医学进展
2014年02月号
医学进展
医生日记

核内PTEN蛋白控制DNA修复

    人类第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源基因(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome 10,PTEN)是一个抑癌基因。PTEN信号网络参与细胞的代谢、生长、增殖、存活以及迁移过程。许多人类癌肿瘤都与该基因的功能缺失有关。PTEN蛋 白可以抑制细胞质中的PI3K(phosphatidylinositol 3-kinase)信号通路。同时,PTEN至少部分通过非PI3K依赖的机制保障遗传稳定。另一方面,PTEN蛋白也在细胞核内积聚,但其功能尚不明 确。

    加拿大多伦多大学的C. Bassi等进行的一项研究发现,除了常规的分子量约55kD的PTEN蛋白,细胞内还存在分子量约75kD的PTEN蛋白,并命名为PTEN-H。进一 步研究发现,PTEN-H其实就是PTEN在SUMOylation(一种小泛素样修饰化过程)的产物,即SUMO-PTEN。研究还确认了PTEN的 K254位点是一个优良的SUMOylation位点。在体外,K254位点的突变可以阻止SUMOylation。更深入的研究证 实,SUMOylation是控制PTEN蛋白核内定位的关键。

    此外,该研究团队还考察了其DNA损伤反应(DNA damage response,DDR)。结果显示,在面对遗传毒性压力(离子放射、顺氯氨铂、阿霉素)时,SUMO-PTEN迅速通过一个被称为共济失调性毛细血管 扩张突变(ataxia telangiectasia mutated,ATM)的蛋白激酶排出细胞核。同样,研究也证实了PTEN的398位点是ATM介导磷酸化的位点。该位点突变将导致ATM引起的 PTEN磷酸化的减少。研究证实,PTEN缺失的细胞对于DNA损伤极其脆弱。此外,体内、体外试验都表明,在小分子PI3K抑制剂和遗传毒性压力同时出 现时,PTEN缺失的细胞极易被杀死。

    该研究结果表明,如果肿瘤细胞只是暴露于具有遗传毒性的物质,就会加速新突变的出现。令人欣喜的是,目前临床上有大量的抗肿瘤PI3K激活信号的药物正在研发中。同时,该研究可能对于PTEN缺失肿瘤病人的个性化的订制治疗具有一定的意义。(作者:费正弦)

参考文献:《Science》2013;341:395-399

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