综述:靶向PP2A治疗癌症:一个被低估的选择

时间:2025年10月28日
来源:Journal of Experimental & Clinical Cancer Research

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本综述系统阐述了蛋白磷酸酶2A(PP2A)在癌症中的双重角色,既可作为肿瘤抑制因子,又在特定条件下促进肿瘤发生。文章深入探讨了PP2A异源三聚体全酶的精密调控机制、在多种癌症中的失调方式(如突变、翻译后修饰、内源性抑制剂表达失衡),并重点评述了通过小分子药物(如FTY720、LB-100)恢复或抑制PP2A活性作为新兴癌症治疗策略的潜力与挑战,为开发靶向PP2A的精准疗法提供了重要见解。

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靶向PP2A在癌症治疗中的潜力
蛋白磷酸酶2A(PP2A)是细胞内一种关键的丝氨酸/苏氨酸磷酸酶,负责调控超过300种底物的去磷酸化,从而广泛影响包括PI3K/AKT、mTOR、WNT、RAS/MAPK和JAK/STAT在内的多条信号通路。这些通路在癌症中频繁失调,使得PP2A成为维持细胞稳态的核心调控者。尽管PP2A因其在肿瘤中频繁的功能缺失而被普遍认为是肿瘤抑制因子,但其生物学作用具有高度的情境依赖性,在不同癌症类型和阶段中表现各异。
PP2A的结构与调控
PP2A的活性形式是由三个基本亚基组成的异源三聚体全酶。其核心酶包括一个65 kDa的支架蛋白(PP2A-A亚基或PR65)和一个36 kDa的催化亚基(PP2A-C亚基)。这个核心酶与一个可变的调节性B亚基(PP2A-B)结合,形成功能完整的全酶。
A和C亚基在哺乳动物中高度保守,各有两种形式(α和β)。与A、C亚基不同,PP2A-B亚基存在四个亚家族,由15个基因编码,产生至少26种不同的转录本和剪接变体,从而允许超过90种不同的全酶组合。这种结构多样性构成了其底物和情境特异性的基础,使得PP2A能够使用有限且高效的模块化系统,选择性识别和去磷酸化不同生理环境中的大量靶蛋白。
PP2A在癌症中的失调机制
PP2A的失调是癌症发展的关键驱动因素,通常源于拷贝数变异(CNV)、调节蛋白(如SET和CIP2A)失衡或翻译后修饰(PTM),而非反复出现的热点突变。这些改变通常涉及PP2A调节因子和特定调节性B亚基表达的 altered,而催化(C)和支架(A)亚基受影响频率较低。
例如,在脑肿瘤胶质母细胞瘤(GBM)的神经胶质细胞中,已报道调节亚基PPP2R2C(B55γ)的下调或缺失。PPP2R2C在健康脑组织中高表达,其表达水平与恶性肿瘤分期呈负相关。在神经母细胞瘤和转移性结直肠癌(CRC)中,PP2A失调主要归因于内源性PP2A抑制剂CIP2A和SET水平的升高。在黑色素瘤中,B56α调节亚基的下调会影响c-MYC癌蛋白的稳定性和积累,增强其活性并抑制癌基因诱导的衰老。
在PP2A亚基中,A亚基的旁系同源物在多种癌症类型中突变频率最高。这些突变主要是反复出现的、致病性的,并且经常发生在A和B亚基结合位点的界面。值得注意的是,PPP2R1A(编码Aα亚基)的突变已在多种癌症中发现,包括子宫浆液性癌(USC)和子宫癌肉瘤(UCS)。
PP2A作为治疗靶点的策略
针对PP2A调控的治疗策略主要分为两大类:PP2A激活/功能恢复和PP2A抑制。
PP2A激活与功能恢复
在许多癌症中,特别是在由激酶信号过度活化驱动的癌症中,如非小细胞肺癌(NSCLC)、卵巢癌(SOC)、急性髓系白血病(AML)和乳腺癌,PP2A主要发挥肿瘤抑制功能。在这种情况下,恢复PP2A活性可以重建其作为控制致癌信号的关键调控机制。
FTY720(芬戈莫德)是一种PP2A激活剂,旨在在PP2A活性被抑制的癌症类型中恢复其功能。例如,FTY720在多发性骨髓瘤中激活PP2A,导致AMP活化蛋白激酶(AMPK)α亚基去磷酸化,从而减少磷酸化eEF2的表达,最终引发骨髓瘤细胞死亡。另一种激活剂DT-061可稳定完全组装的B56α-PP2A全酶,使其保持活性状态。在KRAS突变型肺癌中,DT-061与MEK抑制剂AZD6244联合使用显示出协同活性。
PP2A抑制作为治疗策略
尽管PP2A通常被视为肿瘤抑制因子,但在某些情况下,其抑制也可能产生治疗效益。最有望的PP2A抑制剂之一是LB-100,一种合成小分子。临床前研究表明,LB-100介导的PP2A抑制可通过激活mTORC1通路增强CAR-T细胞在GBM中的疗效。在膀胱癌中,LB-100以剂量依赖的方式阻断PP2A活性,促进磷酸化p21的积累,后者随后被靶向用于蛋白酶体降解,从而促进细胞周期进程并增强肿瘤对细胞毒性疗法的敏感性。
PP2A调节亚基PPP2R2C(B55γ)的特殊意义
PPP2R2C编码B55γ蛋白,其表达具有高度的组织特异性,主要集中在大脑区域,如大脑皮层和基底节。这种特异性使其成为有潜力的肿瘤靶点。在GBM中,PPP2R2C的表达下调以分期依赖的方式发生。研究表明,B55γ通过抑制mTOR/S6K通路发挥肿瘤抑制作用。此外,PPP2R2C的缺失与前列腺癌细胞增殖增加相关,特别是在对雄激素配体剥夺耐药的情况下,提示其在GBM和前列腺癌发生中均扮演抑制角色。
挑战与未来展望
开发PP2A调节剂作为治疗药物面临几个重大挑战,包括治疗复杂性、脱靶效应以及缺乏亚型选择性等问题。由于PP2A的多效性功能,调节其活性可能对细胞稳态产生广泛且有时不可预测的影响。例如,抑制或突变PP2A可能导致Akt和MAPK等激酶的持续活化,驱动肿瘤生长。相反,在神经退行性疾病中,过度的PP2A活性可能有害。
未来研究的重点应放在深入了解特定PP2A全酶复合物在不同癌症背景下的精确功能,以及其剪接变体的作用。利用基因编辑技术和类器官模型,结合多组学方法,将有助于阐明PP2A网络的复杂性。将PP2A调节剂与现有疗法(如免疫检查点抑制剂、靶向疗法)合理组合,是克服耐药性和提高疗效的关键方向。
总之,PP2A在癌症生物学中扮演着复杂而关键的角色。对其双重功能的深入理解,以及针对特定亚基或全酶复合物进行精准靶向的策略,为开发新一代癌症治疗方法开辟了充满希望的道路。随着研究的不断深入,靶向PP2A有望成为精准肿瘤学工具箱中的重要组成部分。

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