垂体瘤与细胞内信号传导机制异常

1、    垂体瘤与细胞内信号传导机制异常        近年来，随着DNA技术应用人类肿瘤的研究，明显改善了人们对垂体腺瘤激素过度分泌和组织细胞过度增生机理的认识。目前，垂体肿瘤发病机理的研究主要集中在两个方面：一是垂体肿瘤起源于异常生理调节的结果(由于靶腺负反馈调节的丧失或丘脑下部异常的正向调节而导致过度刺激增生)；二是垂体肿瘤起源于癌基因的激活或抑癌基因的丧失。随着分子生物学的发展，越来越多的证据表明，垂体瘤的发生机理与细胞内信号传导机制异常有关，从而对其发病机理和内分泌特

2、征有了更深的认识。一、Gs蛋白点突变、蛋白激酶A与垂体GH腺瘤18G蛋白即鸟嘌呤核苷酸结合蛋白，是由，三种亚基组成的三聚体家族，每一亚单位又含有许多成员。它位于细胞膜的内侧面，其亚基能结合鸟嘌呤核苷酸(GTP或GDP)，具有高度的亲和性和特异性，是G蛋白的重要功能单位。G蛋白以其对腺苷酸环化酶(Adenylyl Cyclase,AC)的作用不同而分为多种，凡具有激活作用的称之为激活型G蛋白(Gs)，反之，称之为抑制型G蛋白(Gi)，激活型G蛋白亚单位称之为Gs 。由G蛋白偶联的信号传导系统主要由三个功能单位组成，包括受体、G蛋白和AC信号传导系统。三种成分相互作用的主要过程为：激动剂与受体结合

3、形成激动剂受体复合物(HR)，激动剂所致的受体构象变化促使HR与G蛋白相互作用，形成激动剂-受体-G蛋白复合物。G蛋白三聚体构象发生改变，GDP从G蛋白上解离，G蛋白通常与GDP结合，呈无活性的G-GDP形式存在。当激动剂作用时，G蛋白亚单位转而结合ATP并转变为活性状态 (Gs -GTP)，形成激动剂-受体-Gs -GTP复合物，从而激活AC，催化ATP转化为cAMP，使细胞内cAMP浓度增加，激活依赖cAMP的蛋白激酶A(Protein Kinase A,PKA)，始动级联反应，产生生物学效应。在30%40%的垂体生长激素(growth hormone,GH)腺瘤GH细胞具有持续的AC活性

4、，导致细胞内cAMP过度产生。生物化学和分子生物学研究表明，GH腺瘤细胞内AC持续激活是由于激活性G蛋白亚基(Gs )正常功能缺陷所致。研究发现垂体GH腺瘤编码Gs 亚基的基因中存在点突变，突变的Gs 基因被称作为gsp癌基因。该癌基因通常出现在Gs 基因201和227号密码子上，在201号密码子上表现为CGTTGT(精氨酸半胱氨酸)或CGTCAT(精氨酸组氨酸)；在227号密码子上则表现为CAGCGG(甘氨酸精氨酸)或CAGCTG(甘氨酸亮氨酸)。gsp癌基因的作用在于破坏生长激素释放激素(growth hormone release hormone,GHRH)受体-Gs蛋白-AC通路。由于

5、单个碱基的突变导致了氨基酸的替换，消除了Gs 多肽内在GTP酶活性，使得AC处于持续激活状态。因此，GHRH此时只能对AC产生极小作用，表现为对GH分泌效应减弱或消失；相反，在没有gsp癌基因的垂体腺瘤，AC处于正常活性状态，GHRH则表现出较强的GH刺激效应。二、蛋白激酶C可能介入垂体GH腺瘤激素分泌和细胞增生5，911尽管gsp依赖性AC-cAMP细胞内途径在GH分泌过程中起着关键作用，但到目前为止，诸多研究表明其他第二信使系统也可能介入这一复杂的分泌调控机制。有关多种细胞内信号传导系统介入垂体肿瘤发生和发展的依据基于如下观察：1.对于gsp阳性的GH腺瘤，由于gsp突变导致了cAMP持续

6、产生，GHRH对cAMP应不再起作用，但在体外培养中，GHRH仍能刺激GH分泌。表明GHRH能够通过cAMP非依赖性刺激机制发生作用；而在许多不含有gsp突变的GH腺瘤中，GHRH则无刺激GH分泌作用，又说明在GHRH受体cAMP链锁系统内有其他的缺失存在可能。2.与正常垂体组织相比，垂体肿瘤组织内蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)活性明显增高，认为与肿瘤的侵袭性相关，且在侵袭性垂体肿瘤细胞PKC基因上有突变存在。此外，合成的GH释放剂(growth hormone secretagogues,GHSs)的效应至少部分通过PKC第二信使系统发生作用。3.大约15%的垂体GH

7、腺瘤具有基础磷脂酰肌醇(phosphatidyl inositol,PI)转换率的升高。PI是另外一种受体介导的G蛋白偶联的信号传导系统，在此链锁中，随着细胞内效应器磷脂酶C(phospholipase c,PLC)的激活，产生两种细胞内第二信使：二酰基甘油(diacylglycerol,DAG)和肌醇磷脂(inositol-1'3'5-trisphosphate,IP3)，此二种信使又依次激活PKC、细胞内Ca2+和钙调蛋白，但其对GH分泌影响的确切机制，尤其在人生理和病理学中的作用尚不完全清楚。三、多巴胺受体信号传导机制异常与垂体PRL腺瘤5，8，9，12通常泌乳素(pro

8、lactin,PRL)的分泌是由PRL分泌细胞经多巴胺(dopamine,DA)2型受体(D2受体)抑制效应而产生，DA与其相应受体结合后，再通过G蛋白偶联到细胞内信号传导系统，进而引起相应的生物学效应。D2受体通过多种Gi/o蛋白与多个细胞内信号传导机制发生关联，如通过Gi 2蛋白与AC发生关联，通过Go蛋白与钙通道发生关联。PRL腺瘤按其是否对BR敏感可分为两类，即敏感性和不敏感性PRL腺瘤。在不敏感性腺瘤中，有多个DA信号传导机制异常，包括：D2受体结合位点的减少，D2受体基因的表达减少，Gi 2 mRNA水平减少。G蛋白功能和表达的变化亦可影响某些PRL腺瘤对溴隐亭(bromocrip

9、tine,BR)治疗的敏感性。D2受体激活后可降低细胞内抑制性G蛋白介导的AC活性和cAMP水平，也可抑制PI转换、Ca2+内流和PKC的活性等。这一点与GH腺瘤细胞内信号传导调节机制一样，也是通过AC-cAMP-PKA系统而发生作用的。目前研究证实D2型受体并不存在基因突变，但众多的研究却表明有必要对这类疾病进行受体后抑制性信号传导系统调节机制的研究。四、ras蛋白与垂体瘤侵袭性Pei13和Karga7等分别在3例有远处转移的PRL和ACTH腺癌和1例对BR治疗不敏感的侵袭性PRL腺瘤中检测出H ras原癌基因的点突变。应用PCR技术对H ras原癌基因进行测序研究，证明其存在点突变。ras

10、 p21蛋白与G蛋白家族相关并参与信号传导通路，突变的ras蛋白产物可抑制GTP酶的活性，并可使ras蛋白产生致瘤的潜在性，从而促进细胞增生。五、结论及展望5，6，14综上所述，垂体腺瘤的发生和发展与细胞内多信号传导系统异常有关。有关该方面的研究对临床治疗具有重要意义，如gsp癌基因研究可对垂体GH腺瘤生长抑素(somatostatin,SS)类似物Octreotide治疗进行评价，gsp阳性腺瘤对Octreotide治疗敏感。PRL腺瘤存在受体及细胞内信号传导系统异常可能与D2受体激动剂治疗敏感性关系密切。总之，垂体瘤细胞信号传导机制异常的发现有望在垂体瘤的药物治疗方面取得一些突破。 作者单

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