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【摘 要】p53正向細胞凋亡调控因子（PUMA）基因能诱导体外癌细胞凋亡，抑制肿瘤细胞的生长和集落形成，与消化系统肿瘤发生发展有相关性，PUMA基因表达水平高低与消化系统肿瘤的预后密切相关。
【关键词】 PUMA；消化；肿瘤；研究
【中图分类号】R473.26 【文献标识码】B 【文章编号】1004-7484（2014）04-2122-01
1 PUMA基因
P53正向细胞凋亡调控因子（p53 up-regulated modulator of apotosis，PUMA）。基因定位在染色体19q13.3-q13.4，其cDNA全长1900bp，含有四个转录本（-α，-β，-γ，-δ），该基因具有4个外显子（la或lb、2、3、4），编码序列富含GC碱基，PUMA -β含量较高，PUMA 蛋白有1个由9个氨基酸组成的Bcl-2同源结构域 3（ BH3） ，分子生物学研究BH3结构域属于BCL-2蛋白家族，BCL-2蛋白家族参与了肿瘤细胞的凋亡，BH3功能区可以形成一个双性 α 螺旋结构，BH3结构域和线粒体C末端的定位序列共同决定着PUMA基因的促凋亡活性， C 端含有一个疏水功能区，该功能区可以指导 PUMA 基因在线粒体的定位。puma-γ和puma-δ两个剪接体缺少BH3结构域，不具有诱导凋亡功能。
2 PUMA在消化系统肿瘤的表达
有研究报道1本研究发现PUMA四种剪接体在正常组织、胃癌癌旁组织中均有表达，在胃癌组织中PUMA-α， PUMA-β表达基本缺失， PUMA -γ， PUMA-δ有表达，但是PUMA -γ， PUMA-δ在癌旁组织的表达水平高于在胃癌组织，
有学者研究PUMA基因在结直肠癌中的表达2，研究发现PUMA基因结直肠癌腺瘤、正常粘膜均有表达，PUMA基因在结肠癌中的表达明显低于腺瘤和正常组织。PUMA基因的表达随着肿瘤体积的增大，表达降低，PUMA基因在腺瘤组织中表达明显低于正常粘膜，PUMA基因在结肠癌组织中较低与在腺瘤组织中，初步表明PUMA基因表达水平下降参与了结直肠癌发生过程；PUMA基因的表达与肿瘤的大小相关，与结直肠癌其它临床病理参数无明显相关性。分子生物学研究发现PUMA基因在胰腺癌表达缺失，与胰腺癌的分期和分化程度无明显相关。结合临床研究发现肝外胆管癌组织 PUMA 蛋白的表达低于癌旁组织，肿瘤组织中存在的PUMA 基因突变3。PUMA 蛋白的表达与肿瘤大小、分化程度及淋巴结转移情况相关，与患者性别、年龄及肿瘤发生部位无关。
3 PUMA在肿瘤中的研究机制
肿瘤的发生发展涉及到多种类型基因、多阶段的异常改变，消化系统肿瘤的发病机理非常复杂，涉及促癌基因和抑癌基因表达失衡。有学者研究认为PUMA基因是p53下游的靶基因， 在p53基因诱导凋亡途径起到关键作用.发生机制可能是 PUMA上游启动子序列中含有p53结合位点， 一旦接受凋亡信号刺激， p53可以直接与靶位点结合， 促进PUMA基因的表达.PUMA以P53依赖性和非P53依赖性两条通路诱导凋亡。PUMA基因还可能通过BH3结构域与Bcl-2、Bcl-xL蛋白结合，在催化剂蛋白协同作用下可有效的增强线粒体外膜通透性。也有研究认为与线粒体膜上的Bcl-2/Bcl-x结合解除其对Bax/Bak的抑制作用，改变膜通道蛋白，使构象结构改变，转位发生变化，促进细胞的凋亡。
PUMA 是肿瘤坏死因子 α（ tumor necrosis factor-alpha，TNF-α） 诱导肿瘤细胞凋亡的重要介质4，研究发现 TNF-α 通过 NF-κB 的 p65 成分调节 PUMA 启动子的 κB 位点，使 PUMA 在 mRNA和蛋白质表达水平增高，机制可能通过PUMA 基因竞争性结合 BCL-XL， 置换BAX并激活，使 BAX 从胞浆转移到线粒体，结合线粒体膜。导致线粒体膜通透性增强，诱导下游 Caspase 级联反应，促进细胞凋亡。
4 PUMA与肿瘤治疗的研究展望
近年来由于分子生物学技术的飞速发展，研究发现肿瘤等多种疾病与基因变异或表达异常密切相关。因此理想的治疗手段是在基因水平进行治疗。基因治疗是以基因转移为基础，将某种遗传物质导入患者细胞类，使其在体内表达并发挥作用，基因治疗导入的遗传物质可以是与缺陷基因相对的、在体内表达具有特异功能蛋白的同源基因达到治疗的目的。
张宇雯等5采用脂质体介导外源性PUMA基因转染胃癌SGC-7901细胞，通过分析细胞周期发现细胞周期阻滞在G0/G1期，外源性PUMA表达可抑制胃癌细胞系的增殖，促进其凋亡6。有研究发现奥沙利铂在诱导结肠癌细胞凋亡实验过程中， PUMA 蛋白表达依赖，转染反义 PUMA 基因质粒抑制 PUMA 表达，奥沙利铂诱导结肠癌细胞凋亡的能力减弱。充分说明PUMA 可以增强奥沙利铂对结肠癌细胞的敏感性，有利于提高化疗的疗效。
5结语
综上所述，通过对PUMA基因的研究发现PUMA基因在消化道肿瘤细胞中的表达失衡，PUMA参与了细胞凋亡过程，但是在PUMA的调控机制、作用机理及等方面还需要进一步深入研究。大量不同样本的选择，不同肿瘤细胞的研究，动物模型的进一步建立等仍需要大量工作，在肿瘤治疗中的应用方面，研究表明PUMA表达增加可提高肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，PUMA 表达减少或缺失可提高细胞抵抗辐射的能力，有关作用机理还需深入研究。随着分子生物学水平，基因水平的多方面深入研究，PUMA基因治疗会有新进展，为临床治疗消化道肿瘤开辟新的思路。
参考文献
[1] Jansson A， Arbman G， Sun XF. mRNA and protein expression of PUMA in sporadic colorectal cancer. Oncol Rep 2004；12：1245-1249
[2] Yu J，Yue W，Wu B，etal.PUMA sensitizes lung cancer cells to chemotherapeutic agents and irradiation .Clin Cancer Res，2006，12（9）：2928-2936.
[3] 陈鑫，张尤利，乌慧玲，等，PUMA基因在胃癌组织及细胞的表达[J].世界华人消化杂志，2010，18（12）：1227-1231.
[4] 张克君，李德春，朱东明，等，PUMA蛋白在胰腺癌中的表达及临床意义[J].世界华人消化杂志，2008，16（5）：488-492.
[5] 张宇雯等.PUMA基因转染对胃癌细胞SGC-7901细胞的促凋亡作用及机制.中国肿瘤，2008，17：137-141.
[6] Hershko T， Ginsterg D.UP-regulation of BH3一only Proteins by E2F1 Mediates apoptosis .J Biol Chem，2004，279（10）：8627-8634.
【关键词】 PUMA；消化；肿瘤；研究
【中图分类号】R473.26 【文献标识码】B 【文章编号】1004-7484（2014）04-2122-01
1 PUMA基因
P53正向细胞凋亡调控因子（p53 up-regulated modulator of apotosis，PUMA）。基因定位在染色体19q13.3-q13.4，其cDNA全长1900bp，含有四个转录本（-α，-β，-γ，-δ），该基因具有4个外显子（la或lb、2、3、4），编码序列富含GC碱基，PUMA -β含量较高，PUMA 蛋白有1个由9个氨基酸组成的Bcl-2同源结构域 3（ BH3） ，分子生物学研究BH3结构域属于BCL-2蛋白家族，BCL-2蛋白家族参与了肿瘤细胞的凋亡，BH3功能区可以形成一个双性 α 螺旋结构，BH3结构域和线粒体C末端的定位序列共同决定着PUMA基因的促凋亡活性， C 端含有一个疏水功能区，该功能区可以指导 PUMA 基因在线粒体的定位。puma-γ和puma-δ两个剪接体缺少BH3结构域，不具有诱导凋亡功能。
2 PUMA在消化系统肿瘤的表达
有研究报道1本研究发现PUMA四种剪接体在正常组织、胃癌癌旁组织中均有表达，在胃癌组织中PUMA-α， PUMA-β表达基本缺失， PUMA -γ， PUMA-δ有表达，但是PUMA -γ， PUMA-δ在癌旁组织的表达水平高于在胃癌组织，
有学者研究PUMA基因在结直肠癌中的表达2，研究发现PUMA基因结直肠癌腺瘤、正常粘膜均有表达，PUMA基因在结肠癌中的表达明显低于腺瘤和正常组织。PUMA基因的表达随着肿瘤体积的增大，表达降低，PUMA基因在腺瘤组织中表达明显低于正常粘膜，PUMA基因在结肠癌组织中较低与在腺瘤组织中，初步表明PUMA基因表达水平下降参与了结直肠癌发生过程；PUMA基因的表达与肿瘤的大小相关，与结直肠癌其它临床病理参数无明显相关性。分子生物学研究发现PUMA基因在胰腺癌表达缺失，与胰腺癌的分期和分化程度无明显相关。结合临床研究发现肝外胆管癌组织 PUMA 蛋白的表达低于癌旁组织，肿瘤组织中存在的PUMA 基因突变3。PUMA 蛋白的表达与肿瘤大小、分化程度及淋巴结转移情况相关，与患者性别、年龄及肿瘤发生部位无关。
3 PUMA在肿瘤中的研究机制
肿瘤的发生发展涉及到多种类型基因、多阶段的异常改变，消化系统肿瘤的发病机理非常复杂，涉及促癌基因和抑癌基因表达失衡。有学者研究认为PUMA基因是p53下游的靶基因， 在p53基因诱导凋亡途径起到关键作用.发生机制可能是 PUMA上游启动子序列中含有p53结合位点， 一旦接受凋亡信号刺激， p53可以直接与靶位点结合， 促进PUMA基因的表达.PUMA以P53依赖性和非P53依赖性两条通路诱导凋亡。PUMA基因还可能通过BH3结构域与Bcl-2、Bcl-xL蛋白结合，在催化剂蛋白协同作用下可有效的增强线粒体外膜通透性。也有研究认为与线粒体膜上的Bcl-2/Bcl-x结合解除其对Bax/Bak的抑制作用，改变膜通道蛋白，使构象结构改变，转位发生变化，促进细胞的凋亡。
PUMA 是肿瘤坏死因子 α（ tumor necrosis factor-alpha，TNF-α） 诱导肿瘤细胞凋亡的重要介质4，研究发现 TNF-α 通过 NF-κB 的 p65 成分调节 PUMA 启动子的 κB 位点，使 PUMA 在 mRNA和蛋白质表达水平增高，机制可能通过PUMA 基因竞争性结合 BCL-XL， 置换BAX并激活，使 BAX 从胞浆转移到线粒体，结合线粒体膜。导致线粒体膜通透性增强，诱导下游 Caspase 级联反应，促进细胞凋亡。
4 PUMA与肿瘤治疗的研究展望
近年来由于分子生物学技术的飞速发展，研究发现肿瘤等多种疾病与基因变异或表达异常密切相关。因此理想的治疗手段是在基因水平进行治疗。基因治疗是以基因转移为基础，将某种遗传物质导入患者细胞类，使其在体内表达并发挥作用，基因治疗导入的遗传物质可以是与缺陷基因相对的、在体内表达具有特异功能蛋白的同源基因达到治疗的目的。
张宇雯等5采用脂质体介导外源性PUMA基因转染胃癌SGC-7901细胞，通过分析细胞周期发现细胞周期阻滞在G0/G1期，外源性PUMA表达可抑制胃癌细胞系的增殖，促进其凋亡6。有研究发现奥沙利铂在诱导结肠癌细胞凋亡实验过程中， PUMA 蛋白表达依赖，转染反义 PUMA 基因质粒抑制 PUMA 表达，奥沙利铂诱导结肠癌细胞凋亡的能力减弱。充分说明PUMA 可以增强奥沙利铂对结肠癌细胞的敏感性，有利于提高化疗的疗效。
5结语
综上所述，通过对PUMA基因的研究发现PUMA基因在消化道肿瘤细胞中的表达失衡，PUMA参与了细胞凋亡过程，但是在PUMA的调控机制、作用机理及等方面还需要进一步深入研究。大量不同样本的选择，不同肿瘤细胞的研究，动物模型的进一步建立等仍需要大量工作，在肿瘤治疗中的应用方面，研究表明PUMA表达增加可提高肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，PUMA 表达减少或缺失可提高细胞抵抗辐射的能力，有关作用机理还需深入研究。随着分子生物学水平，基因水平的多方面深入研究，PUMA基因治疗会有新进展，为临床治疗消化道肿瘤开辟新的思路。
参考文献
[1] Jansson A， Arbman G， Sun XF. mRNA and protein expression of PUMA in sporadic colorectal cancer. Oncol Rep 2004；12：1245-1249
[2] Yu J，Yue W，Wu B，etal.PUMA sensitizes lung cancer cells to chemotherapeutic agents and irradiation .Clin Cancer Res，2006，12（9）：2928-2936.
[3] 陈鑫，张尤利，乌慧玲，等，PUMA基因在胃癌组织及细胞的表达[J].世界华人消化杂志，2010，18（12）：1227-1231.
[4] 张克君，李德春，朱东明，等，PUMA蛋白在胰腺癌中的表达及临床意义[J].世界华人消化杂志，2008，16（5）：488-492.
[5] 张宇雯等.PUMA基因转染对胃癌细胞SGC-7901细胞的促凋亡作用及机制.中国肿瘤，2008，17：137-141.
[6] Hershko T， Ginsterg D.UP-regulation of BH3一only Proteins by E2F1 Mediates apoptosis .J Biol Chem，2004，279（10）：8627-8634.