磷酸酶及张力蛋白同源物(PTEN)基因，又名多种晚期癌突变(MMAC1) 基因，是一种经典的肿瘤抑制基因，被视为p53后最重要的抑癌基因。自1997年被3个独立的研究团队发现后，几十年来，对其的研究持续不断，人们发现在多种人类肿瘤中存在PTEN的缺失或突变。肝细胞肝癌(HCC)在人类常见的恶性肿瘤中排第六位，在全球首要死亡原因中排第三位。现代医学研究结果表明，HCC是一种多基因、多途径的复杂过程。其中，原癌基因的激活及抑癌基因的失活起到了关键性作用。
一、 PTEN的结构和功能PTEN最初被认定为一种肿瘤抑制基因，位于染色体10q23，含9个外显子和8个内含子，mRNA长度为5.5 kb。PTEN蛋白的主要结构功能区位于N端, 有1 209个核苷酸编码403个氨基酸组成一条多肽链。它的氨基酸序列与蛋白酪氨酸磷酸酶和丝氨酸/苏氨酸磷酸酶催化区结构域高度同源。往往在脑、乳腺、前列腺肿瘤中丢失[1]。迄今为止，在OSMIC肿瘤数据库中列举了28种不同肿瘤类型中共超过2 700个变异。在TCGA中列举了27种不同肿瘤类型中共超过1 120个变异[2]。
PTEN是一种双特异性蛋白和脂质磷酸酶，它的主要底物是第二信使PIP3，PIP3被水解成PIP2。PIP3能够引发膜蛋白聚集和AKT活化，PTEN通过阻止依赖PIP3的途径抑制PI3K信号通路，从而抑制细胞的生存、生长和增殖。因而，在肿瘤的发展中PTEN是一个关键的节点。
越来越多的证据表明，PTEN也有与许多不依赖PIP3的其他功能。PTEN抑制细胞迁移的关键在于PTEN蛋白的磷酸化活性。在神经胶质瘤细胞中已表明，PTEN蛋白磷酸化会抑制细胞迁移。此外也有证据表明，PTEN磷酸活化也许会通过抑制SRC家族激酶调节胶质瘤细胞的迁移。也有报道称PTEN将局部黏膜激酶去磷酸化，会减少细胞迁移以及转变为成纤维细胞。
PTEN也有核功能，协作参与维持基因组稳定性、修复DNA、控制着基因的重组和促进依赖泛素蛋白降解的PLK1、AURK的癌基因蛋白[3]。多种蛋白影响PTEN的核定位，从而影响PTEN在核内的作用以及稳定基因的能力[4]。
除了蛋白调节，许多研究表明，PTEN通过启动子的甲基化出现下调，在乳腺癌、肺癌、子宫内膜癌、卵巢癌、胃癌、肝癌、脑肿瘤中均有报道。也有证据表明，通过一些微小RNA(miRNA)及非编码RNA的表达，PTEN会被沉默[3]。这些情况十分关键，因为这一直是在表明，PTEN含量的变化对肿瘤的易感性有着显著的影响[5-6]。
二、 PTEN在HCC中的表达以及对于肿瘤迁移、预后的影响自PTEN被提出后，就有大量对于PTEN与HCC研究的报道。Horie等[7]发现PTEN在人类许多恶性肿瘤中出现突变，在HCC中几乎有一半患者出现PTEN的表达减少或缺失。用Cre-lo’xloP系统生成的PTEN无效的特异小鼠进行试验发现，在44周龄时47%的小鼠出现肝细胞腺瘤形成，在74~80周龄时100%出现肝细胞腺瘤形成，甚至66%的小鼠出现HCC细胞。Wan等[8]通过免疫组织化学(组化)的检测发现，在HCC组织中PTEN蛋白的阳性表达率明显低于相应的癌旁组织，甚至不表达。Lu等[9]通过对120例HCC组织及其癌旁组织和10例正常组织中PTEN表达情况的检测，发现120例HCC组织中12.5%阴性, 17.5%弱阳性及70%强阳性。与其对应的含淋巴结转移例数的百分率分别为80%(12/15)、57%(12/21) 及11%(9/84)。
Chen等[10]研究表示PTEN蛋白的减少，导致p-AKT、p-mTOR和基质金属蛋白酶-9(MMP-9) 的过表达，这与肿瘤分级与转移能力密切相关。与非HCC组织相比，HCC组织PTEN的mRNA明显下调，MMP-2、MMP-9的mRNA明显上调。PTEN、MMP-2和MMP-9的mRNA水平与肿瘤的分期以及转移情况密切相关。
Rahman等[11]发现PTEN蛋白表达低下的患者，门静脉分支侵犯、血清AFP水平异常升高的发生率均明显升高。此外，此类患者的肝功能分级中处于Child B级或Child C级显著多于Child A级。
Zhong等[12]研究表明，PTEN在有肿瘤家族遗传倾向的患者中的表达明显低于无家族遗传倾向的患者。经6个月、1年、2年观察，有家族遗传倾向的HCC患者的术后复发率明显高于无家族倾向的，术后生存时间明显低于无家族倾向的患者。PTEN缺乏可视为HCC根治术后的一个独立的危险因素。
Su等[13]检测了110例HCC样本以及与之相关的98例毗邻正常组织, 发现PTEN表达与CD133、CD90和EpCAM阳性表达呈负相关，p-AKT和p-mTOR表达与CD133、CD90和EpCAM表达呈显著正相关。通过单因素和多因素分析，高水平的AFP、PTEN表达缺失，CD133、p-AKT、p-mTOR及EpCAM的阳性表达，可作为HCC复发的预测因素，TNM分期、PTEN表达缺失和p-AKT、p-mTOR表达阳性，可作为生存时间的预测分析。
三、 PTEN在HCC治疗上的探索通过PTEN进行HCC治疗，现在并没有非常成熟的技术，但有不少的相关探索。
1、 腺病毒技术Liu等[14]通过腺病毒技术，进行直接利用病毒导入PTEN的方法，探索肿瘤的治疗。在特定条件下，将聚甘露糖聚合在腺病毒表面，形成聚甘露糖修饰的腺病毒(Man-Ad5-PTEN)，通过体外细胞实验以及H22小鼠实验，评估man-ad5-PTEN的体外细胞毒性和抗肿瘤活性，最终发现man-ad5-PTEN对正常细胞无明显抑制，能够选择性地只杀伤肿瘤细胞。
因为PTEN输送的原因，更多的研究在于间接增加PTEN的表达，从而达到治疗的目的。
2、 miRNA对PTEN的调控近年来，大量miRNA研究显示了对PTEN调控的另一途径。miRNA是内源性短单链RNA，主要通过与靶细胞mRNA的3’UTR发生部分互补，抑制靶基因功能蛋白质的翻译，施行转录性调控。miRNA-29a在乙型病毒性肝炎(乙肝)病毒X蛋白HBX的诱导下表达量增多, 下调PTEN表达量, 从而提升了HCC细胞的迁移率[15]。miRNA-21抑制PTEN和人类sulfatase-1在HCC细胞中的表达。miRNA-185过表达会减少PTEN DNA的甲基化，能增强PTEN的过表达，阻遏AKT磷酸化[16]。miRNA-519a、miRNA-367、miRNA-130b、miRNA-20a、miRNA-32、miRNA-93、miRNA-49、miRNA-492通过调控PTEN，介导PI3K/AKT通路，促进肿瘤生长。通过对于此类miRNA调控，可以间接增强PTEN的表达，从而达到治疗的目的[17-19]。
3、 中成药对PTEN的调控Shi等[20]利用扶正解毒汤进行BALB/c裸鼠实验，结果表明扶正解毒汤能延长生存时间，减少模型小鼠肝脏肿瘤转移。治疗HCC的中药扶正解毒汤部分机制可能是通过增强PTEN基因在肝脏中的表达。
Qian等[21]修改了苦参碱的结构，得到了一种新的苦参碱衍生物WM130 (C30N4H40SO5F)。经体外细胞实验及小鼠实验证实，经WM130治疗，p-EGFR、p-ERK、p-AKT蛋白的表达以及MMP-2和Bcl-2/Bax的比值均明显下调，而PTEN的表达在HCC细胞中明显增多。WM130静脉注射的剂量与治疗效果呈正相关。
4、 PI3K/PTEN/AKT/mTOR通路上的调控PTEN是PI3K/PTEN/AKT/mTOR的重要组成部分，最终的调控也是基于对通路的调控。现有的研究就mTOR抑制剂雷帕霉素对于HCC的治疗取得一定效果[22]。
四、 PTEN与PTEN-long新的一些研究发现了一种PTEN翻译变体，被命名为PTEN-long，它是PTEN的mRNA 5’启动子区的翻译变体，这个变体使原有翻译基础上在N端增加了173个氨基酸，且在进化上高度保守[23]。PTEN-long的表达高度依赖PTEN的表达，在实体肿瘤中已被证实，PTEN-long伴随着PTEN明显减少，但PTEN-long不是蛋白翻译后修饰产物，可能是PTEN蛋白选择性剪接产物。PTEN-long能够被分泌，并在血清及血浆中均能找到。PTEN-long较PTEN多出来的部分包含一种多聚精氨酸，与细胞膜上的多肽同源，因为这个结构，使PTEN-long不论在体内或体外均能够进入细胞，并且抑制PI3K信号通路。在已有的部分细胞实验及肿瘤小鼠相关实验上，已实现使用PTEN-long纯化蛋白治疗肿瘤[23-25]。
五、 小结与展望目前手术治疗是HCC首选的治疗方法。通过完整的清除肿瘤组织，达到治愈的目的。手术后予以一定的化学治疗，以减少术后复发的机会。但是手术治疗主要针对早期HCC患者。对于大量HCC晚期患者及术后复发患者，新的治疗方法是其延长生存时间，提高生活质量的迫切要求。
通常认为通过腺病毒将PTEN的cDNA重新引入有PTEN基因缺陷的患者体内，可以抑制因PI3K/AKT通路过于活跃导致的癌症。但是，越来越多的临床报道显示，腺病毒介导的基因治疗存在安全隐患，接受基因治疗的患者并没有像所期望的那样从癌症中康复，有相当一部分患者出现了由腺病毒导致的各类副作用包括新的癌症。单独地去看通路抑制，对于疾病的治疗可能过于狭隘。PI3K/PTEN/AKT/mTOR是可以抑制肿瘤，但是其他研究表明，PI3K/PTEN/AKT/mTOR通路的抑制会诱发免疫功能紊乱和衰老，这限制了通路抑制剂的实际应用。
PTEN的突变和缺失与HCC的发生密切相关，利用PTEN相关技术的治疗为HCC的治疗打开了一扇新的大门。虽然一些自然复合物能够间接引起PTEN的激活，但到目前为止仍然没有明确的有效的治疗药物能够直接激活PTEN的功能。长链非编码RNA的出现、假基因以及其他调控PTEN的表达的机制有可能提供新的治疗策略。一些研究发现PTEN蛋白能够被分泌并转运至细胞，这提供了PTEN蛋白作为直接进行治疗措施的可能性。PTEN-long作为PTEN的翻译变体，保留了PTEN的生物活性，同时N端增加的173个氨基酸，形成新的复合物，能够作为一个理想的药物输送系统，达到直接干预PTEN活性的目的。
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