋亡，在胃癌、乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌、肝癌等多种恶性肿瘤的发生发展中扮演重要的角色[2]。PI3K普遍存在于胞质中，可被Ras蛋白和G蛋白偶联受体或蛋白酪氨酸激酶受体激活，使细胞膜上的PIP2磷酸化，产生第二信使PIP3，后者可募集下游含有PH结构域的信号分子到细胞膜表面并激活[3,4]。Akt作为PI3K的主要下游靶蛋白，在线粒体介导的内源性凋亡通路中发挥了重要的作用[5,6]。PI3K依赖的AKT激活后，可阻断Bad与Bcl-2、Bcl-XL结合成二聚体而失去了诱导凋亡的作用。胞质中游离的凋亡相关的基因Bcl-2增多，发挥了抑制凋亡的作用。Akt可通过降低真核细胞转录因子NF-κB的抑制蛋白的活性，从而使NF-κB激活，发挥抗凋亡作用，从胞浆转到胞核中发挥转录功能[7,8]。

丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）也是细胞内最重要的信号转导通路之一，调节细胞有丝分裂、基因表达。MAPKs是一个蛋白激酶家族，在哺乳动物中发现了5条并行的信号通路，其中ERK1/2级联通路被认为是经典的MAPKs信号转导通路之一。ERK1/2被G蛋白偶联受体和酪氨酸激酶受体后将信号传递给Ras蛋白，Ras-GTP直接与Raf相结合，激活Raf蛋白。后者可使ERK的激酶（MRK）上的丝/苏氨酸（Ser/Thr）残基磷酸化，进而激活ERK[9]。磷酸化的ERK进入胞核后，直接激活转录因子NF-κB，进一步诱导Bcl-2、Bcl-XL的表达，并促进Bcl-2磷酸化。

综合对MAPK和PI3K信号通路的探讨，我们可以发现以下三点：一是两条通路均为重要的细胞内信号转导途径，具有高度相似的生理功能，共同调节细胞的生长、发育、分化和凋亡；二是两条通路均可受G蛋白偶联受体和蛋白酪氨酸激酶受体激活，进一步调节下游多种靶基因；三是两条通路的下游靶信号均调节蛋白Bcl-2和转录因子NF-κB。说明MAPK和PI3K信号通路在结构和功能存在一定的关联，提示两条通路之间存在一定程度的相互作用。这为针对胃癌的靶向治疗药物的研究提供了理论基础。在我们的研究中发现62例胃癌中Akt、ERK1/2、Bcl-2及NF-κB的阳性率高于相应的癌旁组织，且Akt蛋白表达与ERK1/2蛋白表达存在正相关。这与国内外的研究结果相符，提示MAPK和PI3K信号通路的异常激活在胃癌的发生发展中起到极其重要的作用，Bcl-2和NF-κB的上调与上游信号分子Akt及ERK1/2的激活具有一定的联系。本实验通过对MAPKs和PI3K信号通路之间的关系及其在胃癌发展过程中作用的研究，为胃癌治疗的新靶点的寻找提供了理论依据，并为进一步探讨两条通路之间的相关性的深入研究奠定了基础。

参考文献：

[1]袁向飞,陆敏.Ras/MAPK与PI3K/Akt信号转导通路及其相互作用[J].国际检验医学杂志,2006,27(3):260-263.

[2]邹绍静,陈兆峰,李敏,等.PI3K/AKT2在胃癌组织表达及其与临床病理特征和生存期的关系[J].实用肿瘤杂志,2011,26(4):346-350.

[3]方乐堃,曾宇慧,杨惠玲.PI3K/Akt/mTOR信号传导通路与泌尿系统肿瘤.国际内科学杂志(J).2007,34(9),509-513.

[4]殷鹏.PI3K/Akt信号通路对人肝癌细胞中胱硫醚-Y-裂解酶基因表达调控的分子机制及其生物学功能的研究[D].复旦大学，2012.

[5]赵婧,屈艺,母得志.Akt与细胞线粒体凋亡途径.生命的化学[J].2010,30(4),528-531.

[6]NieholsonKM,AndersonNG.TheproteinkinaseB/Aktsignallingpathwayinhumanmalignaney.CellSignal,2002.14(5):381一95.

[7]吴日平,黄昌明.PI3K/Akt信号通路与肿瘤关系的研究进展.医学综述(J).2009,15(10),1501-1504.

[8]Madrid,L.V.,etal.,AktstimulatesthetransactivationpotentialoftheRelA/P65SubunitofNF-κBthroughutiliztionoftheIkappaBkinaseandactivationofthemitogen-aetivatedproteinkinasep38.JBiolChem,2001.276(22):18934一40.

[9]陈建勇,王聪,王娟.MAPK信号通路研究进展.综述(J).2011,1(8),32-34.

[10]徐丽.褪黑素抗小鼠胃癌作用及其膜受体机制研究基础医学院(D).福建医科大学，2012.

基金项目：

2013年福建省大学生创新创业训练计划项目（项目编号：201311498017）

2013年度莆田学院大学生创新创业训练计划项目（项目编号：CXCY1303）

2014年福建省大学生创新创业训练计划项目（项目编号：201411498004）

作者简介：

王凤（1992-），女，莆田学院临床医学在读本科生，主要从事胃癌的发生机制方面的研究，

指导老师：

徐丽（1973-），女，莆田学院基础医学院副教授，医学博士。