常见的信号转导通路 

5 Ras2MAPK信号转导途径 5.1 Ras上游通路

Ras能被复杂的网络激活.首先,被磷酸化激活的受体 如PDGFR,EGFR直接结合生长因子受体结合蛋白(Grb2), 这些受体也可以间接结合并磷酸化含有src同源区2(SH2) 结构域的蛋白质(例如Shc,Syp)后,再激活Grb2.第二, Grb2的src同源区3(SH3)结构域与靶蛋白如mSos1, mSos2,C3G及发动蛋白(dynamin)结合.C3G与连接蛋白 Crk的SH3结构域结合后耦联酪氨酸磷酸化而激活Ras. Crk也能结合mSos1激活Ras.Grb2与激活的受体结合促 进鸟苷酸交换因子(Sos)蛋白定位在与Ras相邻的细胞膜 上.这样,Sos与Ras形成复合体,GTP取代GDP与Ras结 合后,Ras被激活,当GTP水解成GDP后Ras失活.Ras具 有内在GTPase活性,它的活性可被RasGAPs调节,因而 RasGAPs扮演Ras活性调节剂的角色.另外,Ras失活也受 到高度调节.目前,有三种蛋白质能水解GTP使Ras失活, 它们分别是P120GAP,neurofibromin和GAP1m,统称为 RasGAPs. 5.2 Ras下游通路

5.2.1 Ras/Raf通路 至今,Ras/Raf通路是最明确的信号 转导通路.当GTP取代GDP与Ras结合,Ras被激活后, 再激活丝苏氨酸激酶级联放大效应,招集细胞浆内Raf1丝 苏氨酸激酶至细胞膜上,Raf激酶磷酸化MAPK激酶 (MAPKK),MAPKK激活MAPK.MAPK被激活后,转至 细胞核内,直接激活转录因子.另外,MAPK刺激Fos,Jun 转录因子形成转录因子AP1,该因子与myc基因旁的特异 的DNA序列结合,从而启动转录.myc基因产物也是转录 因子,它能激活其他基因.最终,这些信号集中起来诱导D 型Cyclin的表达和活性.D型Cyclin与Cyclin依赖性激酶 (如CDK4和CDK6)形成复合体,该复合体的形成促使细胞 从G1期进入S期.因此,Ras/Raf通路在受体信号和G1期 进展之间起着关键作用.然而,Ras/Raf通路不是调控G1 期进展的惟一通路.Ras与Raf单独结合不能促进Raf激 酶活性,同时,Raf能被不依赖Ras的机制所激活(例如能被 Src酪氨酸激酶和PKC所激活),MAPK也能被不依赖Ras 机制(如通过调节整合素的活性)所激活.表明级联反应每 一个信号蛋白质都能被多个上游蛋白质所激活,而它们也可 能有另外的靶蛋白.另一个重要的Ras通路效应物是Cyc2

lin依赖性激酶抑制剂P21Waf1/cip1,它被Ras所诱导,抑制 Cdk2CyclinE和Cdk2CyclinA复合体的活性,从而阻断DNA 的合成.

5.2.2 Rho/Rac通路 Rho家族蛋白质是小G蛋白的Ras 超家族成员,其氨基酸序列大约有30%与Ras蛋白相同,三 个主要的Rho蛋白是Cdc42,Rho,Rac.Cdc42刺激Rac, Rac接下来刺激Rho.然而,这个直线模型对于精确的信号 转导通路来说过于简单,因为有证据显示交叉联系存在,例 如Cdc42不通过Rac能影响Rho的活性.下游靶点Rho激 酶α的激活,导致肌动蛋白的重新构建和P21激活的丝苏氨 基酸激酶参与应力纤维的分解.最后Rac和Cdc42利用 MAPK传递信号至核内,Rho通过刺激Src和fos启动子达 到转录调节的作用.另外,Rac和Cdc42激活JunN端激 酶,该酶结合Jun,EIk1和ATF2等转录因子,这就是Rho 在细胞癌变过程中起重要作用的可能机制.另一个重要

Rho下游靶点是P21Waf1/cip1.Rho抑制P21Waf1/cip1诱导,有利 于Ras驱动细胞进入S期[10],P21Waf1/cip1阴性细胞不需要

Rho进行Ras激活的DNA合成,降低了通过诱导P21Waf1/cip1 在Ras转化过程中的重要性. Ras2MAPK信号途径与肿瘤的关系

肿瘤发生与调控细胞增殖的信号发生异常有关.一些肿瘤病人生长因子或其受体的表达或功能出现异常,如卵巢癌病人血清中EGF和胰岛素样生长因子含量升高;EGF增高影响细胞间连接,促进细胞转移和浸润[11].临床资料表明,酪氨酸蛋白激酶受体过表达与肿瘤相关,ErbB22在乳癌病人中30%过表达;起源于上皮的肺癌,乳癌等EGFR过表达,并与高转移率,低生存率以及差的预后相关,通过降低EGFR表达可抑制EGFR过表达的卵巢癌细胞的增殖[12].肿瘤细胞ras基因突变率大约为25%,而胰腺癌和结肠癌分别达到85%和40%.ras癌基因主要以点突变和基因扩增方式存在,突变位点在第11,12,13,18,59,61密码子,是Ras蛋白和GAP的作用位点,由于突变,抑制了Ras内在的GTP酶活性,突变的Ras锁定在持续激活的Ras2GTP状态,引起细胞的恶性转化.raf癌基因与人类肿瘤关系密切,

很少突变,但Raf持续活化,可导致细胞恶性转化;在小细胞肺癌病人的组织标本中,Raf在mRNA和蛋白水平均过表达,活性增高.

在肿瘤治疗的研究中,可从以下几方面阻断Ras2

MAPK信号转导途径:①酪氨酸蛋白激酶抑制剂,如Radici2 col抑制V2Ha2ras转化的NIH3T3细胞的MAPK活性,使 细胞表型逆转;新研究的酪氨酸蛋白激酶抑制剂能双重作用 ErbB22和EGFR[13],广泛抑制ErbB22或(和)EGFR过表达 的肿瘤生长.②抑制Ras法尼基化:法尼基转移酶抑制剂 (FTIs)是目前研究的分子水平抗癌药,抑制ras翻译后修 饰,已有多种FTIs用于动物模型和临床前期实验,有明显的 抗肿瘤作用,如SCH66336对表达高水平H2Ras2GTP和ras 是否突变的肿瘤都有生长抑制作用,已进入临床试验[14]. ③反义核苷酸技术:C2H2ras反义RNA质粒降低人胃癌

BGC2823细胞的H2ras表达并抑制细胞生长和部分恶性表 型逆转;Raf21反义DNA抑制人白血病细胞的增殖.④其 他:针对受体酪氨酸激酶与底物作用的SH2区或SH3区设 计多肽,在体外实验抑制酶和底物结合.