PPARγ受体在胃肠恶性肿瘤中的研究进展

胡剑峰 综述 张 审校

文章编号：1009-5519（2007）06-0838-03 中图分类号：R73 文献标识码：A

1990年Issemann 等[1]首先发现了一种能被一类脂肪酸样化合物氧化物酶体增殖剂激活的甾体激素受体，被命名为过氧化物酶体增殖蛋白激活受体（peroxisome proliferatoractivated receptor， PPAR）。PPARs 通过与配体结合活化，再与视黄酸受体（retinoic X receptor，RXR）形成二异聚体，与目的基因上游的PPRE(peroxisome proliferator responsive element结合，形成受体-共调节因子-DNA或蛋白质-DNA复合体，促进目的基因的转录。PPARs有3种不同亚型，分别是PPARα、PPARβ、PPARγ。其中PPARγ最具脂肪组织特性，其生物学功能复杂，参与脂肪、糖的代谢、单核细胞激活、炎症反应、肿瘤细胞分化和凋亡等生理病理过程，尤其与胃肠恶性肿瘤的关系密切。本文就PPARγ的结构、分布及其在胃肠道恶性肿瘤发生发展过程中的研究进展作一综述。

1 PPARγ概述

1.1 PPARγ的亚型和分布：人类的PPARγ基因位于染色体3p25。目前发现，PPARγmRNA有四种剪接体，即PPARγ1、PPARγ2、PPARγ3、PPARγ4。四种剪接体的产生源于PPARγ基因的不同剪接和不同启动子的使用。它们具有六个相同的3′编码外显子，区别仅在于一个5′外显子。PPARγ1和PPARγ3具有相同的蛋白质序列。与之相比，PPARγ2在N末端多了30个氨基酸，其原因是PPARγ2特异性5′外显子含有一个额外的翻译起始点。PPARγ1和PPARγ2启动子和蛋白质序列的差异使其具有不同的基因表达模式和生物学功能[2]。PPARγ1 广泛分布于全身组织；PPARγ2主要在脂肪组织和肝脏表达；PPARγ3在脂肪细胞、巨噬细胞和结肠上皮细胞表达；PPARγ4的分布目前还不清楚。

1.2 PPARγ的结构：与其他核受体相似，PPARγ在结构上也含有4个功能域，即N端配体非依赖的转录活化域(AF-1)，由高度保守的两个锌指结构组成的DNA结合域、铰链区及一个较大的C末端激素结合区域，含配体结合域和配体依赖的转录活化域(AF-2)。AF-2还可以与拮抗剂结合被阻断。AF-1、AF-2的活性因易感细胞和目的基因的PPRE而变化。目前研究表明，AF-2的磷酸化可以影响受体/配体的亲和力从而调节PPARγ的活性。

1.3 PPARγ的配体：许多外源性PP、脂肪酸及其代谢产物都是PPARγ的激活剂，它们在结构上有一个共同点，含有羧基功能基团和一个疏水区。PP和脂肪酸与PPAR结合后能使其成为转录激活复合物，与RXR结合后发生一系列的生物学功能。根据PPARγ配基来源的不同，将其分为天然配基和合成配基。天然配体主要有:必需脂肪酸及其代谢产物，如亚油酸；前列腺素衍生物，有15d-PGJ2等；其他配基如土槿皮酸等。合成配体包括噻唑烷二酮类药物；羧酸类激动剂；LTD4受体拮抗剂；其他类型的激动剂如异呃唑烷二酮类衍生物、GW0072等[3]。

2 PPARγ与胃肠道恶性肿瘤

2.1 PPARγ与食管癌：PPARγ活化对食管癌具有抑制作用，Takashima等[4]研究发现食管鳞状细胞癌均有PPARγ mRNA和PPARγ蛋白的表达，15-d-PGJ2能剂量依赖性抑制食管鳞癌细胞系TE-2、TE-5、TE-8、TE-9的增殖，且癌细胞分化愈差其抑制越显著。Fujii等[5]研究发现暴露于曲格列酮的人食管肿瘤细胞系TE-13的细胞周期在G1期受到阻滞，周期素cyclin D1和cyclin E表达减少，同时还检测到DNA梯度的形成和凋亡相关蛋白的表达增加，提示曲格列酮通过G1期抑制和促进凋亡，抑制食管肿瘤细胞的生长。

Terashita等[6]研究55例原发性食管鳞状细胞癌PPARγ mRNA的表达与患者预后的关系发现，PPARγ mRNA在食管癌细胞的表达较正常食管黏膜显著减少，在有广泛淋巴结转移患者中的表达明显低于非广泛转移的患者，PPARγ mRNA低表达的患者术后生存期明显短于高表达患者，PPARγ蛋白在食管鳞状细胞癌组织中的表达也低于正常食道鳞状上皮，提示食管癌患者预后不良与PPARγ基因的表达减少有关。

不同的RARβ亚型对人类致癌作用有相反的生物效应。体内外试验均表明RARβ2可以抑制肿瘤细胞生长和促进肿瘤细胞凋亡，且RARβ2在许多癌组织和癌细胞系表达均减少。Xu等[7]研究发现食管癌组织及食管癌细胞系RARβ2、PPARγ表达较正常食管黏膜显著减少，而RARβ4、yclin D1和EGFR的表达较正常食管黏膜明显升高。提示PPARγ可能通过和RARβ2组成二聚体，与目的基因上游的PPRE结合，形成受体-共调节因子-DNA或蛋白质-DNA复合体，促进目的基因的转录，从而抑制肿瘤细胞增殖，促进肿瘤细胞凋亡。

2.2 PPARγ与胃癌：Nagamine等[8]研究发现曲格列酮能促进人胃癌细胞系MKN-28、MKN-45和MKN-74的凋亡, 而KATO-III细胞系则无此作用。曲格列酮能上调MKN-74中p53蛋白的表达，而KATO-III中p53基因缺失，故p53可能在PPARγ诱导的凋亡中发挥作用。曲格列酮对p53突变的MKN-74细胞系无促凋亡效应，进一步证实p53对曲格列酮诱导的细胞凋亡有调节作用。Liu等[9]也发现内源性PPARγ配体15-PGJ2能抑制人胃癌细胞系AGS生长、促进其凋亡；且JNK的激活和caspase3的活性与15-PGJ2呈时间和剂量依赖关系。给AGS细胞转染JNk显性负性(DN-JNK)的突变异种质粒，予15-PGJ2诱导DN-JNK的过度表达；而过度表达的DN-JN抑制内源性JNK和caspase3的活性，从而抑制了15-PGJ2诱导AGS凋亡，提示15-PGJ2通过JNK信号途径诱导肿瘤细胞凋亡。

Konturek等[10]用人胃癌细胞系kato与Hp共孵化培养，kato细胞PPARγ表达显著增高，曲格列酮处理能抑制kato细胞增殖和诱导其凋亡，提示PPARγ和Hp相关性胃癌的发生发展有关。我国学者研究发现PPARγ第12位密码子多态性在胃癌患者比对照组显著增加，而对胃癌患者联合检测PPARγ基因多态性和Hp，则和无胃癌患者差异更显著。提示PPARγ第12位密码子的多态性提高Hp感染发生胃癌的风险[11]。

Kuniyasu等[12]发现共轭亚油酸(CLA)能抑制人胃癌细胞系MKN28在IV型胶原蛋白膜上的转移。接种MNk28细胞于BACB/c小鼠腹腔，给小鼠腹腔注射CLA，4周后处死小鼠，CLA对小鼠食物摄入和体重无明显影响。CLA组腹腔转移病灶较对照组明显减少，存活率显著提高，且EGFR和TGFα 表达降低，Bax表达增高。这些表明CLA能抑制人胃癌的转移。

PPARγ配体不但能抑制胃癌的生长和转移，而且PPARγ配体能预防胃癌的发生。饮水中给予MNU 10周诱导PPARγ野生型(+/+)与PPARγ杂合缺失型(+/-)小鼠产生胃癌，然后给予含/不含曲格列酮的饲料喂养小鼠12周。PPARγ (+/-)小鼠胃癌发生率显著高于PPARγ(+/+)小鼠；曲格列酮显著减少PPARγ(+/+)小鼠胃癌的发生率，而对PPARγ (+/-)小鼠无明显影响。以上研究结果表明PPARγ能够抑制胃癌的发生，PPARγ配体曲格列酮抑制胃癌的发生是PPARγ依赖性的[13]。

2.3 PPARγ与结直肠癌：PPARγ基因多态性和原发结肠癌的关系己有报道。Jiang等[14]收集301例新诊断的结肠直肠癌患者，同时以291例正常患者为对照，按年龄、性别、吸烟史、家族史以及家庭收入分层，结果发现结肠直肠癌患者中 PPARγ C161T基因表型C/T+T/T对基因表型C/C有统计学意义，且其PPARγ C161T基因多态性和正常组比较差异有显著性。但PPARγ Pro12Ala基因多态性和结直肠癌的发生无显著差异。由此可推测PPARγ C161T基因的多态性是结肠直肠癌形成机制之一。

配体活化的PPARγ能抑制结直肠癌细胞生长、促进其分化。Kato等[15]研究3种人结肠癌细胞系HCT-15、DLD-1和LoVo发现，HCT-15和DLD-1增殖迅速，LoVo生长缓慢，曲格列酮剂量依赖性抑制这3种细胞系的增殖，并诱导细胞凋亡，曲格列酮处理以前DLD-1和LoVo都高表达PPARγ mRNA及其蛋白,处理以后HCT-15和LoVo的PPARγmRNA及其蛋白水平增加，HCT-15的villin及MUC2 mRNA(结肠黏膜分化标志)水平增加，LoVo的villin mRNA被抑制，DLD-1中没有观察到PPARγ、villin或MUC2 mRNA的变化，提示PPARγ表达水平与细胞增殖速度不相关，诱导分化仅在PPARγ表达增加的细胞系观察到。Chen等[16]研究发现利用PPARγ天然配体15-PGJ2处理HT-29细胞株，KLF4 mRNA及KLF4蛋白表达明显上调，且这些改变在其他结肠直肠细胞株也可观察到。以SiRNA技术沉默KLF4基因，则可阻断15-PGJ2导致的G1期阻滞。ERK特异性阻断剂PD98059和U0126，PPARγ特异性阻滞剂GW9662均能阻断KLF4基因的表达。以上研究结果说明KLF4是PPARγ配体抑制肿瘤增殖的重要机制之一。

PPARγ与结直肠癌的转移相关。Kuniyasu等[13]发现CLA能抑制人结肠癌细胞系Colo320在IV型胶原蛋白膜上的转移， CLA治疗组腹腔转移病灶较对照组明显减少，存活率显著提高，其抑制转移和EGFR与TGFα表达降低，Bax表达增高相关。Yoshizumi等[17]研究发现噻唑烷二酮(TZD)能通过终末分化，抑制PPARγ阳性HT229人结肠癌细胞的生长和转移。TZD引起G1期停滞与p21Waf21、Drg21和E2钙粘蛋白表达增加有关，直肠癌异种移植动物模型中TZD完全抑制淋巴结和肺的转移,并抑制40%原发异种移植物的生长。

PPARγ还能预防结直肠癌的发生。Osawa等[18]研究了3种PPARγ配体对于AOM诱导的小鼠结肠癌的化学预防作用。结果显示Pio，Tro和Rosi对于AOM诱导的结肠癌具有化学预防作用。可以防止ACF形成。其中长期使用Pio 200ppm可以抑制AOM诱导的结肠癌的产生。

3 结语

近年来，许多体外研究发现，配体活化的PPARγ可以抑制细胞周期、促进细胞分化、诱导细胞凋亡、抑制血管形成，从而具有抗肿瘤的生物效应。尽管这些都有助于临床研究如何通过PPARγ诊治胃肠肿瘤，但是目前的研究结果还不十分支持配体活化的PPARγ可以作为胃肠肿瘤治疗的靶点。如临床实验证实PPARγ的配体曲格列酮对前列腺癌的治疗有确定的作用，但对胃肠肿瘤的治疗还没有期望的效果。随着对PPARγ参与胃肠肿瘤发生机制的进一步研究，PPARγ途径很可能成为胃肠肿瘤治疗的新方向。

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收稿日期：2006-11-22

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