張 旭，韓美玲，呂志武

哈爾濱醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院消化內科，黑龍江哈爾濱150086

胰腺癌是一種常見的致命的疾病，其發(fā)病率與死亡率接近［1］，重要的原因包括延遲的診斷和復雜的解剖關系。盡管分子生物學發(fā)現了如K-RAS、P53、P16和DPC4等重要分子損傷在胰腺致病機理中發(fā)揮的重要作用，這些發(fā)現在治療中卻沒有被應用。在臨床中，可以用化療藥物治療可以耐受的有轉移的患者，如已經應用了很多年的吉西他濱和最新發(fā)現的用5-氟、葉酸、伊立替康、奧沙利鉑聯合方案。但是目前沒有臨床適用的預測反應的標記物，盡管很多腫瘤精確的臨床前數據可能比其他標記物的反應要好［2］，所以急需更進一步的臨床描述的實驗。

PPARy是核受體家族的一個轉錄因子，在很多腫瘤中都有表達，包括胃腸癌和胰腺癌。胰腺癌伴有PPARy的高表達［3］，因此胰腺癌中PPARy的研究可以提供起決定性作用的靶向治療的機會。UPS是一個多蛋白分子體，在很多腫瘤的發(fā)病機制中起決定性作用，并且在很多途徑調控著PPARy。

1 PPARy的構成和作用及其與UPS的關系

1．1 PPARy的構成 PPARy是從人類3號染色體(3p25)的短臂上轉錄出來的，其結構與其他核受體轉錄因子相似，包括一個氨基末端的AF1主導的居中的轉錄輔酶補充因子、DNA結合域及其后面的鉸鏈區(qū)、配體結合域連同AF2域的羧基末端部分的分子［4］，配體結合域下游PPARy和核轉錄因子RXRa結合在一起，再與一個特殊的DNA元素PPREs結合在一起，招募輔酶因子比如PGC-1和基本的轉錄效應器從而開始轉錄。PPARy序列的兩個其他成員 PPARa和PPARb有著同樣的DNA黏貼序列作為他們的高度保守序列［5］，三個PPARy核受體的轉錄過程的特異性是由細胞環(huán)境、核染色質的主體和配體輔酶因子的可利用程度決定的。在有著最高的表達的組織里，PPARy在生理上主導著分化的管理、代謝和炎癥的控制［4］。

1．2 PPARy的作用 自然的和人工合成的PPARy腺體存在且調控PPARy的活動，自然的PPARy腺體包括前列腺素D2、從油酸中提取的亞油酸、其他的共軛亞油酸的衍生物、二十碳五烯酸和花生四烯酸、羥基二十碳四烯酸?？固悄虿∷幬镟邕蛲槎惾邕粮窳型⑶窳型?、羅格列酮都是PPARy的興奮劑。

遺傳序列反應影響腺體功能的同時影響核受體的功能，PPARy也不例外，這些序列反應通過翻譯修飾調控受體，PPARy的AF1和AF2主導區(qū)的磷酸化作用是由MAPK激酶下游的生長因子執(zhí)行的。AMP蛋白激酶和PKC導致轉錄抑制，在一些情況下，還會導致隨后的泛素化和蛋白酶體的降解。

1．3 UPS和PPARy的調節(jié)

1．3．1 泛素化簡介:泛素化是一種平移后修飾，包括氨基酸蛋白泛素化到靶蛋白的黏附，像磷酸化作用一樣泛素化是一個可逆的過程。去泛素化是由五大家族中的一種酶執(zhí)行的，具體過程包括細胞的泛素化和不適當的泛素化的修正［6］。泛素化分子有七個賴氨酸殘基，每個賴氨酸殘基的黏附端和氨基末端的泛素蛋氨酸殘基都擁有信號蛋白［7］。賴氨酸的泛素化鏈鎖至少有四種分子通過蛋白酶體和隨后的降解作為識別靶蛋白的扳機。其他賴氨酸介導的泛素鏈式反應已經被關注作為靶蛋白降解的信號［8］，賴氨酸的泛素化導致蛋白酶體降解減少，但主要是作為溶酶體介導的蛋白水解作用的信號，更重要的是，它為非蛋白水解作用包括DNA修復和受體激酶內吞作用服務［9］。其他需要泛素化的作用包括細胞周期進程、DNA轉錄、DNA損傷容限［10］。

1．3．2 UPS簡介:蛋白酶體是由兩個子結構構成的圓柱形結構，核心粒子覆蓋在監(jiān)管粒子的一側或雙側［11］，監(jiān)管粒子由一個蓋子和一個基底構成，它的作用包括識別泛素化的蛋白質，展開他們，把那些允許被回收和提交的目標蛋白質交給核心粒子然后去泛素化，核心粒子由四個環(huán)和七個蛋白質堆積在彼此周圍構成。兩個相同的外圍環(huán)命名α環(huán)，兩個相同的中央環(huán)被稱為β環(huán)，蛋白酶體通過三個酶的活動降解靶蛋白，分別駐留在子單元β5、β2和β1［12］，有活性的蛋白酶體有能力將幾乎所有的碎片裂解成4到14個氨基酸長度。

1．3．3 PPARy的調節(jié):在轉錄功能通用的UPS的核受體已經出現［13］，具有轉錄活性的核受體與其他轉錄因子的結合使蛋白酶體降解。PPARy是蛋白酶體降解的目標，其他PPARy轉錄機制的蛋白如RXRα［14］、PGC-1α輔活化因子、SRC 1［15］、SRC 3［16-17］也是蛋白酶的底物。

SUMO化是一種與泛素化相似的翻譯后修飾，在PPARy活動調節(jié)中扮演重要角色。核受體是這種修飾的底物，會導致目標基因的轉錄抑制［18］，轉錄共激活劑C/EBPβ是PPARy的表達的監(jiān)管機構，導致隨后的泛素化和蛋白酶體降解，另一 SUMO化調控PPARy與蛋白質相結合的是PGC-1α合作共激活劑。泛素化和SUMO化可同時或連續(xù)影響相同的蛋白質或不同的相互作用的蛋白質，構成翻譯后修改代碼，整合多個輸入信號產生最終PPARy活性輸出［19］。從上述討論中明顯看出UPS可能通過影響轉錄機制間接調節(jié)PPARy，也包括其他相互作用的轉錄因子。

2 胰腺癌與PPARy和UPS

2．1 PPARy的臨床研究 已經有研究討論過PPARy在多個臨床前胰腺癌病例中發(fā)揮的作用。一項體外研究證實經曲格列酮治療后的幾個胰腺癌細胞株增殖受到抑制，細胞顯示變量周期阻滯在G1期。體內研究證明曲格列酮治療胰腺癌細胞株抑制其體外侵襲性和細胞誘導在去除藥物后是可逆的［20］。其他調查人員報告用羅格列酮或吡格列酮治療可以降低細胞入侵胰腺癌細胞株，但這些影響似乎是獨立的PPARy激活，因為他們在細胞株中被觀察到，但并沒有表達核受體，同一研究表明羅格列酮或吡格列酮誘導抑制胰腺癌依賴PPARy，在這些細胞PPARy配體也誘導更差異化的碳酸酐酶Ⅱ和細胞角蛋白7，以及CDK抑制劑P21和P27，但他們沒有凋亡誘導效應［21］。

一項體內研究證明吡格列酮喂養(yǎng)的2-甲基亞胺誘導敘利亞倉鼠的胰腺癌的發(fā)病率有所降低［22］。吡格列酮在這些動物身上降低胰腺癌發(fā)病率的同時也能夠降低患膽管癌風險并誘導脂蛋白脂肪酶的表達。另一項體內研究證明羅格列酮治療可以減少人類胰腺癌裸鼠異種移植瘤大小并減少微脈管密度［23］。總的來說，這些數據可以證明PPARy在胰腺癌細胞增殖、分化和侵襲性中的作用。

2．2 胰腺癌中的分子損傷及與PPARy和UPS的關系 在胰腺癌常見分子病變包括在K-RAS激活突變、細胞周期蛋白依賴激酶突變、P16INK4A分子的功能喪失、P53純化突變和Smad4失活突變［24］。蛋白質和UPS監(jiān)管的參與這些病變的途徑與PPARy相互連接。

K-RAS激活突變是胰腺癌中的早期事件，有重要的促癌作用［25-26］，激活的PPARy對K-RAS引起的級聯反應起抑制作用。其他激活K-RAS信號的下游組件，如RAF激酶、ERK1和ERK2、ERK3，調節(jié)亞基P85PI3K，蛋白激酶都是泛素化的監(jiān)管對象。CDK抑制劑P16INK4A分子是細胞周期的調節(jié)器，通過抑制CDK4/Cyclin D復合體起作用，對復合體的負調節(jié)和細胞周期在G1/S過渡期的阻滯［27］導致Rb蛋白的降解，失活的P16INK4A分子、細胞周期素D、Rb軸可能仍受細胞周期D的轉錄抑制因子PPARy調控。此外，這個周期蛋白是受UPS通過目標蛋白質泛素化降解調控的。腫瘤抑制基因P53誘導介導PPARy在各種細胞類型的凋亡，因此其失活在胰腺癌中可能干擾PPARy誘導凋亡的能力。然而，其他PPARy誘導的細胞凋亡可能不依賴P53。Smad4突變在胰腺癌中很常見，是TGFβ的信號轉導級聯的一部分。TGFβ結扎術是其細胞表面受體TβRI和TβRⅡ激活蛋白Smad2、 Smad3、Smad4形成二聚體作為轉錄因子［28］。PPARy在不同組織的 TGFβ信號通路是一個轉錄抑制目標［29-30］，由于Smad4突變導致的通路的反常可能導致PPARy的上流發(fā)生胰腺癌。在一些實驗里明顯發(fā)現相互監(jiān)管PPARy受體激動劑抑制TGFβ信號，但可能代表PPARy對這些配體的單獨影響［31-32］，UPS通過降解大部分蛋白質成分控制 TGFβ信號系統(tǒng)。此外，TGFβ結扎后內吞作用導致的降解溶酶體或回收到細胞表面是受UPS監(jiān)管的［33］。其他泛素化修飾的蛋白質與TGFβ級聯反應不被降解的結果已經被肯定［34］，上列的討論可以看出，影響胰腺癌的主要通路與PPARy相互關系，被UPS在多個節(jié)點控制。

2．3 胰腺癌中的炎癥和纖維化中PPARy和UPS所起的作用 慢性胰腺炎和肥胖癥都與胰腺癌有關聯。轉錄因子NF-κB是炎癥的主要監(jiān)管機構，在多個水平受UPS監(jiān)管。NF-κB存在于K-RAS下游，它可能在胰腺癌中被次級激活導致各種不同的信號。這些信號不僅有利于致癌作用也使炎性環(huán)境持續(xù)下去［34］。NF-κB信號導致目標基因的啟動子和轉錄阻遏切口的組蛋白H3磷酸化，通過這一修改與切口在上游相互配合［35］。在NF-κB和PPARy之間存在著相互拮抗作用，PPARy的高表達可能與胰腺癌相關，已經有相關機制支持PPARy拮抗NF-κB。首先，PPARy誘導PTEN在胰腺癌中的形成，這可能是一個重要的機制，因為除了K-RAS突變，PTEN下調在胰腺癌細胞和腫瘤標本是很常見的［36-37］，第二個機制涉及到直接配體依賴的NF-κB靶基因的轉錄，通過PPARy招募共抑制因子。第三種機制包括PPARy對細胞因子的下調和轉錄因子的統(tǒng)計，由NF-κB作為活化劑或效應器。纖維化是胰腺癌中頻繁被提及的話題，并引起耐藥性為腫瘤細胞創(chuàng)建一個保護屏障，導致化學藥物無法穿透最低有效濃度［38］。

胰腺星狀細胞的細胞形態(tài)學和生化類似肝星狀細胞［39］，對動物模型的研究表明星狀細胞促進腫瘤形成［40］。PPARy激活胰腺星狀細胞導致體外膠原合成減少，增強他們對脂肪細胞分化和脂質代謝相關蛋白的生產［41］。細胞和成纖維細胞在經過EMT獲得屬性有助于纖維化形成和促進耐藥性［42］。這種阻力是上皮細胞化生的天生的屬性，涉及到共同通路介導的化生［43］。此外，激活胰腺星狀細胞促進干細胞表型的胰腺癌細胞，表達的蛋白質如ABCG2，EMT在體外和體內有致瘤性［44］。UPS是化生的一個重要的調節(jié)過程，通過調節(jié)信號轉導途徑轉錄因子介導［45-46］。PPARy作為TGFβ信號的拮抗劑和化生的催化劑，有望抑制這一過程。然而，另一項研究老鼠和老鼠腸道上皮細胞的研究得出結論，PPARy激活促進化生過程［47］。大量的數據支持PPARy抑制炎癥反應和纖維化，也表明核受體在癌形成抑制的有益作用。

3 治療展望

通過以上討論看出PPARy的拮抗機制對對抗腫瘤的致癌作用提供了臨床路徑，PPARy是胰腺癌的一種合理的靶向藥物。這種靶向藥物已經在臨床開始應用，有充足的臨床前數據支持噻唑烷二酮類在治療胰腺癌上的有效性。

大多數致癌作用相關的流程證實UPS是有效的抗腫瘤靶向藥物［48］。PPARy和UPS，盡管代表不同的靶目標，都參與多種細胞的蛋白酶體降解過程，由數以百計的細胞蛋白質和PPARy數十個靶基因的轉錄抑制其他幾個并行信號并與之互動。因此，有必要預測標記物來描繪出最大的先驗概率。更具體的藥物干預也是解決方案，可以達到特定的泛素化酶的抑制。另外他們有非目標效應，一直是臨床前研究的障礙，因此，發(fā)展更具體的催化劑是非?？扇〉摹ｈb于PPARy的重要性和UPS在調節(jié)胰腺癌細胞和他們的相互關系，這是一個值得研究的臨床課題。

［1］Hidalgo M．Pancreatic cancer［J］．N Engl J Med，2010，362(17): 1605-1617．

［2］Voutsadakis IA．Molecular predictors of gemcitabine response in pancreatic cancer［J］．World J Gastrointest Oncol，2011，3(11): 153-164．

［3］Kristiansen G，Jacob J，Buckendahl AC，et al．Peroxisome proliferator-activated receptor γ is highly expressed in pancreatic cancer and is associated with shorter overall survival times［J］．Clin Cancer Res，2006，12(21):6444-6451．

［4］Voutsadakis IA．Peroxisome proliferator-activated receptor γ(PPARγ) and colorectal carcinogenesis［J］．J Cancer Res Clin Oncol，2007，33 (12):917-928．

［5］Mandrup S，Bugge A．Molecular mechanisms and genome-wide aspects of PPAR subtype specific transactivation［J］．PPAR Res，2010，2010．

［6］Clague MJ，Coulson JM，Urbé S．Cellular functions of the DUBs［J］．J Cell Sci，2012，125(Pt 2):277-286．

［7］Walczak H，Iwai K，Dikic I．Generation and physiological roles of linear ubiquitin chains［J］．BMC Biol，2012，10:23．

［8］ Kravtsova-Ivantsiv Y，Ciechanover A．Non-canonical ubiquitin-based signals for proteasomal degradation［J］．J Cell Sci，2012，125(Pt 3): 539-548．

［9］Bergink S，Jentsch S．Principles of ubiquitin and SUMO modifications in DNA repair［J］．Nature，2009，458(7237):461-467．

［10］Mocciaro A，Rape M．Emerging regulatory mechanisms in ubiquitindependent cell cycle control［J］．J Cell Sci，2012，125(Pt 2):255-263．

［11］Rechsteiner M．The 26S proteasome［M］．In:Mayer RJ，Ciechanover A，Rechsteiner M，editors．Protein Degradation．New York，NY，USA:Wiley-VCH，2005，11(1):220-247．

［12］Wolf DH，Hilt W．The proteasome:a proteolytic nanomachine of cell regulation and waste disposal［J］．Biochimicaet Biophysica Acta，2004，1695(1-3):19-31．

［13］Nawaz Z，O'Malley BW．Urban renewal in the nucleus:is protein turnover by proteasomes absolutely required for nuclear receptor-regulated transcription?［J］．Mol Endocrinol，2004，18(3):493-499．

［14］Lefebvre B，Benomar Y，Guédin A，et al．Proteasomal degradation of retinoid X receptor α reprograms transcriptional activity of PPARγ in obese mice and humans［J］．J Clin Invest，2010，120(5): 1454-1468．

［15］Amazit L，Roseau A，Khan JA，et al．Ligand-dependent degradation of SRC-1 is pivotal for progesterone receptor transcriptional activity［J］．Mol Endocrinol，2011，25(3):394-408．

［16］Ferry C，Gaouar S，Fischer B，et al．Cullin 3 mediates SRC-3 ubiquitination and degradation to control the retinoic acid response［J］．Proc Natl Acad Sci U S A，2011，108(51):20603-20608．

［17］Wu RC，Feng Q，Lonard DM，et al．SRC-3 coactivator functional lifetime is regulated by a phosphor-dependent ubiquitin time clock［J］．Cell，2007，129(6):1125-1140．

［18］Pascual G，Fong AL，Ogawa S，et al．A SUMOylation-dependent pathway mediates transrepression of inflammatory response genes by PPAR-gamma［J］．Nature，2005，437(7059):759-763．

［19］Anbalagan M，Huderson B，Murphy L，et al．Post-translational modifications of nuclear receptors and human disease［J］．Nucl Recept Signal，2012，10:e001．

［20］Motomura W，Nagamine M，Tanno S，et al．Inhibition of cell invasion and morphological change by troglitazone in human pancreatic cancer cells［J］．Journal of Gastroenterology，2004，39(5): 461-468．

［21］Ceni E，Mello T，Tarocchi M，et al．Antidiabetic thiazolidinediones induce ductal differentiation but not apoptosis in pancreatic cancer［J］．World Journal of Gastroenterology，2005，11(8):1122-1130．

［22］Takeuchi Y，Takahashi M，Sakano K，et al．Suppression of N-nitrosobis(2-oxopropyl)amine-induced pancreatic carcinogenesis in hamsters by pioglitazone，a ligand of peroxisome proliferator-activated receptor［J］．Carcinogenesis，2007，28(8):1692-1696．

［23］Dong YW，Wang XP，Wu K．Suppression of pancreatic carcinoma growth by activating peroxisome proliferator-activated receptor γ involves angiogenesis inhibition［J］．World J Gastroenterol，2009，15 (4):441-448．

［24］Abramson MA，Jazag A，van der Zee JA，et al．The molecular biology of pancreatic cancer［J］．Gastrointest Cancer Res，2007，1(4 Suppl 2):S7-S12．

［25］Cox AD，Der CJ．Ras history:the saga continues［J］．Small GTPases，2010，1(1):2-27．

［26］Schmukle AC，Walczak H．No one can whistle a symphony alone-how different ubiquitin linkages cooperate to orchestrate NF-κB activity［J］．J Cell Sci，2012，125(Pt 3):549-559．

［27］Li J，Poi MJ，Tsai MD．Regulatory mechanisms of tumor suppressor P16INK4A and their relevance to cancer［J］．Biochemistry，2011，50(25):5566-5582．

［28］ Massagué J．TGFbeta in cancer［J］．Cell，2008，134(2): 215-230．

［29］Gong K，Chen YF，Li P，et al．Transforming growth factor-β inhibits myocardial PPARβ expression in pressure overload-induced cardiac fibrosis and remodeling in mice［J］．J Hypertens，2011，29(9): 1810-1819．

［30］Subramanian V，Golledge J，Heywood EB，et al．Regulation of peroxisome proliferator-activated receptor-γ by angiotensinⅡ via transforming growth factor-β1-activated p38 mitogen-activated protein kinase in aortic smooth muscle cells［J］．Arterioscler Thromb Vasc Biol，2012，32(2):397-405．

［31］Yu JH，Kim KH，Kim H．SOCS3 and PPAR-γ ligands inhibit the expression of IL-6 and TGF-β1 by regulating JAK2/STAT3 signaling in pancreas［J］．Int J Biochem Cell Biol，2008，40(4):677-688．

［32］Inoue Y，Imamura T．Regulation of TGF-β family signaling by E3 ubiquitin ligases［J］．Cancer Sci，2008，99(11):2107-2112．

［33］Polo S．Signaling-mediated control of ubiquitin ligases in endocytosis［J］．BMC Biol，2012，10:25．

［34］Ben-Neriah Y，Karin M．Inflammation meets cancer，with NF-κB as the matchmaker［J］．Nat Immunol，2011，12(8):715-723．

［35］Maniati E，Bossard M，Cook N，et al．Crosstalk between the canonical NF-κB and Notch signaling pathways inhibits Pparγ expression and promotes pancreatic cancer progression in mice［J］．J Clin Invest，2011，121(12):4685-4699．

［36］Asano T，Yao Y，Zhu J，et al．The PI 3-kinase/Akt signaling pathway is activated due to aberrant Pten expression and targets transcription factors NF-κB and c-Myc in pancreatic cancer cells［J］．Oncogene，2004，23(53):8571-8580．

［37］Ying H，Elpek KG，Vinjamoori A，et al．PTEN is a major tumor suppressor in pancreatic ductal adenocarcinoma and regulates an NF-κB-cytokine network［J］．Cancer Discov，2011，1(2):158-169．

［38］Shields MA，Dangi-Garimella S，Redig AJ，et al．Biochemical role of the collagen-rich tumour microenvironment in pancreatic cancer progression［J］．Biochem J，2012，441(2):541-552．

［39］Jaster R．Molecular regulation of pancreatic stellate cell function［J］．Mol Cancer，2004，3:26．

［40］Bachem MG，Schünemann M，Ramadani M，et al．Pancreatic carcinoma cells induce fibrosis by stimulating proliferation and matrix synthesis of stellate cells［J］．Gastroenterology，2005，128(4): 907-921．

［41］Kruse ML，Hopf-Jensen S，Timke C，et al．Differentiation potential of pancreatic fibroblastoid cells/stellate cells:effects of peroxisome proliferator-activated receptor gamma ligands［J］．Int J Cell Biol，2011，2011:816791

［42］López-Nouoa JM，Nieto MA．Inflammation and EMT:an alliance towards organ fibrosis and cancer progression［J］．EMBO Mol Med，2009，1(6-7):303-314．

［43］Mani SA，Guo W，Liao MJ，et al．The epithelial-mesenchymal transition generates cells with properties of stem cells［J］．Cell，2008，133(4):704-715．

［44］Kikuta K，Masamune A，Watanabe T，et al．Pancreatic stellate cells promote epithelial-mesenchymal transition in pancreatic cancer cells［J］．Biochem Biophys Res Commun，2010，403(3-4):380-384．

［45］Voutsadakis IA．Ubiquitination and the ubiquitin-proteasome system as regulators of transcription and transcription factors in epithelial mesenchymal transition of cancer［J］．Tumour Biol，2012，33(4):897-910．

［46］Voutsadakis IA．The ubiquitin-proteasome system and signal transduction pathways regulating Epithelial Mesenchymal transition of cancer［J］．J Biomed Sci，2012，19:67．

［47］Chen L，Necela BM，Su W，et al．Peroxisome proliferator-activated receptor γ promotes epithelial to mesenchymal transformation by Rho GTPase-dependent activation of ERK1/2［J］．J Biol Chem，2006，281(34):24575-24587．

［48］Azoulay L，Yin H，Filion KB，et al．The use of pioglitazone and the risk of bladder cancer in people with type 2 diabetes:nested case-control study［J］．BMJ，2012，344:e3645．