作者：王士娜，杨立宇，马静 综述 王翠芳
【关键词】 Twist；Akt；肿瘤；增殖；凋亡；多药耐药性；上皮－间质转变
恶性肿瘤是目前危害人类健康最严重的疾病，同时也是生命科学研究的热点。近年来的研究发现，Twist及Akt均具有癌基因的特性，它们能通过多种途径抑制细胞凋亡，是肿瘤转移的必要基因，在肿瘤的形成、发展和转移过程中均发挥了重要的作用。本文就Twist及Akt与恶性肿瘤的相关性作一综述。
Twist基因首先在果蝇中被发现，是一种编码位于常染色体上的碱性螺旋－环－螺旋DNA结合的转录因子，是一种在胚胎发育中起关键调控作用的转录因子，在诱导细胞移动及组织塑型中起重要作用，主要表达于胎盘、胚胎中胚层和成人的某些中胚层来源的未分化组织，新近发现Twist具有癌基因的特征，不适当表达会致癌。Twist参与了某些上皮来源肿瘤的发生，并促进其侵袭转移，如前列腺癌，乳腺癌及甲状腺癌等[1]。
Akt是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，因与蛋白激酶A、C高度同源，又名蛋白激酶B(protein kinases B， PKB)，已被定义为癌基因，包括3种亚型：Akt1、Akt2及Akt3，其功能除了涉及细胞周期调控、细胞凋亡启动等细胞生存调节外，还参与血管生成、端粒酶活性和细胞侵袭等诸多重要的生理及病理过程。因而Akt是肿瘤发生的重要信号分子，活化的Akt在介导细胞生长和增殖、细胞运动和侵袭、细胞凋亡和抵抗化疗、放疗方面有重要作用。抑制Akt的活化可以降低乳腺癌、黑色素瘤及胃癌等肿瘤细胞的侵袭转移能力[2]。
1 Twist、Akt与肿瘤生长
Twist、Akt通过抑制细胞凋亡和促进肿瘤血管生长等促进肿瘤的形成。
对于抗细胞凋亡，Twist可能会通过改变成纤维细胞的特性，抑制ADP核糖基化因子(ADP-ribosylation factor，ARF)/鼠双微体2(murine double minute 2，MDM2)/p53途径，增强其对原癌基因诱导的细胞死亡的抵抗性，导致细胞凋亡的出现延迟和抑制，使得细胞大量增殖[3]。Twist对p53途径的抑制作用则从转录和翻译两方面入手，通过与p53反式作用因子HOXA5的相互作用，逆转p53介导的Twist抑制作用。Twist 还通过抑制p300介导的乙酰化，阻止p53，p300和MDM2三元络合物的形成，间接抑制p53介导的基因转录。在肿瘤血管发生方面，高表达Twist的MCF7乳腺癌细胞鼠种植实验动物模型中，发现肿瘤血管流量和血管渗透性有着显著升高[4]。
研究证实，Akt活性形式的表达能阻止生长因子去除引发的凋亡。Akt通过多种途径抑制细胞凋亡[5]：活化的Akt能够作用于下游关键的凋亡蛋白如凋亡Bcl-2(B-cell leukemia-2)家族成员的促凋亡因子Bad，Forkhead转录因子家族成员，糖原合成酶激酶(glycogen synthesis kinase-3β，Gsk-3β)，半胱氨酸水解酶(casepase-9)，核因子-kappaB(nuclear factor kappa-B，NF-κB) 以及MDM2，使它们磷酸化进而介导细胞抗凋亡的生物学功能。最近通过对Akt在细胞代谢中作用的研究发现，Akt还可以通过代谢途径来调节细胞的凋亡[6]。因此可以看出Akt在细胞的凋亡中发挥了重要的作用。关于血管生长，Akt活性抑制剂LY294002能够在体外抗神经胶质瘤血管生成。水溶性的喜树碱类物质Topotecan，通过抑制血管生成而发挥抗肿瘤效应，实验证实也是通过下调Akt介导的[7]。Akt促进血管生成的可能机制：Akt磷酸化内皮源性一氧化氮合酶(endothelial NO synthase，eNOS)，使之活化，而eNOS与肿瘤血管生成有密切关系；Akt通过多种途径上调缺氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α)，HIF-1α促进血管内皮生长因子(vascular endothelial trowth factor，VEGF)的表达；活化的Akt引起NF-κB 的抑制单位IκB磷酸化，NF-κB水平提高上调环氧化酶-2(COX-2)表达。
2 Twist、Akt与肿瘤转移
肿瘤的转移是一个复杂的多级的生物学过程，在每一阶段都通过不同的基因和信号通路进行调控。目前主要包括如下几个步骤：(1)肿瘤细胞从原发性肿瘤病灶中分离，在此步骤中细胞需要经历上皮－间质转变(epithelial mesenchymal transiton，EMT)来获得分离的能力；(2)侵入周围组织，穿透基底膜，进入血管或者淋巴管，各种蛋白溶解酶和趋化因子起着关键作用；(3)在失巢凋亡情况下存活；(4)移出或渗出血管或淋巴管；(5)形成微型转移结节；(6)适应周围基质环境，经过间质－上皮转变(mesenchymal epithelial transiton，MET)重新获得上皮细胞增殖特性，形成转移灶[8]。
第3期王士娜等.Twist与Akt在恶性肿瘤中作用的研究进展··
··沈 阳 医 学 院 学 报第12卷
研究表明，Twist、Akt基因在步骤(1)的EMT中均起着关键性作用。而EMT的核心就是E-钙粘蛋白(E-cadherin)的缺失，导致上皮细胞失去极性和细胞与细胞间的粘附作用不稳定，以及细胞骨架的改变，并使β-环连蛋白(β-catenin)从复合体上解离，从而实现肿瘤细胞从原发灶中的分离。同时，β-环连蛋白的异位能协同T细胞因子导致EMT基因标记的表达，后者主要是指包括纤维结合蛋白、弹性蛋白在内的成纤维细胞相关基质蛋白[9]。
Yang J[10]等人认为，Twist作为一种功能性碱性螺旋－环－螺旋转录因子，能够与其它的螺旋－环－螺旋蛋白以二聚体形式结合，该二聚体能够活化或者抑制不同的下游区目标，从而实现对E-cadherin的调节。因而，Twist的表达上调，通过抑制了E-cadherin的表达引发EMT，使肿瘤细胞迁移、侵袭能力提高。
研究发现，Akt活化的人类气管上皮细胞运动明显增强，细胞表现出转化细胞的特性，即丧失接触抑制和对细胞外基质(extra-cellular matrix，ECM)的粘附能力。而通过用表达建构的活性Akt转染的鳞状上皮细胞癌细胞株中，Akt驱使上皮间叶细胞转换，细胞获得纤维原细胞样特性，而且E-cadherin的转录下调，细胞间的粘附减少，增加了细胞的运动性和侵袭性，Akt磷酸化Gsk，拮抗β-环连蛋白的降解，胞浆中β-环连蛋白积聚使其浓度增高，下调E-cadherin表达，促进细胞运动[11]。
3 Twist、Akt与肿瘤化疗
研究发现[12]，在鼻咽癌、膀胱癌、卵巢癌以及前列腺癌中，Twist蛋白水平的升高与这四种癌症对长春新碱的耐药有相关性，并参与了鼻咽癌对紫杉醇的耐药。在对黑色素瘤组织的研究中发现Twist的高表达与黑色素瘤的低存活率有相关性，并推测高表达的Twist会导致黑色素瘤对紫杉醇和长春新碱的抗药性[13]。通过对神经母细胞瘤的研究[14]，认为H-Twist是N-Myc介导细胞凋亡途径的关键性抑制因子，H-Twist的下调导致N-Myc的扩增，而后者与迅速的瘤性增殖和预后不良相关。
4 展望
综上所述，Twist及Akt在肿瘤的血管生成、细胞生长、存活、抗凋亡、上皮－间质转变(EMT)及癌细胞侵袭力增强等方面均发挥作用，研究认为，Twist、Akt可能作为信号通路形式存在于多种恶性肿瘤中，Cheng GZ等[16]通过在乳腺癌细胞系中Twist基因敲除证实Akt2是Twist基因下游的目的和功能性调节介质，认为Twist-Akt2信号在增强乳腺癌细胞侵袭能力、存活能力及对抗癌药的抵抗中发挥重要作用而对上述假设提出了合理的根据。目前，对于Twist-Akt信号通路的研究刚刚开始，深入揭示和了解Twist、Akt 作用的细胞机制，有可能为肿瘤的基因治疗、抗肿瘤药物的开发提供新的作用靶点，并为了解Twist、Akt非特异性和特异性抑制剂在肿瘤治疗的不同阶段的效果提供分子基础。
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