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肝癌是一種死亡率非常高的癌癥，大多情況下患者存活期僅8個月，1和3年的生存率一般在20%和5%。不少肝癌患者在診斷時就發(fā)生了轉(zhuǎn)移，或者有門脈癌栓，無法完全切除腫瘤，或者即便是手術(shù)切除腫瘤，很快也會出現(xiàn)復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移。 但遺憾的是，傳統(tǒng)化療對肝癌的有效率很低，幾乎沒有超過20%。尚沒有一種傳統(tǒng)的化療藥物有確鑿的證據(jù)表明能延長肝癌病人的生存期。除了化療藥以外，這些年的分子靶向藥的研究可能會在未來為眾多肝癌患者帶來新的希望。靶向藥一般針對細(xì)胞周期、血管生成、細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡和細(xì)胞代謝等信號通路，抑制癌細(xì)胞異常的信號通路。  2019年4月11日，《Nature》發(fā)表了一篇重量級研究性論文，題目是：p38γ is essential for cell cycle progression and liver tumorigenesis。這篇文章看似思路簡單，但卻用超翔實的實驗教做人，論證了一個蛋白-p38γ在細(xì)胞周期進(jìn)展和肝癌發(fā)生過程中的重要作用，所以未來針對p38γ響應(yīng)的分子抑制劑可能具有重大前景。本文為大家超詳介紹。  細(xì)胞周期示意圖 這篇文章瞄準(zhǔn)的是細(xì)胞周期研究。我們知道，細(xì)胞周期通常分為G1、S、G2和M期，而靜息細(xì)胞時期被稱為G0期。很多癌癥的發(fā)生或復(fù)發(fā)，其中一部分原因就是靜息的腫瘤細(xì)胞開始了細(xì)胞周期，而后進(jìn)行了復(fù)制。細(xì)胞周期是一個被嚴(yán)格調(diào)節(jié)的過程，這個過程通常是由一個保守的細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶-環(huán)蛋白復(fù)合物（縮寫：CDK）調(diào)控。但是在大多數(shù)細(xì)胞類型中，引發(fā)細(xì)胞周期啟動（G0至G1，靜息細(xì)胞至細(xì)胞周期開啟）的精確分子機(jī)制卻是未知的。 p38γ是p38MAPK（包括：p38α，p38β，p38γ和p38δ）中的一員，p38MAPK和CDK都屬于CMGC蛋白激酶超家族。通過蛋白質(zhì)的催化結(jié)構(gòu)域序列分析和分子動力學(xué)模擬, 表明p38γ和CDK1可能具有相似機(jī)制。  p38γ和CDK1具有相似性 如果二者就有相似性, 那 p38MAPKγ（p38γ）是否可以充當(dāng)CDK樣激酶，與CDK協(xié)同作用，調(diào)節(jié)進(jìn)入細(xì)胞周期？該怎么研究？ 第一步，既然CDK是一種激酶, 可以先從底物下手，看看p38γ和CDK是否共有共同底物。 視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤腫瘤抑制蛋白（Rb）在G0期中以低磷酸化保有活性。但在細(xì)胞周期進(jìn)程中，它會被CDK順序磷酸化后失活，從而促進(jìn)細(xì)胞周期的啟動和細(xì)胞增殖。那p38γ會與Rb相互作用嗎？首先通過體外激酶測定發(fā)現(xiàn)p38γ可以同樣磷酸化Rb。此外，從肝臟裂解物中可以檢測到p38γ免疫沉淀物中的Rb。通過敲除（p38γ-KO）和過表達(dá)（AAVp38γ*）實驗，表明p38γ對Rb具有底物特異性。  p38γ對Rb具有底物特異性 第二步，既然肝細(xì)胞中磷酸化誘導(dǎo)的Rb失活可以促進(jìn)G0-G1的轉(zhuǎn)換。那么接下來就是驗證是否對肝細(xì)胞的增殖有關(guān)聯(lián)？ 首先，利用部分肝切除術(shù)（PHx）建立的肝細(xì)胞增殖模型，驗證PHx后p38γ介導(dǎo)的Rb磷酸化的生理效應(yīng)。通過溴脫氧尿苷（BrdU）摻入，Ki67免疫染色和增殖細(xì)胞核抗原表達(dá)測量，表明肝細(xì)胞中缺失p38γ的小鼠（AlbCre-p38γ）比對照AlbCre小鼠（AlbCre +/-）的肝細(xì)胞增殖減少，肝再生程度降低。也就是說，肝細(xì)胞中需要p38γ用于Rb磷酸化和肝再生。  缺失p38γ的小鼠肝細(xì)胞增殖減少，肝再生程度降低 第三步，需要進(jìn)一步搞清楚Rb在體內(nèi)磷酸化的確切機(jī)制。 因為CDK2或CDK1的單一遺傳缺失在肝再生過程，并不能阻斷肝細(xì)胞的DNA復(fù)制。所以猜測p38γ需要發(fā)揮協(xié)同作用才行。為了探索p38γ和CDK2之間的合作，通過Western Blot檢測了PHx后這些激酶的活化情況。p38γ在PHx后僅4小時就被激活，這可通過其在Rs和Ser795，Ser821和Ser826處的Rb磷酸化的增加的結(jié)合來證明。此外，在24小時檢測到第二個p38γ活化峰。在這兩個p38γ激活峰期間，CDK2和p38γ之間的相互作用增加。 p38γ在PHx后被活化 此外，p38γ能夠補(bǔ)回CDK1或CDK2的損失。編碼CDK1或CDK2的基因沉默或敲除后，過表達(dá)p38γ（感染AAVp38γ*）可以挽救Rb磷酸化，并在CDK1或CDK2缺失的小鼠肝臟中完全保留肝細(xì)胞增殖和肝臟DNA合成?？傊?，這些結(jié)果表明p38γ通過調(diào)節(jié)Rb磷酸化來控制肝細(xì)胞增殖，并且可能通過與經(jīng)典CDK合作誘導(dǎo)增殖。 過表達(dá)p38γ可以挽救CDK1/2缺失后引起的Rb磷酸化降低,二者協(xié)同 第四步，因為p38γ可以調(diào)控肝細(xì)胞的增殖，而且已知CDK1敲除可以預(yù)防肝臟腫瘤發(fā)生，那么 p38γ 是否可以促進(jìn)肝癌的發(fā)生？通過p38γ染色（a）、肝癌標(biāo)志物（b）、生存（c）、原位敲除p38γ（d）等實驗，表明p38γ可能參與人類肝臟腫瘤的發(fā)展。  p38γ促進(jìn)人肝癌的發(fā)展第五步，p38γ失活或敲除是否可以降低肝癌的發(fā)生？ 選擇抑制劑吡非尼酮（pirfenidone），它可以抑制p38γ而不影響CDK2活性。抑制p38γ后，結(jié)果表明野生型小鼠中的肝DNA合成減少。吡非尼酮減少了DEN處理的小鼠肝臟腫瘤的數(shù)量和大小，并改善了它們的存活率，并且沒有明顯的繼發(fā)效應(yīng)。而且，在吡非尼酮處理后的小鼠中，不再有磷酸化-Rb的表達(dá)。以上數(shù)據(jù)表明，抑制p38γ的活性可以免受肝癌的形成。  吡非尼酮抑制p38γ活性，免受DEN誘導(dǎo)的肝癌形成 最后的總結(jié)
參考文獻(xiàn) p38γ is essential for cell cycle progression and liver tumorigenesis. https:///10.1038/s41586-019-1112-8 |
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