丝裂原活化蛋白激酶在治疗肿瘤中的研究进展

丝裂原活化蛋白激酶在治疗肿瘤中的研究进展

崔琳1 张燕丽1 文泽馨2 飞1 张敏*11民族大学医学部 陕西咸阳 712082 2 福建医科大学医学部 福建福州 350000

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摘要 丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）是进化保守信号调节因子，其涉及细胞的存活、增殖、分化和程序性死亡等多种功能。MAPK家族成员在肿瘤细胞中表达异常既可以促进肿瘤发展，在某些情况下还可以抑制肿瘤发展，因而促进了肿瘤靶向治疗药物的发展。近年针对MAPK家族的抗癌药物从单一阻断发展到联合治疗。本文就MAPK家族在肿瘤发生、发展中的作用以及针对MAPK家族的抗癌药物的研究进展加以综述，以期待在肿瘤治疗方面新的突破。

关键词 丝裂原活化蛋白激酶 肿瘤治疗 丝裂原活化蛋白激酶抑制剂

丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAPK）是进化保守信号调节因子，其涉及调节细胞多种功能。哺乳动物体内有4种MAPK家族成员，即细胞外信号调节蛋白激酶1/2（extracellular signal-regulated kinase 1/2，ERK1/2）、p38 丝裂原活化蛋白激酶（p38 mitogen-activated protein kinases，p38）、c-Jun NH2末端激酶（ C-Jun N-terminal kinase，JNK）和细胞外信号调节蛋白激酶5（extracellular signal-regulated kinases 5，ERK5）[1]，这些激酶被胞外刺激生长因子、细胞因子及细胞应激激活，通过丝氨酸和/或苏氨酸残基磷酸化其底物，因此可以改变整个信号级联活动[2]。研究发现，这些激酶在肿瘤细胞中是异常表达的，它们不仅能促进肿瘤发展，在某些情况下还可以抑制肿瘤发展，如何利用它们抑制肿瘤的特点是MAPK靶向药物的研究重点。本文就MAPK家族在肿瘤发生、发展中的作用以及针对MAPK家族的抗癌药物的研究进展加以综述。1

MAPK激酶肿瘤中的作用

1.1 ERK1/2

ERK1/2是MAPK通路中非常重要的相关蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶，细胞外配体与细胞膜上的特定受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase，RTK）结合，从而促进了细胞内酪氨酸残基的受体二聚化和自磷酸化，最终依次激活Ras蛋白、Raf蛋白、激活MAPK激酶1/2（MAPK kinase1/2，MEK 1/2），而MEK 1/2又激活ERK 1/2，即Ras-Raf-MEK-ERK途径[3]。在肿瘤中，ERK 1/2的异常激活导致肿瘤的增殖和恶性转化，其异常激活的原因是MAPK上游Ras和Raf基因突变或RTK过度激活，从而导致肿瘤细胞的异常增殖。在ERK1/2依赖的肿瘤中，最常见的是B-RafV600E突变[4]。在B-Raf突变的细胞中负反馈机制非常活跃，可以显著降低几个上游通路成分的活性，导致ERK 1/2活性相对较低，但仍高于正常水平；B-Raf突变细胞中的双特异性磷酸酶表达增加到一定程度会导致ERK1/2的去磷酸化，使ERK1/2的表观活性降低到支持细胞癌化水平[5]。

前应在37℃水浴中10min内融化，融化过程中必须不断轻轻摇动，避免局部温度过高，以免引起Ⅷ因子活性丧失。且融化后的血浆应尽快使用，以避免血浆蛋白变性和不稳定的凝血因子丧失活性。

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本文责任编辑：石泉贵

通讯作者：张敏

（编号:81560668, 81860719）；自治区自然科学基金资助项目（编号:XZ2017ZRG-59，基金项目：国家自然科学基金资助项目

XZ2018ZRG-72）；民族大学重大培育项目（编号:15myZP02）；民族大学校内科研项目（编号:17MDQ04）；学校青年教师创新支持项目（编号:QCZ2016-36）；民族大学教学改革与研究项目（编号:2017359）

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医药2019年第40卷第6期（总147期）1.2 p38

在结直肠癌早期阶段，p38是可以抑制肿瘤生长的，早期肿瘤细胞产生的活性氧激活了p38，从而诱导细胞凋亡，阻止了活性氧的积累从而抑制肿瘤的发展；癌症晚期阶段p38是肿瘤细胞生存所必需的[6]。这说明p38对肿瘤细胞的生长是具有双重作用，而p38对MAPK的双重作用主要与p53有关，在正常p53的激活作用下，p38激活可以使肿瘤细胞生长停滞并促进其凋亡；而在突变p53有助于维持和（或）增强p38信号的正调节反馈，从而促进癌细胞增殖[7]。1.3 JNK

研究发现Ras、c-fos、Met、Bcr-Abl等多种癌基因转化作用可能依赖于JNK，JNK信号通路可能参与并支持多种肿瘤发生，并且研究发现肿瘤组织中JNK的上调促进了胆管癌、间变性大细胞淋巴瘤等多种癌细胞株的生长或诱导其耐药[8]。其促癌发展机制可能是JNK与核因子-κB（Nuclear factor kappa B，NF-κB）、Janus激酶/信号转导与转录激活子（The Janus kinase/signal transducer and activator of tran-ions, JAK/STAT)）信号通路等信号分子协同作用，发挥肿瘤生存功能，并与代偿性JNK依赖的细胞增殖介导的免疫逃逸机制有关[9]。JNK激酶家族包括三种蛋白JNK 1、JNK 2和JNK 3。最近的研究表明，JNK 1和JNK 2在不同类型的癌症中具有不同甚至相反的功能[10]。在肝癌中发现JNK 1活性高于JNK 2，JNK 1可以直接肝癌细胞的增殖，而在乳腺癌和皮肤癌中作用是抑制肿瘤生长的，JNK 2在皮肤癌中是促进肿瘤生长的。因此在使用JNK抑制剂时要针对不同的肿瘤进行仔细研究。1.4 ERK5

ERK 5通路在肿瘤细胞增殖中起着关键作用，然而ERK5在Ras或B-Raf突变的癌细胞的增殖中是非必须的[11]。在人结肠癌中，ERK5表达水平升高与肿瘤的进展和扩散有关，其主要机制是ERK5异常激活促进了NF-κ B的活化, 从而促进了肿瘤细胞的增殖、迁移和转移[12]。在肝细胞癌中发现核ERK 5表达增加，这与ERK 5激酶活性的增加无关[13]。在前列腺癌患者中，发现了核ERK 5与不良的预后有很强的相关性[14]。核ERK 5的c末端有一个独特的转录激活域，可以直接磷酸化或作为辅激活剂激活转录因子，因此，ERK 5被认为是治疗不同癌症的一个靶点，ERK 5活性抑制剂或沉默蛋白在肿瘤细胞中显示出抗增殖活性，并在动物模型中可以阻断肿瘤生长。2

MAPK抑制剂在肿瘤治疗中的研究进展

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2.1 ERK1/2抑制剂

在ERK 1/2依赖的肿瘤中最常见的是B-RafV600E突变，因此这是一个突破点。B-Raf突变肿瘤对MEK 1/2或Raf抑制剂比较敏感，然而对这些抑制剂反应良好的患者在几个月后也会出现复发的迹象，表明患者对这些抑制剂的耐药性已经形成；另外由于Raf抑制剂会导致ERK 1/2信号活跃，从而使肿瘤细胞继续生长[15]。基于此，ERK1/2抑制剂研发是治疗肿瘤的一个新方向。沙利文团队对优舒替尼（针对B-RafV600E突变的肿瘤如黑色素瘤、非小细胞肺癌等）进行的临床研究显示，在患者使用优舒替尼后，全血中的ERK1/2完全被抑制。

随着研究深入发现，一些植物提取物也可以通过ERK1/2通路治疗肿瘤，并且取得了不错的成果。如从十字花科蔬菜中提取的天然复方硫黄可抑制ERK和AKT的磷酸化，并通过阻滞G2/M期诱导骨肉瘤细胞凋亡[16]；苦参素与紫杉醇联合使用可以通过ERK 1/2调节诱导人乳腺癌细胞自噬[17]；小檗碱通过ERK 1/2介导脑胶质瘤线粒体好氧呼吸功能受损，导致肿瘤样细胞死亡[18]；黄芩素是灯盏草的提取物，体内移植裸鼠实验证明，黄芩苷对小鼠肿瘤生长有明显的抑制作用，通过抑制了肿瘤的AKT和ERK1/2磷酸化的水平，促进非小细胞肺癌细胞的凋亡和自噬等。这些药物通过调节ERK1/2达到最终的治疗效果，并且副作用较低，但是在临床的运用还需要进行研究。2.2 p38抑制剂

p38抑制剂可以促进肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞的增殖和迁移。目前选择性抑制p38的抑制剂主要有SCIO-469，Birb-796，LY2228820，主要作用是增加化疗药物对肿瘤的毒性，减少肿瘤细胞的增殖和粘附，促进肿瘤细胞凋亡并抑制其生长[19]。另外经研究发现胡椒碱可以减少A2780细胞中p38磷酸化，诱导细胞的凋亡。乳腺癌干细胞是乳腺癌治疗失败的主要原因，但目前在一种海绵Spongia pertusa Esper中提取的天然倍半萜氨基醌可以通过增加p38和AMPKα磷酸化水平，优先抑制乳腺癌干细胞样细胞增殖，从而诱导细胞G0/G1期阻滞和内源性凋亡[20]。2.3 JNK抑制剂

目前在使用的JNK选择性抑制剂有SP 600125、AS 601245、CC-401、D-JNKI-1及BI-78D3。SP 600125是一种选择性的、可逆的JNK激酶抑制剂，对甲状腺癌细胞、阿霉素耐药胃癌细胞、多药耐药的人口腔鳞癌细胞系、人肺腺癌细胞等多种癌细胞有抑制作用。AS 601245是一种细胞渗透的JNK抑制剂。对

结肠癌细胞株的增殖有影响，通过减少人结素致敏骨肉瘤有一定的抑制作用。CC-401与奥沙利铂联合使用对结肠癌细胞株SW 620和HT 29和小鼠移植瘤均有协同作用[21]。D-JNKI-1可以抑制小鼠皮肤癌模型的肿瘤生长，BI-78D3对阿霉，可以抑制胰腺肿瘤异种移植生长，减少肝细胞癌细胞的增殖、细胞周期进程、细胞迁移和侵袭，减少异种移植物的肿瘤生长[22]。2.4 ERK5抑制

XMD8-92是一种选择性的ERK5抑制剂，肠癌细胞纤维蛋白原释放而降低细胞粘附和迁移[23]。在化疗过程为了增加结肠癌细胞对5-氟尿嘧啶的敏感性，会使用XMD8-92抑制ERK 5信号通过p53依赖性机制增加敏感性。口服嘧啶多激酶抑制剂TG02对MDA-MB-231细胞ERK5的抑制作用，可以增强常规化疗药物紫杉醇、长春瑞滨和顺铂等对三阴性乳腺癌的抗肿瘤作用[24]。在人类肿瘤中检测大量巨噬细胞与预后不良相关，所以肿瘤对抗癌药物的反应也很差，在最近的研究中发现肿瘤相关巨噬细胞ERK5的失活可阻断STAT3的磷酸化，STAT3是决定巨噬细胞极性的一种转录因子，可以影响黑色素瘤和癌移植的生长，可以将巨噬细胞重新编程为抗肿瘤状态的治疗策略[25]。3

展望

MAPK蛋白家族在人类癌症的发生发展中起着不同的、有时相互矛盾的作用。针对MAPK蛋白的抑制剂种类随着肿瘤治疗的不断深入而增加。MAPK蛋白抑制剂虽然具有良好的治疗效果，但是由于细胞环境的复杂性，使用抑制剂时需要准确监控。对于癌症的治疗，激酶抑制剂必须具有较高的特异性，以避免过度的抑制作用，激酶抑制剂治疗的另一个问题是某些肿瘤对这些抑制剂的耐药性。然而使用激酶抑制剂和化疗剂或放射治疗的联合疗法比使用这些抑制剂作为单一药物效果更好，在一定程度上解决了这些抑制剂的耐药性。总之，MAPK激酶抑制剂的前景很好，应该进行进一步研究，为肿瘤的治疗提供新的方案。

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本文责任编辑：王聚乐

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