嘌呤受體P2Y2 基因在惡性腫瘤中的研究進(jìn)展△

趙志蕊，顏曉菁

中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院血液內(nèi)科，沈陽1100000

嘌呤受體P2Y2（purinergic receptor P2Y，G protein coupled 2，P2RY2）基因定位于人類11 號染色體q13.5-q14.1，編碼的蛋白屬于嘌呤能受體家族，為P2Y2 受體，通過7 個跨膜區(qū)域定位于細(xì)胞膜，接受細(xì)胞外腺苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）/尿苷三磷酸（uridine triphosphate，UTP）的刺激活化，參與細(xì)胞內(nèi)外信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，引發(fā)生理活動。受體的細(xì)胞內(nèi)C 端具有蛋白激酶結(jié)合位點，活化后的受體與異源三聚體G 蛋白（Gαq/11、Gs 和Gi）偶聯(lián)，從而介導(dǎo)生物信號向下游轉(zhuǎn)導(dǎo)。P2Y2 受體可與Gαq/11 直接偶聯(lián)，也可通過結(jié)構(gòu)域RGD 與整合素αv 相互作用實現(xiàn)與Gαo 和Gα12 蛋白的偶聯(lián)，進(jìn)而參與細(xì)胞生理過程。近年來，

P2RY2

基因在惡性腫瘤中的研究引起廣泛關(guān)注，通過基因數(shù)據(jù)庫可以得知該基因在大多數(shù)腫瘤中表達(dá)上調(diào)。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，

P2RY2

基因在乳腺癌、大多數(shù)的結(jié)直腸癌、肝癌、肺癌、食管癌、前列腺癌及頭頸部鱗狀細(xì)胞癌等多種腫瘤類型中可以介導(dǎo)惡性腫瘤細(xì)胞的增殖；但其在少數(shù)腫瘤類型中也可抑制細(xì)胞的增殖，減緩腫瘤進(jìn)展，例如子宮內(nèi)膜癌。對于

P2RY2

基因介導(dǎo)的腫瘤增殖差異目前尚缺乏準(zhǔn)確的解釋，可能與不同的機(jī)制通路激活有關(guān)。也有部分學(xué)者認(rèn)為，體內(nèi)存在其他可以介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的分子物質(zhì)對細(xì)胞增殖過程產(chǎn)生干擾，例如同樣接受細(xì)胞外ATP 刺激的P2X7受體。

P2RY2

基因通過其產(chǎn)物P2Y2 受體的作用激活一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，影響細(xì)胞周期并調(diào)控細(xì)胞凋亡。此外，P2Y2 受體還可作用于腫瘤微環(huán)境中的相關(guān)信號因子或炎癥小體，調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和遷移。本文對P2Y2 受體在惡性腫瘤中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 P2Y2 受體通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路參與腫瘤進(jìn)程

細(xì)胞有絲分裂過程是細(xì)胞增殖的基礎(chǔ)，而信號轉(zhuǎn)導(dǎo)在細(xì)胞分裂的啟動及維持中起著關(guān)鍵作用，其中涉及多條信號通路的激活及相關(guān)信號分子的參與，P2Y2 受體作為G 蛋白偶聯(lián)受體與信號通路激活密切相關(guān)。腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）中高濃度的ATP/UTP 可引起P2Y2 受體的過度激活，而異常的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)使細(xì)胞周期紊亂，影響細(xì)胞的成熟與分化，進(jìn)而影響器官功能及人體健康。

P2Y2 受體可激活包括磷脂酶C（phospholipase C，PLC）/肌醇-1，4，5-三磷酸（inositol 1,4,5-triphosphate，IP3）/Ca、蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）、絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）、非受體蛋白酪氨酸激酶Src 家族、磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又稱AKT）等在內(nèi)的多條信號通路，誘導(dǎo)人體多項生理活動。其中PLC/IP3/Ca和PKC 通路已被廣泛知曉，P2Y2 受體與Gαq 蛋白偶聯(lián)可導(dǎo)致PLC 激活，第二信使甘油二酯（diacylglycerol，DAG）和IP3 增加，并激活PKC 和IP3 依賴性Ca內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜通道，Ca大量內(nèi)流觸發(fā)一系列生理活動。Ca增加可誘導(dǎo)MAPK 家族中多種蛋白酪氨酸磷酸化，包括胞外信號調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）（ERK1 和ERK2）、c-Jun N 末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）（JNK1、JNK2、JNK3）和p38 絲裂原活化蛋白激酶（p38 mitogen-activated protein kinase，p38 MAPK）（p38α、p38β、p38γ、p38δ），通過調(diào)節(jié)細(xì)胞核中基因轉(zhuǎn)錄響應(yīng)細(xì)胞環(huán)境的變化而在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮重要作用，其中ERK1/2 信號通路主要參與細(xì)胞增殖、分化的調(diào)控和細(xì)胞的存活。此外，P2Y2 受體可通過多種途徑直接或間接激活MAPK 信號通路，并且有研究表明該信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的激活參與了體外神經(jīng)鞘瘤細(xì)胞遷移和創(chuàng)傷修復(fù)過程。PI3K/AKT 通路涉及細(xì)胞存活、遷移、炎癥及腫瘤的進(jìn)展，研究證實該通路由P2Y2 受體激活，參與惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展。Bilbao 等研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞外ATP 激活P2Y2 受體通過PLC/IP3/Ca、PKC 和Src 家族激活PI3K/AKT 信號通路，刺激乳腺癌細(xì)胞MCF-7 的增殖；同時研究還發(fā)現(xiàn)，ERK1/2 和PI3K/AKT 信號通路獨立作用于MCF-7 細(xì)胞，協(xié)同促進(jìn)細(xì)胞增殖。此外，已有研究表明，細(xì)胞內(nèi)Ca升高及PKC 激活可以誘導(dǎo)內(nèi)皮屏障的開放，從而使腫瘤細(xì)胞通過內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生局部遷移，稱為腫瘤細(xì)胞的外滲。

2 P2Y2 受體通過多種生物學(xué)過程誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞遷移

2.1 P2Y2 受體誘導(dǎo)上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelialmesenchymal transition，EMT）

EMT 過程在多種惡性腫瘤中存在，與腫瘤侵襲和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。EMT 通過某種程序使上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化為具有間質(zhì)表型的細(xì)胞，主要表現(xiàn)包括細(xì)胞黏附分子如E-鈣黏蛋白表達(dá)減少以及以角蛋白為主的細(xì)胞骨架轉(zhuǎn)化為以波形蛋白為主的細(xì)胞骨架，其中波形蛋白在誘導(dǎo)腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移中起重要作用。有關(guān)乳腺癌和卵巢癌的研究已經(jīng)證實，P2Y2 受體激活參與了EMT 過程，而且在卵巢癌中該過程由P2Y2 受體刺激表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）的反式激活發(fā)生。EGFR 在許多上皮來源的實體腫瘤中高表達(dá)，參與腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲及腫瘤新生血管生成。Li 等研究證明，在前列腺腫瘤中，P2Y2 受體通過激活EGFR 上調(diào)白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-8 和

Snail

基因的表達(dá)，從而促進(jìn)EMT 的發(fā)生；而另一項研究顯示，體內(nèi)Ca信號是誘導(dǎo)EMT 所必需的，P2Y2 受體也可通過誘導(dǎo)Ca信號刺激EMT 過程，增強(qiáng)腫瘤的侵襲性。

2.2 P2Y2 受體介導(dǎo)細(xì)胞黏附分子（cell adhesion molecule，CAM）的表達(dá)

CAM 具有多種類型，普遍在血管內(nèi)皮細(xì)胞、造血細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中表達(dá)，細(xì)胞間黏附分子1（intercellular adhesion molecule 1，ICAM1）和血管細(xì)胞黏附分 子1（vascular cell adhesion molecule 1，VCAM1）是其中的兩種。已有研究表明，ICAM1和VCAM1 可以參與腫瘤細(xì)胞的生長和遷移過程。Jin 等研究發(fā)現(xiàn)，在高度轉(zhuǎn)移性乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231中，ICAM1和VCAM1的表達(dá)增高，而該結(jié)果是由P2Y2受體介導(dǎo)的。P2Y2受體通過增加基質(zhì)金屬蛋白酶9（matrix metalloproteinase 9，MMP9）的活性，誘導(dǎo)血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的產(chǎn)生，從而刺激內(nèi)皮細(xì)胞中鈣黏蛋白磷酸化，使兩種黏附分子表達(dá)增多，導(dǎo)致細(xì)胞遷移性和侵襲性增加。除此之外，還有研究發(fā)現(xiàn)，通過ATP-P2Y2-β-聯(lián)蛋白（βcatenin）軸可以促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞侵襲。β-catenin是WTN 信號通路中重要的調(diào)節(jié)蛋白，其活化的結(jié)果是MYC、細(xì)胞周期蛋白D1（cyclin D1）和CD44等靶基因的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而調(diào)控干細(xì)胞自我更新、細(xì)胞增殖、分化和凋亡。另外，非WNT 通路分子VEGF 和表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）也可以誘導(dǎo)β-catenin 蛋白的表達(dá)和穩(wěn)定，啟動下游靶基因的轉(zhuǎn)錄。

2.3 P2Y2 受體通過激活炎癥小體調(diào)節(jié)侵襲相關(guān)分子并促進(jìn)腫瘤進(jìn)展

Virchow首次發(fā)現(xiàn)了炎癥和腫瘤之間的相關(guān)性，認(rèn)為炎癥是腫瘤發(fā)生的易感因素之一。慢性炎癥可誘導(dǎo)惡性細(xì)胞生長和周圍組織腫瘤的啟動，通過不斷產(chǎn)生生長因子和活性氧或氮物質(zhì)，與增殖細(xì)胞中的DNA 相互作用導(dǎo)致永久性基因組改變。炎癥小體是由傳感器受體、接頭蛋白ASC和胱天蛋白酶1（caspase 1）組成的多分子復(fù)合物。傳感器可分為核苷酸結(jié)合寡具化結(jié)構(gòu)域受體（nucleotide-binding leucine-rich repeat，NLR）和黑色素瘤缺乏因子2（absent in melanoma 2，AIM2），受到刺激時上述分子組裝成炎癥小體復(fù)合體并激活caspase 1。激活的caspase 1 裂解pro-IL-1β和pro-IL-18 蛋白使其成熟活化并分泌。研究表明，IL-1β與腫瘤生長、侵襲、復(fù)發(fā)、進(jìn)展以及血管生成有關(guān)。有關(guān)乳腺癌的研究發(fā)現(xiàn)，ATP 激活P2Y2 受體后，通過調(diào)節(jié)炎癥小體成分核苷酸結(jié)合寡聚結(jié)構(gòu)域，富含亮氨酸重復(fù)序列和含caspase 募集結(jié)構(gòu)域-4（nucleotide-binding oligomerization domain,leucine-rich repeat and caspase recruitment domain-containing 4，NLRC4）、ASC 和caspase 1，誘導(dǎo)IL-1β分泌增多，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。另一項研究顯示，P2Y2受體通過IL-1β/β-catenin 信號通路調(diào)控c-Myc、cyclin D1、Snail 和基質(zhì)金屬蛋白酶2（matrix metalloproteinase 2，MMP2）的表達(dá)，促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。此外，IL-1β還可通過激活細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)ERK1/2 通路，進(jìn)而增強(qiáng)乳腺導(dǎo)管細(xì)胞癌的侵襲性。

2.4 P2Y2 受體介導(dǎo)低氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α）形成轉(zhuǎn)移前利基

轉(zhuǎn)移前利基是指在轉(zhuǎn)移靶器官中形成利于腫瘤細(xì)胞生長存活的微環(huán)境，為腫瘤轉(zhuǎn)移提供條件。隨著瘤體增大，腫瘤細(xì)胞供血不足誘發(fā)缺氧，導(dǎo)致HIF-1α表達(dá)增加。因此惡性腫瘤患者常伴有血清HIF-1α水平明顯升高。HIF-1α可誘導(dǎo)賴氨酸氧化酶（lysine oxidase，LOX）的釋放，后者與遠(yuǎn)處細(xì)胞外基質(zhì)相交聯(lián)，可以促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移，其升高常見于轉(zhuǎn)移及侵襲性較強(qiáng)的腫瘤中。Zhong 等和Joo 等的研究已經(jīng)證明，無論氧合狀態(tài)如何，細(xì)胞外ATP 或UTP 均可能通過P2Y2 受體激活誘導(dǎo)HIF-1α的表達(dá)；同時Joo 等的研究發(fā)現(xiàn)，LOX 過表達(dá)可以誘導(dǎo)骨髓造血細(xì)胞（bone marrow hematopoietic cell，BMDC）定位于遠(yuǎn)端交聯(lián)的膠原中，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的定植和轉(zhuǎn)移，并且整個過程受P2Y2受體的調(diào)控。

此外，P2Y2 受體還與放療耐藥（resistant chemotherapy，RT-R）乳腺癌中腫瘤干細(xì)胞（cancer stem cell，CSC）數(shù)量增加有關(guān)，介導(dǎo)腫瘤的發(fā)生、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移和侵襲。CSC 是由治療后腫瘤細(xì)胞組成的能夠自我更新和再生的異質(zhì)群體，Kim 等研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌中P2Y2 受體與CSC 的標(biāo)志物notch 受體4（notch receptor 4，NOTCH4）顯著相關(guān)，并且NOTCH4 參與了侵襲性腫瘤表型以及正常小鼠乳腺上皮細(xì)胞向異型細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。

2.5 P2Y2 受體通過調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移

P2Y2 受體通過與整合素αv 相互作用實現(xiàn)與Gαo和Gα12蛋白的偶聯(lián)，這種作用已經(jīng)在星形細(xì)胞瘤和腸上皮細(xì)胞（intestinal epithelial cell，IEC）中觀察到，負(fù)責(zé)細(xì)胞骨架動力學(xué)的維持和調(diào)節(jié)，對于維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)和細(xì)胞分裂以及細(xì)胞遷移至關(guān)重要。相關(guān)研究已經(jīng)證明，在IEC 中P2Y2 受體通過整合素αv 和PI3K/AKT 途徑激活以及糖原合成酶激酶3β（glycogen synthase kinase 3β，GSK3β）抑制的協(xié)同作用來刺激α-微管蛋白對賴氨酸的乙?；?，并通過Gαo 蛋白的招募機(jī)制來穩(wěn)定微管（micmtuble，MT）伸長，最終刺激IEC 遷移，這是傷口愈合的先決條件，但在包括結(jié)腸惡性腫瘤在內(nèi)的腫瘤背景下，這種作用可能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和擴(kuò)散。另外，P2Y2 受體介導(dǎo)的肌動蛋白細(xì)胞骨架重排刺激了前列腺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和侵襲；其他相關(guān)研究也已證實，細(xì)胞骨架動力學(xué)對腫瘤進(jìn)展的促進(jìn)作用。

3 P2Y2 受體參與腫瘤耐藥發(fā)生

腫瘤耐藥是惡性腫瘤治療中的常見難題之一，探索耐藥發(fā)生的機(jī)制、尋找耐藥相關(guān)分子和靶點十分重要。相關(guān)研究表明，

P2RY2

基因在腫瘤耐藥的發(fā)生中發(fā)揮作用，且

P2RY2

mRNA 在間變性淋巴瘤激酶（anaplastic lymphoma kinase，ALK）抑制劑耐藥的腫瘤中表達(dá)上調(diào)。P2Y2 受體在腫瘤耐藥中的作用不可忽視。熊果酸（ursolic acid，UA）具有強(qiáng)大的抗腫瘤作用，通過抑制環(huán)氧合酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）、誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）、MMP9、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transduction and activator of transcription 3，STAT3）和核因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）等多種分子的活性來誘導(dǎo)自噬、抗炎和凋亡。UA 的抗腫瘤作用已在乳腺癌、白血病、前列腺癌、皮膚癌和肝癌等多種腫瘤中得到驗證。在一項關(guān)于結(jié)直腸癌和前列腺癌對UA 耐藥機(jī)制的研究中發(fā)現(xiàn)，P2Y2 受體通過C末端的SH3 結(jié)構(gòu)域與Src 結(jié)合激活p38 通路，誘導(dǎo)COX-2 的產(chǎn)生；COX-2 過表達(dá)可以延遲并抵抗UA 誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，從而導(dǎo)致腫瘤耐藥發(fā)生。

此 外，Vinette 等研究證 實，P2Y2 受 體-MAPK/ERK 信號通路激活可以引起多藥耐藥相關(guān)蛋 白2（multidrug resistance-associated protein 2，MRP2）表達(dá)增加。MRP2 屬于ATP 結(jié)合盒超家族蛋白，通過向細(xì)胞外輸出抗腫瘤藥物而干擾藥物的療效，其在上皮細(xì)胞中的表達(dá)增高可導(dǎo)致化療耐藥。在結(jié)直腸癌中，ATP 通過激活P2Y2 受體，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對依托泊苷、順鉑和多柔比星的耐藥性。

近年來提出了一種新的稱為腫瘤適應(yīng)性抵抗的耐藥機(jī)制，該機(jī)制涉及了EGFR 的反式激活以及EMT 過程。如上所述，P2Y2 受體可以介導(dǎo)EGFR的反式激活并誘導(dǎo)EMT參與腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移；而許多研究表明，EGFR的激活參與了化療耐藥。此外，在對EGFR 抑制劑耐藥的非小細(xì)胞肺癌患者的腫瘤標(biāo)本中同時觀察到了EMT，Holohan 等的研究表明EMT 與腫瘤耐藥之間具有相關(guān)性。另有數(shù)據(jù)表明，腫瘤細(xì)胞的代謝與EMT 和CSC 表型密切相關(guān)，例如順鉑耐藥的腫瘤細(xì)胞可以通過激活A(yù)KT/β-catenin/Snail 信號通路表現(xiàn)出增強(qiáng)的EMT特征，EMT 使腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)檠h(huán)腫瘤細(xì)胞（circulating tumor cell，CTC）進(jìn)入血液，CTC 可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為化療耐藥的CSC，重新分裂增生導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)。

4 小結(jié)與展望

P2RY2

基因在惡性腫瘤中廣泛表達(dá)，通過其編碼產(chǎn)物P2Y2 受體激活系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路參與惡性腫瘤細(xì)胞的增殖或凋亡調(diào)控，同時可作用于腫瘤微環(huán)境中的相關(guān)信號因子或炎癥小體來刺激惡性腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲，并通過與耐藥相關(guān)分子相互作用參與腫瘤化療耐藥的發(fā)生。近年來，

P2RY2

基因在實體腫瘤中的研究表明，其在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用，但目前尚缺乏其在血液系統(tǒng)惡性疾病中的相關(guān)研究。腫瘤微環(huán)境包括多種信號分子和異常成分，信號通路及作用機(jī)制復(fù)雜多樣，P2Y2 受體是否可通過其他機(jī)制在腫瘤進(jìn)展及耐藥中發(fā)揮作用還需進(jìn)一步的研究探索。

P2RY2

基因有望成為惡性腫瘤的治療靶點和預(yù)后相關(guān)分子標(biāo)志物，為惡性腫瘤患者的診療提供新的思路和方法。