神經膠質瘤是世界上最常發(fā)生的顱內腫瘤。目前,常見的治療方法為最大安全范圍內的外科手術結合術后放療、替莫唑胺化療的方案,但是大部分患者都在確診的兩年內死亡。越來越多的研究發(fā)現了神經膠質瘤分子基礎和基因存在異常的改變,同時,先進的基因測序技術和大規(guī)模的基因表達研究為神經膠質瘤的靶向治療提供了新的方向。在神經膠質瘤細胞中,許多研究者發(fā)現了多個基因的突變和蛋白表達水平的改變,包括癌基因的激活和抑癌基因的沉默。癌癥基因信息數據庫(TCGA)通過大規(guī)模的基因測序與蛋白表達分析,提示三個信號通路在神經膠質瘤中發(fā)生了不尋常的改變,它們分別是p53信號通路,RTK/RAS/PI3K信號通路和Rb信號通路[1],這三種信號通路對神經膠質瘤的發(fā)生和發(fā)展有著至關重要的作用。
1.p53信號通路
抑癌基因TP53,位于17號染色體的短臂,其編碼的蛋白能夠導致細胞周期阻滯于G1期或G2期,并促進細胞DNA損傷和凋亡[2]。TP53基因突變或者缺失喪失功能,或者染色體17p位點的缺失,都會促進腫瘤細胞的克隆性增殖[3]。反復的DNA損傷修復容易誘導TP53基因的突變,導致細胞基因組的不穩(wěn)定從而誘發(fā)癌變[4]。
2.RTK/RAS/PI3K信號通路
神經膠質瘤中,RTK基因家族常常會過表達。其中,EGFR基因的突變擴增現象最為常見,大約40%的神經膠質瘤患者都會發(fā)現EGFR基因的突變[1]。PI3K家族能夠直接激活AKT,影響許多下游效應因子比如mTOR。位于染色體10q的PTEN基因編碼的蛋白,可以使PIP3去磷酸化,從而激活PI3K的激活。Ras/MAPK信號通路涉及各種各樣的細胞活動,比如生長、分化和凋亡。
3.Rb信號通路
Rb蛋白能夠被cyclin D,CDK4,CDK6磷酸化,調節(jié)細胞周期,RB1基因的突變和CDK4的擴增導致Rb信號通路的失調。
4.促血管生成信號通路
多種促血管生成信號通路的激活,會促進腫瘤內微血管增生,參與腫瘤的生長與侵襲,同樣也是神經膠質瘤的診斷特點之一。血管內皮生長因子(VEGF)及其受體(VEGFR)是非常重要的促血管生成信號通路。在腫瘤細胞和腫瘤相關內皮細胞中,VEGF-A與VEGFR-2的結合,形成VEGFR的二聚體結構,通過激活PI3K/Ras/MAPK信號通路,引起下游信號的級聯反應,對腫瘤細胞的增殖、遷移和存活有重大影響[5]。
5.腫瘤干細胞信號通路
神經膠質瘤干細胞樣細胞(GSCs)具有自我復制,多向性分化和致瘤性的特點。研究GSCs信號通路的變化,對克服惡性膠質瘤對治療的耐受性非常有幫助。SHH和Notch蛋白是GSCs重要的調節(jié)因子。Notch信號會促進GSCs的生長和增殖。SHH蛋白與跨膜蛋白質受體Ptch1結合,釋放膜蛋白Smo,激活下游的Gli蛋白。GSCs中其他重要的信號通路還包括Wnt信號通路,BMI-1信號通路和受到RTK調節(jié)的VEGF,EGF,bFGF和PDGF等信號通路。
綜上所述,更好的了解神經膠質瘤分子調控和信號通路的機制,為神經膠質瘤分子標記物的發(fā)現和分子靶向治療奠定良好基礎。目前,對膠質瘤患者基因改變“實時定量”的分析,使得針對膠質瘤信號通路和GSCs的分子靶向治療取得良好進展。依照分子特征的腫瘤學分類的發(fā)展,眾多分子標記物的發(fā)現,各式創(chuàng)新療法的開發(fā),為神經膠質瘤患者的診斷、治療、預后帶來巨大幫助。
參考文獻:
[1]Cancer Genome Atlas Research N: Comprehensive genomic characterization defines human glioblastoma genes and core pathways. Nature 455: 1061-1068, 2008.
[2]Vousden KH and Lane DP: p53 in health and disease. Nature reviews. Molecular cell biology 8: 275-283, 2007.
[3]Sidransky D, Mikkelsen T, Schwechheimer K, Rosenblum ML, Cavanee W and Vogelstein B: Clonal expansion of p53 mutant cells is associated with brain tumour progression. Nature 355: 846-847, 1992.
[4]Bogler O, Huang HJ and Cavenee WK: Loss of wild-type p53 bestows a growth advantage on primary cortical astrocytes and facilitates their in vitro transformation. Cancer research 55: 2746-2751, 1995.
[5]Gomez-Manzano C, Fueyo J, Jiang H, Glass TL, Lee HY, Hu M, Liu JL, Jasti SL, Liu TJ, Conrad CA and Yung WK: Mechanisms underlying PTEN regulation of vascular endothelial growth factor and angiogenesis. Annals of neurology 53: 109-117, 2003.