PI3K/Akt信号通路在肿瘤血管形成中的作用研究进展

磷脂酰肌醇-3激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)信号通路在抑制细胞凋亡、促进细胞增殖等方面具有重要作用。近年来越来越多的研究发现其与肺癌、乳腺癌、结直肠癌、前列腺癌、卵巢癌、肝癌及淋巴瘤的发生、发展密切相关。血管形成是肿瘤生长的重要环节,受血管内皮生长因子、表皮生长因子受体、血管生成素等的调控。现将近年来有关P13K/AKT信号通路在肿瘤血管形成中的作用研究进展情况综述如下。     

血管内皮生长因子通过PI3K-Akt和MAPK-ERK通路促进脑梗死大鼠血管新生机制

目的探讨血管内皮生长因子(VEGF)通过磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)-蛋白激酶B(Akt)和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)-脑外信号调节激酶(ERK)通路促进脑梗死大鼠血管新生的机制。方法 120只SPF级SD大鼠随机分为正常组、模型组[经颈外动脉进线制造右侧大脑中动脉阻断(MCAO)]、VEGF 1组(MCAO+80 ng VEGF)和VEGF 2组(MCAO+120 ng VEGF)。采用2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色法检测大鼠脑梗死情况和神经功能学Zea-Longa 5评分法对其进行功能评价,RT-PCR检测PI3K-Akt和MAPK-ERK基因的转录水平,并采用免疫组织化学法及Western印迹法检测PI3K-Akt和MAPK-ERK的蛋白表达。结果与正常组和VEGF 1、2组比较,模型组脑组织脑梗死体积显著增大(P0.05),VEGF 1、2组脑梗死体积显著缩小,且VEGF 2组的作用效果高于VEGF 1组。造模12 d后,模型组脑组织PI3K-Akt和MAPK-ERK的mRNA转录水平和蛋白表达均显著低于VEGF 1、2组和正常组(P0.05)。结论 VEGF可通过刺激大鼠大脑皮质内PI3K-Akt和MAPK-ERK蛋白水平表达,减少脑梗死病变体积,促进脑梗死大鼠血管新生。     

脑胶质瘤干细胞对肿瘤血管生成拟态形成的作用及其机制

脑胶质瘤占脑肿瘤的大部分,其中胶质母细胞瘤是成人胶质瘤最常见的类型。各年龄段均可发病,确诊后1年生存率为35．2％,3年生存率仅7．54％,是恶性程度最高的脑肿瘤之一。胶质瘤组织无论分化程度高低,均呈浸润性生长且无包膜,瘤组织中微血管常处于异常增生、高度血管化畸形的状态［1］。目前在胶质瘤中公认的血管生成方式包括出芽式血管生成、成血管细胞募集和血管共选定。近年来又发现了一种与传统肿瘤血管生长途径完全不同的、不依赖内皮细胞的全新血液供应方式,即血管生成拟态（VM）［2］。 VM存在于一些恶性实体瘤中,其发生与临床预后不良密切相关。构成VM的肿瘤细胞具有高度可塑性,像干细胞一样具备产生各种新型细胞的潜能,即肿瘤干细胞（ CSCs ）。胶质瘤干细胞（ GSCs ）除自我更新和生成异质肿瘤细胞亚群的潜能外,还能分化为内皮细胞和血管平滑肌样细胞,以形成VM ［3～5］。现将GSCs在肿瘤VM中的作用综述如下。     

Notch1信号通路在胶质瘤中的作用机制

目的探讨Notch1信号通路在人脑胶质瘤中的作用机制。方法应用实时荧光量(real-time)PCR方法检测50例人脑胶质瘤标本和10例正常脑组织中的Notch1及其下游靶基因Hes1以及增殖指标Ki-67及PCNA的mRNA表达。利用Western印迹检测Notch1的活化片段NICD的表达。结果 Notch1 mRNA在人脑胶质瘤和正常脑组织中均可表达,但在人脑胶质瘤中的表达显著高于正常脑组织(P<0.01),随着胶质瘤恶性程度的增高,Notch1及其下游靶基因Hes1的表达也随之升高,两者的变化趋势一致。Ki-67在胶质瘤中的表达升高,与正常脑组织对比差异显著(P<0.01);PCNA在人脑胶质瘤中的表达同样升高,与正常脑组织对比差异显著(P<0.05)。结论 Notch1信号通路可能通过Hes1作用于胶质瘤细胞,促进细胞的增殖,进而参与到肿瘤的形成及恶化。     

PI3K/Akt在肺炎衣原体感染诱导血管平滑肌细胞迁移中的作用

目的研究PI3K/Akt在肺炎衣原体(Chlamydia pneumoniae,C.pn)感染诱导血管平滑肌细胞(vascularsmooth muscle cell,VSMC)迁移中的作用。方法利用透射电镜鉴定C.pn成功感染VSMC;采用PI3K特异性抑制剂LY294002预处理VSMC后,wound-healing实验和Transwell实验分别观察VSMC迁移能力的改变;Western blot实验检测VSMC内Akt的磷酸化水平。结果透射电镜可观察到感染的VSMC内出现典型的C.pn原体;C.pn感染VSMC 24 h后,细胞迁移实验结果显示C.pn感染组VSMC的迁移能力增强且明显高于正常对照组(P<0.05);Western blot结果显示C.pn感染组Akt的磷酸化表达水平明显上调且高于正常对照组(P<0.05);PI3K特异性抑制剂LY294002可有效抑制C.pn感染诱导的VSMC迁移及Akt的磷酸化。结论 C.pn感染通过激活PI3K/Akt促进VSMC迁移。     

Notch1信号通路在人脑胶质瘤U87细胞增殖、凋亡中的作用及机制探讨

目的 观察Notch1信号通路在人脑胶质瘤U87细胞增殖和凋亡中的作用,并探讨其机制.方法 将U87细胞随机分为A、B、C组,分别加入Notch信号激活剂rhNF-κB、抑制剂DAPT及PBS共培养48 h.用MTT法检测细胞吸光度值(A值)观察细胞增殖情况,流式细胞术检测细胞凋亡率,RT-PCR、Western blot法分别检测U87细胞中的Notch1、Hes1、Bcl-2 mRNA及其蛋白.结果 培养24、48、72、96 h,A组细胞A值分别为0.185±0.007、0.398±0.012、0.735±0.015、1.083±0.031,B组分别为0.102±0.003、0.130±0.004、0.161±0.006、0.194±0.003,C组分别为0.167±0.005、0.265±0.008、0.496±0.011、0.737±0.016,A、B组与C组比较,P均＜0.05.A、B、C组细胞凋亡率分为0.96％±0.17％、26.51％±3.74％、8.76％±1.40％,A、B组与C组比较,P均＜0.05.与C组比较,A组细胞中Notch1、Hes1、Bcl-2 mRNA及其蛋白表达量均显著增加(P均＜0.05),B组细胞中Notch1、Hes1、Bcl-2 mRNA及其蛋白表达量均显著降低(P均＜0.05).结论 Notch1信号通路在人脑胶质瘤U87细胞增殖、凋亡中发挥了重要的调控作用,其机制可能与调节靶基因Hes1、抗凋亡蛋白Bcl-2表达有关.     

PI3K-Akt/PKB信号通路与胰岛β细胞功能

磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B/Akt(PI3K-Akt/PKB)介导β细胞的生存通路近来较受关注。PI3K-Akt/PKB信号通路是细胞内重要的信号转导通路,与细胞生长、增殖、分化、凋亡等密切相关。PI3K-Akt/PKB信号通路激活通过下游效应分子促进β细胞增殖、生长调节、增强β细胞抗凋亡功能,改善β细胞生存。调节该通路PI3K、Akt/PKB及其上下游靶位点,可能为2型糖尿病的防治提供广阔前景。     

PI3K/Akt信号通路在Irisin抵抗阿霉素心肌毒性中的作用

目的 探究鸢尾素（Irisin）能否通过调控PI3K/Akt信号通路减轻阿霉素（Doxorubicin, Dox）心肌细胞毒性及其分子机制。 方法 将培养的H₉C₂细胞随机分为:对照（Con）组、Irisin处理（Irisin）组、Dox损伤（Dox）组、Dox + Akt抑制剂（Dox + LY294002）组、Irisin保护（Dox + Irisin）组、Dox + Irisin+Akt抑制剂（Dox + Irisin + LY294002）组。分别采用原位切口末端标记法（TUNEL）检测细胞凋亡率、Western Blot检测凋亡相关蛋白表达水平以及CCK-8试剂检测细胞活力,明确Irisin处理对Dox诱导的心肌凋亡的作用。 结果 体外实验证明,与Con组细胞相比,Dox处理后H₉C₂细胞凋亡率显著增加,并且凋亡相关蛋白Bax、Cleaved-caspase 3的表达显著增加,同时抗凋亡蛋白Bcl-2的表达量显著降低（P < 0.05）,而加入Irisin可显著逆转Dox导致的心肌细胞凋亡率增加和凋亡相关蛋白质的表达趋势。进一步的研究证实,Irisin通过促进Akt的磷酸化而上调PI3K/Akt信号通路,从而降低H₉C₂细胞的凋亡,而加入Akt抑制剂LY294002后,Irisin对Dox诱导的心肌细胞毒性的缓解作用被削弱,并且促凋亡相关蛋白的表达量也显著升高。 结论 Irisin可能通过上调PI3K/Akt信号通路抑制细胞凋亡,降低Dox诱导的心肌细胞毒性,为临床治疗Dox心肌损伤提供潜在的药物靶点和治疗策略。     

丹参对大鼠肝缺血再灌注损伤PI3K-AKT信号传导通路的影响

目的研究丹参注射液预处理对大鼠肝缺血再灌注损伤(HIRI)中PI3K-AKT信号传导通路的影响。方法健康雄性SD大鼠80只,随机分为4组,即假手术组、缺血再灌注组(IR组)、丹参组(SI组)、丹参+阻断剂组(LY组),每组分别按再灌注时间(1、3、6、24 h)分为4个时相,每组各个时相均为5只。制作70%肝缺血再灌注模型,测血清ALT、AST及LDH水平;免疫印迹法测肝组织中PI3K、Akt及p-Akt(Ser308)蛋白的表达情况;TUNEL法观察各组的肝细胞凋亡;以及光镜下观察大鼠肝脏形态学变化。结果 ALT、AST、LDH含量:IR、SI、LY组的值明显高于假手术组(P<0.05);SI组、LY组各个时相的值较IR组均下降(P<0.05);与LY组比较,SI组各个时相的值均下降(P<0.05)。免疫印迹检测:各组PI3K、AKT的表达无显著差异(P>0.05);而在p-Akt的表达中,假手术、IR、LY组组间无显著差异(P>0.05),SI组各时相的表达都高于其余各组,且均有显著差异(P<0.05)。凋亡检测:IR组肝细胞有典型的凋亡特征,SI、LY及假手术组均优于IR组(P<0.05);其中SI组又优于LY组(P<0.05);假手术组正常,优于其余各组。在光镜下观察肝形态学变化,可见IR组损伤最为明显,SI组和LY组较IR组轻,其中SI组更轻,而假手术组肝组织形态正常。结论肝脏缺血再灌注造成了肝细胞显著损伤,丹参注射液预处理通过PI3K-Akt信号传导通路的调控发挥了对肝脏的保护作用。     

PI3K/AKT/mTOR信号通路在糖皮质激素性股骨头坏死中的表达与作用

糖皮质激素性股骨头坏死(steroid-induced avascularnecrosis of femoral head,SANFH)是一类致残率较高的疾病,长期损害人类与社会健康,已成为亟待解决的社会问题。PI3K/AKT/mTOR信号通路是一条与细胞分化凋亡自噬等密切相关的转导通路。近年随着分子生物学和细胞生物学的进步发展,表明以此信号通路为切入点能够对SANFH进行有效的靶向调控,并通过促进成骨分化,抑制凋亡,修复血管内皮细胞以及调控自噬等多种途径,对骨细胞产生显著调控和影响。本文就PI3K/AKT/mTOR通路在SANFH中所发挥的调控机制和作用,以及各部分在激素性股骨头坏死中的表达作简要综述,为以后的研究治疗提供思路与依据。     

MGMT反义RNA对人脑胶质瘤细胞系U251／BCNU耐药性逆转的研究

为逆转胶质瘤的耐药性,模拟临床亚硝基脲类药物的用药程序,在体外建立由MGMT介导的人脑胶质瘤耐药细胞系U251／BCNU,并进行细胞耐药性检测和细胞中MGMTmRNA表达的分析;观察MGMT反义RNA对U251／BCNU细胞MGMT表达的调节作用及对U251／BCNU细胞BCNU敏感性的影响。经过5次用药过程,首次在体外成功地建立了对BCNU具有稳定抗性的U251／BCNU,其对BCNU的耐受程度约为U251的17倍;RT－PCR结果显示,U251／BCNU细胞有MGMTmRNA的表达。MGMT反义RNA的表达载体pLaMT5SN和pLaMTSN能够在一定程度上降低U251／BCNU细胞中MGMTmRNA的表达水平,提高其对BCNU的敏感性。认为MGMT反义RNA能够在一定程度上抑制MGTMT的表达水平,提高肿瘤细胞对亚硝基脲类药物的敏感性。     

Inhibition of the PI3K-Akt signaling pathway enhances the sensitivity of Fas-mediated apoptosis in human gastric carcinoma cell line,MKN-45

It is well known that Fas ligand and anti-Fas antibodies can induce apoptosis, although some cancer cells are resistant to their stimuli. On the other hand, phosphatidylinositol 3-kinase (PI3 K) and Akt mediate the survival signal and allow the cells to escape from apoptosis in various human cancers. Thus, we postulated that LY294002, a PI3 K inhibitor, should inactivate Akt, consequently inhibiting cell proliferation and increase apoptosis in the human gastric carcinoma cell line, MKN-45. Previously, we reported that MKN-45 was resistant against the anti-Fas antibody, CH-11, without interferon-gamma pretreatment in vitro. LY294002 caused a decrease of phosphorylated-Akt and an inhibition of cell proliferation via cell cycle arrest in the G0/G1 phase by P27/Kip1 accumulation, but there was no obvious induction of apoptosis. The simultaneous treatment of LY294002 and CH-11 significantly induced apoptosis confirmed by morphology and DNA ladder formation. Decreased phosphorylated-Akt by LY294002 treatment led to a down-regulation of Mcl-2 and phosphorylated Bad proteins, which are anti-apoptotic factors and belong to the Bcl-2 family. On the other hand, expression levels of the other anti-apoptotic factors, such as FLICE-inhibitory protein (FLIP), Bcl-2 and Bcl-XL, which are associated with the Fas-mediated apoptotic signal pathway, did not change after LY294002 treatment. We concluded that: 1) the PI3K-Akt pathway plays an important role in preventing Fas-mediated apoptosis; and 2) a PI3 K inhibitor, such as LY294002, might be a useful anti-tumoral agent for gastric carcinoma.     

异硫氰酸苄酯对脑胶质瘤U-87MG细胞周期的影响及其机制

目的观察异硫氰酸苄酯（BITC）对人脑胶质瘤细胞系U一87MG细胞周期的阻滞作用,并探讨其机制。方法取对数期u．87MG细胞分别以2、5Ixmol／L的BITC处理,应用流式细胞仪检测细胞周期分布,Westernblot—ting法检测细胞周期相关蛋白CyclinB1、Cdc2、p21、Cdc25C及磷酸化Akt（p-Akt）蛋白表达,RT—PCR法检测CyclinB1、Cdc2、p21和Cdc25C的mRNA表达,报告基因技术检测NF—KB、缺氧诱导因子（HIF）和真核细胞翻译起始因子4E（eIF4E）的转录活性。结果BITC作用24h后,u一87MG细胞周期G2／M期比例显著升高,CyclinB1、Cdc2、Cdc25C、p-Akt蛋白表达下调,p21蛋白表达上升,CyclinB1、Cdc2、Cdc25C、p21mRNA表达均显著下降,NF—KB、HIF、elF4E转录活性均显著下降（P均〈0．05）。结论BITC对U．87MG细胞周期有阻滞作用,机制可能与抑制Akt／NF-KB信号转导路径,进而调节细胞周期相关基因表达有关;此为胶质瘤的细胞周期靶点治疗提供了新思路。     

Impairment of cardioprotective PI3K-Akt signaling by post-infarct ventricular remodeling is compensated by an ERK-mediated pathway

Recently we found that post-infarct remodeling disrupts PI3KAkt signaling triggered by erythropoietin (EPO) but an unknown compensatory mechanism preserves EPO-induced protection against infarction in those hearts. In this study, we examined the possibility that ERK-mediated signaling is the compensatory mechanism affording protection in post-infarct remodeled hearts. Four weeks after coronary ligation in situ (post-MI group, post-MI) or a sham operation (sham group, Sham), hearts were isolated, perfused and subjected to 25-min global ischemia/2-h reperfusion. Infarct size was expressed as a percentage of risk area size (%I/R), from which scarred infarct by coronary ligation was excluded. EPO infusion (5 U/ml) before ischemia reduced %I/R similarly in Sham and post-MI (from 62.0 ± 5.1 to 39.4 ± 4.8 in Sham and from 58.6 ± 6.6 to 36.3 ± 3.8 in post-MI). PD98059, a MEK1/2 inhibitor, abolished this EPO-induced protection in post-MI (%I/R = 60.7 ± 4.9) but not in Sham (%I/R = 35.1 ± 5.4). EPO induced PI3Kdependent phosphorylation of Akt in Sham but not in post-MI. EPO increased phosphorylation levels of ERK1/2 both in Sham and post-MI, but this phosphorylation was diminished by a PI3K inhibitor in Sham but not in post-MI. These results suggest that PI3K-independent activation of ERK compensates the lack of signal input from the PI3K-Akt pathway to achieve EPO-induced protection in the remodeled myocardium.     

阿霉素诱导磷脂酰肌醇3''''-激酶丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶FKHRL1通路对胃癌细胞化疗耐药性的影响

目的探讨阿霉素在胃癌细胞中诱导PI3'K/Akt/FKHRL1通路的激活,对胃癌细胞SGC-7901化疗效果的影响及两者的关系.方法 2004-01～2005-09武汉大学人民医院消化内科采用MTT比色法检测胃癌细胞的生存率,Western印迹法检测FKHRL1磷酸化表达水平,同时观察PI3'K/Akt抑制剂wortmannin对阿霉素诱导的上述变化的影响.结果阿霉素抑制胃癌细胞SGC-7901的生长,呈时间依赖性的诱导FKHRL1磷酸化.wortmannin可明显增强阿霉素的细胞生长抑制作用,同时下调阿霉素诱导的磷酸化FKHRL1表达.结论阿霉素可能是通过激活SGC-7901细胞的PI3′K/Akt通路,呈时间依赖性诱导FKHRL1磷酸化,从而影响胃癌细胞的化疗耐药性.wortmannin可以阻断PI3'K/Akt/FKHRL1通路而提高胃癌的化疗敏感性.     

阿霉素诱导PI3'K/Akt/FKHRL1通路激活与胃癌细胞化疗耐药性的关系

目的 探讨阿霉素诱导胃癌细胞磷脂酰肌醇3’-激酶（PI3’K）／Akt／FKHRL1通路的激活对胃癌细胞SGC-7901化疗效果的影响及二者的关系。方法 阿霉素及PI3’K／Akt抑制剂Wortmannin分别作用于胃癌细胞SGC-7901，MTT比色法检测胃癌细胞的生存率，Western印迹法检测FKHRL1磷酸化表达水平。结果 阿霉素抑制胃癌细胞SGC-7901的生长，呈时间依赖性诱导FKHRL1磷酸化。Wortmannin可明显增强阿霉索的细胞生长抑制作用，同时下调阿霉素诱导的磷酸化FKHRL1表达。结论 阿霉素可能通过激活SGC-7901细胞的PI3’K／Akt通路诱导FKHRL1磷酸化，从而影响胃癌细胞的化疗耐药性。Wortmannin可以阻断PI3’K／Akt／FKHRL1通路而提高胃癌的化疗敏感性。     

PI3K/Akt信号通路对肝癌细胞系HepG2中SP细胞的影响

[目的]探讨PI3K/Akt信号通路对肝癌细胞系HepG2中肿瘤干细胞比例及干细胞特性的影响.[方法]使用PI3K/Akt通路抑制剂处理HepG2细胞后,使用流式技术分析HepG2细胞系中的侧群（SP）细胞的变化.软琼脂克隆形成实验检测PI3K/Akt抑制剂对HepG2细胞中SP细胞和非SP细胞成克隆能力的影响.[结果]HepG2细胞中存在SP细胞,经过LY294002处理后,SP细胞比例下降.LY294002可以显著降低SP细胞的软琼脂成克隆能力,对非SP细胞的软琼脂成克隆能力影响不明显.[结论]HepG2细胞中的SP细胞具有干细胞特性,PI3K/Akt信号通路对HepG2细胞中SP细胞的维持起重要作用,抑制PI3K/Akt信号通路后HepG2细胞中的SP细胞比例明显减低,并能显著抑制SP细胞的增殖速度、软琼脂成克隆能力,增加SP细胞对化疗药物的敏感性,为更加深入地了解肝癌干细胞的特性以及探索针对肿瘤干细胞的治疗提供理论依据.