周震沧 袁钟
（遵义医学院附属医院，贵州 遵义 563000）
【摘要】随着肿瘤发病学研究的深入，丝/苏氨酸蛋白激酶pim-3越来越受关注。Pim-3作为Pim家族的新成员,与Pim-1、Pim-2相似能磷酸化众多特异性底物, 在细胞周期和细胞凋亡进程中起重要调控作用。随着对Pim-3作用机制的深入研究，将有助于为临床上众多疾病治疗提供一个新的作用靶点。
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关键词 Pim-3；基因；细胞凋亡；肿瘤
Pim家族为编码丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶（serine/threonine-protein kinase，AKT）的原癌基因。最早为Allen JD等在进行莫洛尼小鼠白血病病毒（moloney murine leukemia virus，MMLV）的前病毒整合过程中被发现而命名，后被证实Pim 激酶家族是一组钙/钙调蛋白调节激酶（calcium/calmodulin-regulatede kinase，CAMP）家族。Pim-3作为Pim家族的新成员,首次在鼠嗜铬细胞瘤PC12细胞中作为去极化诱导基因KID-1被证实，KID-1基因与原癌基因Pim-1和Pim-2序列高度一致, 其与p im-1的序列相似性为57.1% ,与pim-2的序列相似性为44% ，因此被命名为Pim-3，分别在细胞增殖、分化、凋亡中发挥着重要的调控作用。但是, 目前对pim-3的研究尚不完善, 它在体内外的功能大部分还未阐明。
1 Pim-3的生化结构
Pim基因转录mRNA由6个外显子和富含G和C的5’UTR、包含5个重复AUUA基序的3’-UTR编码，37-UTR富含A和u序列的基序是其mRNA不稳定的主要因素。Pim-3基因在人类位于染色体22q13，长为356 00 bp，逆转录产物由2392bp组成，其mRNA编码了含有326个氨基酸序列的开放读码框，相对分子质量约为35861，它的催化区覆盖了从第40-293位氨基酸区域,其中, 5′非翻译区G、C含量占82. 3% , 3′UTR包含了5个重复的ATTTA基序(motif)和8个重复的TATT基序，这类似于使mRNA不稳定的富含A和U序列的基序。在蛋白质水平上与大鼠或小鼠的序列相似性高达95%。Forshell等发现在鼠和人类Pim-3的核苷酸序列中包含两个保守的E-盒序列[1]。
Fujii et al 发现Pim-3 mRNA在人的心肌和骨骼肌中呈高表达; 相反, 在胸腺、结肠、小肠和肝脏的正常组织中不表达, 还证实了Pim-3蛋白在人肝细胞癌的癌旁组织、一部分癌组织及再生的胆管细胞中表达, 且在癌旁组织中表达较癌组织高。另外，在内皮细胞也发现pim-3的表达。
2 Pim-3的生物学特性
Fujii等研究认为pim-3可能被转录活化因子蛋白3(signal transducer and avtivator of transcription，STAT3)调控，Stat3能加速细胞周期循环和阻止细胞凋亡，研究表明Stat3可通过上调pim-3导致细胞过增殖。Beharry等发现pim-3对动物组织正常发育有着重要作用，推测pim-3可能是通过促进肿瘤蛋白质合成而促进其生长[2]。Forshell等发现pim-3在淋巴瘤可被与其中一个E-盒序列接壤的myc直接调节，是myc转录的靶基因，在myc过表达的淋巴瘤中检测到pim-3蛋白表达升高[1]。Popivanova等、Li等的研究证实，pim-3能使促凋亡蛋白Bad在112位丝氨酸残基磷酸化而阻止细胞凋亡导致肿瘤发生。亦有证据表明pim-3能自身发生磷酸化，但其作用机制还不明确。
目前研究说明pim-3可能主要通过以下途径发挥生物学作用：①激活Stat3信号调节细胞周期进程；②调节蛋白质合成；③调节myc的转录活动；④磷酸化凋亡蛋白Bad发送细胞生存信号；⑤自身发生磷酸化。
3 Pim-3的致肿瘤特性
大量研究显示，在人类，pim-3蛋白几乎不表达于内胚层衍生的器官如肝、胰腺、结肠及胃，但当这些器官发生恶变或癌前病变时，pim-3的表达明显增加。由此我们推测，pim-3可能介导该类肿瘤的发生与发展。
3.1 pim-3与淋巴瘤
Shirogane 等发现Pim-3可能被L-6-gp130介导的信号传导和转录活化因子蛋白3 ( STAT3)调控,并参与STAT3介导的抗凋亡进程,而STAT3信号能加速细胞周期进程、阻止细胞凋亡,它通过激活Pim-1和c-myc共同作用,导致淋巴瘤的生成。Forshell等认为c-myc可激活靶基因Pim-3的转录，导致细胞生长和分化改变，以促进B淋巴细胞继续生长和增生，一旦增生与凋亡失去平衡即可导致淋巴系统肿瘤发生。
3.2 pim-3与肝癌
Fujii等发现与肝癌发生相关的24种表达上调和19种表达下调的基因,其中pim-3基因表达是增高的。随后又进一步证实了Pim-3蛋白在人肝细胞癌的癌旁组织、一部分癌组织及再生的胆管细胞中表达,且在癌旁组织中表达较癌组织高。如果干扰pim-3基因表达，使之沉默或表达下调, 则可抑制肝癌细胞的增殖，并诱导其凋亡。wu等发现与野生型的小鼠相比，采用二乙基亚硝氨处理Pim-3 的转基因小鼠，在早期便引起肝细胞增殖并诱导其大量癌变[3]。
3.3 Pim-3与胰腺癌
Li等用免疫荧光法发现Pim-3蛋自在胰腺癌患者的腺上皮中高度表达，另外通过Pim-3的小发夹RNA(shRNA)结构再转染胰腺癌细胞系PCI35和PCI55，发现细胞增殖下降且凋亡增加。同时还检测了PCI35、PCI55细胞系中Pim-3与Bad蛋白之间的关系，发现Pim-3能使Bad在丝氨酸 112位点发生磷酸化，使Bad蛋白与14-3-3蛋白结合从而阻止肿瘤细胞凋亡。而Li等的最近一项关于转录因子Ets-1在胰腺癌细胞与Pim-3的表达研究再次证明了上述观点,并认为Ets-1可使Pim-3表达作用增强进而加强其抗凋亡作用。董贇等应用组织芯片和免疫组化的方法，Pim-3蛋白在胰腺导管的腺管样上皮细胞胞质内呈阳性表达，其阳性率明显高于癌旁组织及非癌胰腺组织。
3.4 Pim-3的其它作用
Pop ivanova、简捷等人认为Pim-3基因编码的蛋白可能通过使部分凋亡分子的失活从而阻碍癌细胞的凋亡,促进直结肠肿瘤的形成。胡志方等研究发现Pim-3 在胃癌组织中的表达明显高于正常胃黏膜组织，且与淋巴结转移和静脉转移密切相关。Zheng等发现Pim-3可能是细胞对生长因子发生反应的早期基因，即可能在肿瘤早期阶段起作用，在肿瘤期基因稳定性降低，使蛋白表达下降。赵辉等应用原位杂交和免疫组织化学法检测了食管鳞癌组织中Pim-3 mRNA及蛋白的表达, 初步证明了Pim-3的高表达可能是导致食管鳞癌发生发展的作用机制之一。刘丹等发现Pim-3在心肌细胞急性缺氧/复氧(A/R)组织中表达明显升高，由此预测Pim-3在细胞水平参与心肌APC保护作用。王旭东等在重型颅脑损伤后大鼠脑组织中发现Pim-3 蛋白水平、细胞凋亡水平均明显升高，并在伤后24h达到高峰，7d后开始下降，由此推测Pim-3 可能在颅脑损伤后细胞凋亡中起重要作用[4]。李龙标等应用逆转录-聚合酶链反应及免疫组化检测发现Pim-3可能在角膜上皮增殖及生存中起重要调控作用。
4 结语
越来越多研究证实，Pim-3可能在人类某些肿瘤及其它疾病的发生或发展过程中起重要作用，但能否作为临床上疾病干预性治疗的作用靶点仍需进一步研究。
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参考文献
［1］Forshell LP，Li Y，Forshell TZ，et a1．The direct myc target Pim-3 cooperates with other Pim kinases in supporting viability of myc—induced B—cell lymphomas．[J]．Oncotarget，2011，2(6)：448-460．
［2］Beharry Z，Mabajan S，Zemskova M，et a1．The Pim protein kinases．regulate energy metabolism and cell growth[J]．Proc Nat Acad sci USA，2011，108(2)：528-533．
［3］Wu Y，Wang YY，Nakamoto Y，et a1．Accelerated hepatocellular carcinoma development in mice expressing the Pim-3 transgene selectively in the liver[J]．Oncogene，2010，29(15)：2228-2237．
［4］王旭东，戴如飞，黄广苏，李明，韩大贺.重型颅脑损伤后Pim-3的表达与细胞凋亡关系的研究[J].中国医药科学，2011,1（23）：1870-1871.
［责任编辑：薛俊歌］