吴静，杨睿，刘树业△
蛋白激酶C抑制剂的研究新进展
吴静1，杨睿2，刘树业1△
摘要：蛋白激酶C（PKC）是一组磷脂依赖性的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，与蛋白激酶A（PKA）和蛋白激酶G （PKG）共同构成丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶AGC超家族。PKC包括传统型PKC、新型PKC、非典型PKC和与PKC相关的一些激酶（PRK）成员。PKC广泛分布于哺乳动物的组织和细胞中，对细胞的生长代谢、增殖分化等起着重要的生物学作用。研究表明，多种细胞的变异和疾病的发生发展都与PKC的异常表达有关。因此，设计和寻找高效的PKC抑制剂对于多种有效药物的合成和临床上包括肿瘤、心血管疾病、高血压等多种疾病的治疗都具有非常重要的意义。近年来，关于PKC抑制剂的研究已经成为国内外研究的焦点。大量文献报道了多种有效的PKC抑制剂，并对其作用位点、作用机制以及临床试验数据等进行了分析。这些PKC抑制剂的发现对于PKC的结构分析和疾病的治疗具有重要的意义。因此，本文对这些高效的PKC抑制剂进行综述。
关键词：蛋白激酶C；酶抑制剂；胰蛋白酶抑制剂；蛋白激酶抑制剂；肿瘤；综述
蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）是由Nishizaka等于1977年首次发现的一组磷脂依赖性的蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶，广泛分布于哺乳动物的器官、组织和细胞中，对细胞的代谢生长、增殖和分化起着重要的调节作用[1]。它与蛋白激酶A（cAMP- dependent protein kinase，PKA）和蛋白激酶G （cGMP-dependent protein kinase，PKG）共同构成丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶AGC（PKA、PKG和PKC）超家族。
PKC由单一多肽链组成，其结构由高度同源性的4个保守区（C1～C4）和低度同源性的5个可变区（V1～V5）组成，可变区在特定PKC同工酶亚型的识别和激活中起作用。因此，在不同的外界刺激下有不同的亚型被选择性地激活。迄今为止，根据同工酶的结构、特性及激活剂的不同将其分为4大类（12种亚型）：传统型PKC包括PKCα[2]、βⅠ、βⅡ、γ；新型PKC包括PKCδ、ε、η、θ和μ亚型；非典型PKC包括PKCζ 和ι（或λ）；3个PRK成员（PRK1～3）。正常情况下，PKC处于失活状态，当受到外界刺激时，PKC被激活。激活的PKC可使多种蛋白的丝氨酸、苏氨酸发生磷酸化，从而影响各种内、外分泌腺的分泌、神经递质的释放、细胞凋亡、心肌收缩和代谢途径调节等。
一系列研究表明，多种疾病的发生发展都与PKC的异常表达有关。比如在人乳腺癌[3]、结肠癌、肝癌细胞中存在着PKCα表达的明显增加；在甲状腺病变细胞[4]中发现PKCα、PKCβⅡ、PKCδ的异常表达；前列腺癌和结肠癌细胞[5]中PKCβ的表达增多，而膀胱癌中表达降低。此外，在高分化级别的膀胱癌[6]、前列腺癌和子宫内膜癌细胞中，PKCα的表达增加；反之，在低分化级别肿瘤和正常上皮细胞中PKCα表达明显减少。同时，PKC可以被某些促癌剂和佛波脂所激活，也可以被某些抗癌剂所抑制[1]。因此，开发新型强效的PKC抑制剂不仅有助于研究其生物疗效，而且对于重大疾病的治疗有着非常重要的意义。
近些年来，寻找新型特异性的PKC抑制剂已成为国内外研究关注的焦点。已有大量从植物、微生物以及动物的代谢物中分离提取出的PKC抑制剂或天然产物中的PKC抑制剂被发现。本文就近年来新发现的PKC抑制剂加以综述。
1 Enzastaurin（LY317615.HCl）
Enzastaurin（LY317615.HCl）是一种新型有效的口服PKC抑制剂[7]。Enzastaurin通过与三磷酸腺苷（ATP）竞争PKC的核苷酸三磷酸盐的结合位点，从而阻滞PKC的激活。Enzastaurin的主要靶标是PKCβ，除此之外，它也可以有效抑制其他PKC亚型[8]，包括PKCδ、PKCα、PKCγ、PKCε和磷酸酰肌醇3激酶/Akt/肝糖合酶激酶-3信号途径。Enzastau⁃rin主要是经过CYP3A代谢，产生的代谢产物和Enzastaurin具有相似作用，也是PKC抑制剂。尽管Enzastaurin最开始应用于抗血管增生的肿瘤治疗，近来的临床前研究证实它对于卵巢癌[9]、结肠癌（HCT116）、恶性胶质瘤（U87MG）、前列腺癌（PC-3）、皮肤T细胞淋巴瘤（HH，HuT-78）、白血病（K562 和MOLT-4）和非小细胞肺癌（HOP-92）等多种肿瘤细胞系均具有显着的抗肿瘤活性。Ⅰ期临床研究发现，患有进行性肺癌和头颈癌的肿瘤患者口服Enzastaurin后显示了较小的相关毒性，最常见的不良反应是疲劳和胃肠道反应（恶心呕吐、腹泻），临床上没有出现严重的3或4级毒性反应发生[10]。其他不良反应包括血小板减少、咳嗽、转氨酶升高、呼吸困难、外周性水肿和头昏眼花等。多中心的Ⅱ期临床研究也证实Enzastaurin对于治疗复发性弥漫性大B细胞性淋巴瘤（DLBCL）和滤泡性淋巴瘤具有很好的相容性，并可防止部分患者的病情进展[11]。Enzastaurin可以抑制多发性骨髓瘤（MM）细胞的PKC活化，从而抑制了多药耐药MM细胞的生长增殖、存活和迁移[12]。此外，Enzastaurin还可以协同增强紫杉醇[13]、阿霉素、硼替佐米、利妥昔单抗、氟达拉滨、地塞米松等的抗癌作用。
2 苔藓虫素
苔藓虫素是来自于海洋无脊椎动物苔藓虫类的一个大环内酯物，可以有效地结合PKC的调节区域。它的抗肿瘤作用归功于它与PKC的相互作用[14]。与佛波醇酯相似，苔藓虫素-1也是PKC活性的一个调节器，但它不是促肿瘤因子。苔藓虫素可以促进或抑制PKC的活性，取决于细胞背景和暴露的时间。短期暴露于苔藓虫素可以促进PKC活化，而长期暴露则显着抑制了PKC。临床前研究已经证实苔藓虫素对于固体肿瘤和血液病肿瘤细胞均具有显着抗肿瘤作用[15]。苔藓虫素的Ⅱ期临床研究证实在复发性多发性骨髓瘤患者和上皮卵巢癌患者中无显着不良反应[16]。Ⅰ期和Ⅱ期研究显示苔藓虫素对于急性白血病[17]、转移性肾癌[18]和惰性血液病肿瘤[19]均有疗效。此外，研究发现苔藓虫素与传统化疗药物合用（如三苯氧胺[20]、胞核嘧啶、氟达拉滨、紫杉醇等）治疗胰腺癌、白血病和卵巢癌细胞时具有显着的化疗增敏疗效。因此，苔藓虫素的多项临床前研究证实了它对多种肿瘤模型具有抗癌作用，然而其确切的抗癌机制仍不清楚，可能也包括PKC依赖性途径。
3 米哚妥林（PKC-412）
米哚妥林（PKC-412）是一种生物碱的星形孢菌素衍生物，是一个口服的多靶标的激酶抑制剂[21]。尽管米哚妥林最初的设计是抑制传统PKC和新型PKC亚型的活性，它同样也可以阻断血管内皮生长因子（VEGF）受体Flt-1和突变型Flt-3[22]、成纤维细胞生长因子受体FGFR1、突变型FGFR3以及Ⅲ型酪氨酸激酶的激活。多种临床前试验模型包括急性粒细胞性白血病、急性淋巴细胞性白血病、柱状细胞白血病、T细胞淋巴瘤和固体肿瘤等的研究已经证实了PKC-412具有明显的抗肿瘤作用[23]。此外，PKC-412对MM细胞系如RPMI8226、U266、NCI-929等也具有显着抗肿瘤活性。研究证实，PKC-412是JNK依赖性地通过c-Jun的上调和c-Fos的下调而发挥作用[24]。
4 Aprinocarsen（ISIS-3521，LY-9000003）
Aprinocarsen是一段含有20个碱基对的反义寡聚脱氧核甘酸，可以与PKCα基因的3′非翻译区互补结合，从而抑制PKCα的表达。研究证实，PKCα在多种肿瘤类型包括非小细胞肺癌（NSCLC）的发生和发展中都起到了重要作用，因此Aprinocarsen具有一定的抗癌意义[25]。研究证实，Aprinocars⁃en在进展性卵巢癌患者的临床试验中没有发生明显的不良反应[26]。此外，许多Ⅱ期和Ⅲ期临床试验正在研究Aprino⁃carsen联合其他化疗药物的抗癌疗效。
5 姜黄素
姜黄素来自于姜黄属植物的根茎。近年来临床数据证实姜黄素具有广泛的生物学效果[27]，包括抗氧化、抗炎、抗病毒和抗感染作用。最重要的是，姜黄素被证实具有抗血管增生和抗癌作用，在包括对结肠癌[28]、卵巢癌[29]和胰腺癌等多种肿瘤中都具有化疗增敏作用。此外，姜黄素在人MM细胞也具有抗肿瘤活性[30]。研究证实，姜黄素是通过与钙离子竞争结合PKC调节区从而抑制PKC信号途径来发挥生物学作用的[31]。一些Ⅱ期和Ⅲ期的临床试验正在研究姜黄素的抗癌疗效。
6 其他PKC抑制剂
三苯氧胺在雌激素受体（ER）阳性的乳腺癌细胞中一直被认为是通过抑制ER发挥抗癌作用，然而现在认为三苯氧胺也通过非ER介导机制发挥作用，包括通过抑制PKC的活性。研究发现，在ER表达阴性的乳腺癌细胞中，三苯氧胺是通过氧化应激来调节PKC的活性[32]。因此，在ER表达阴性的肿瘤，包括乳腺癌[33]、黑色素瘤、卵巢癌、神经胶质瘤[34]和肝细胞癌中，三苯氧胺依然具有抗癌活性作用。
Aplidin（plitidepsin）来自于地中海中有被膜的aplidium念珠菌，在胃癌、前列腺癌、膀胱癌和伯基特式淋巴瘤中显示出抗肿瘤的作用[35]。Aplidin通过诱导线粒体凋亡途径，抑制VEGF的分泌和下调Flt-1而发挥抗癌、抗血管生成的作用。Aplidin可以通过切割PKCδ来诱导MM细胞凋亡。目前Aplidin对复发性MM患者的临床试验还在进行中。
目前，寻找PKC抑制剂的研究已经取得了很大的进展，一些具有特异激酶抑制活性的化合物也逐渐被发现，如chel⁃erythrine、LY317615、PKCzI257.3[36]等。除此之外，许多天然化合物，包括抗氧化维生素A、C、E和白藜芦醇都可以调节PKC的活性。另外，胡萝卜素和类维生素A可以对抗强氧化剂对PKC的生物学作用。新型PKC抑制剂的发现对于进一步研究PKC的结构功能、筛选出更加高效的抑制剂，并进一步设计出抗癌、抗病毒、抗炎等疾病的制剂具有重要的临床意义。
参考文献
[1] ZhanghT, Zhang D, Zha ZG, et al.Transcriptional activation of PRMT5 by NF-Y is required for cell growth and negatively regulat⁃ed by the PKC/c-Fos signaling in prostate cancer cells[J].Biochim Biophys Acta, 2014, 1839(11):1330-1340.doi: 10.1016/j.bbagrm.2014.09.015.
[2]maillard L, Saito N,hlawatyh, et al.RANTES/CCL5mediated-bi⁃ological effects depend on the syndecan-4/PKCα signaling pathway [J].Biol Open, 2014, 3(10):995-1004.doi: 10.1242/bio.20148227.
[3] Kim S, Lee J, Lee SK, et al.Protein kinase C-α downregulates estro⁃gen receptor-α by suppressing c-Jun phosphorylation in estrogen receptor- positive breast cancer cells[J].Oncol Rep, 2014, 31(3): 1423-1428.doi: 10.3892/or.2013.2936.
[4] Knauf JA, Ward LS, Nikiforov YE, et al.Isozyme-specific abnormalities of PKC in thyroid cancer: evidence for post-transcriptional changes in PKC epsilon[J].J Clin Endocrinolmetab, 2002, 87(5):2150-2159.
[5] Graff JR,mcNulty AM,hanna KR, et al.The protein kinase Cbetaselective inhibitor, Enzastaurin (LY317615.HCl), suppresses signal⁃ing through the AKT pathway, induces apoptosis, and suppresses growth ofhuman colon cancer and glioblastoma xenografts[J].Can⁃cer Res, 2005, 65(16):7462-7469.
[6] Jiang Z, Kong C, Zhang Z, et al.Reduction of protein kinase C α (PKC-α) promote apoptosis via down-regulation of Dicer in blad⁃der cancer[J].J Cellmolmed, 2015, 19(5):1085- 1093.doi: 10.1111/jcmm.12503.
[7]mattoo AR, Pastan I, Fitzgerald D.Combination treatments with the PKC inhibitor, enzastaurin, enhance the cytotoxicity of the anti-me⁃sothelin immunotoxin, SS1P[J].PLoS One, 2013, 8(10):e75576.doi: 10.1371/journal.pone.0075576.
[8] Kheirallah S, Fruchon S, Ysebaert L, et al.The serine-threonine ki⁃nase p90RSK is a new target of enzastaurin in follicular lymphoma cells[J].Br J Pharmacol, 2013, 170(7):1374- 1383.doi: 10.1111/bph.12351.
[9] Vergote I.Novel therapies, including enzastaurin, in the treatment of ovarian cancer[J].Expert Opin Investig Drugs, 2014, 23(5):579-598.doi: 10.1517/13543784.2014.900542.
[10] Padda SK, Krupitskaya Y, Chhatwani L, et al.A phase I dose-esca⁃lation and pharmacokinetic study of enzastaurin and erlotinib in pa⁃tients with advanced solid tumors[J].Cancer Chemother Pharmacol, 2012, 69(4):1013-1020.doi: 10.1007/s00280-011-1792-8.
[11] Schwartzberg L,hermann R, Flinn I, et al.Open-label, single-arm, phase II study of enzastaurin in patients with follicular lymphoma [J].Br Jhaematol, 2014, 166(1):91-97.doi: 10.1111/bjh.12853.
[12] Jourdan E, Leblond V,maisonneuveh, et al.Amulticenter phase II study of single-agent enzastaurin in previously treatedmultiplemy⁃eloma[J].Leuk Lymphoma, 2014, 55(9):2013-2017.doi: 10.3109/10428194.2013.861066.
[13] Vergote IB, Chekerov R, Amant F, et al.Randomized, phase II, pla⁃cebo-controlled, double-blind study with and without enzastaurin in combination with paclitaxel and carboplatin as first-line treatment followed bymaintenance treatment in advanced ovarian cancer[J].J Clin Oncol, 2013, 31(25):3127-3132.doi: 10.1200/JCO.2012.44.9116.
[14] Wender PA, Nakagawa Y, Near KE, et al.Computer-guided design, synthesis, and protein kinase C affinity of a new salicylate-based class ofbryostatin analogs[J].Org Lett, 2014, 16(19):5136- 5139.doi: 10.1021/ol502491f.
[15] SunmK, Alkon DL.Bryostatin-1: pharmacology and therapeutic po⁃tential as a CNS drug[J].CNS Drug Rev, 2006, 12(1):1-8.
[16]morgan RJ, Leong L, Chow W, et al.Phase II trial of bryostatin-1 in combination with cisplatin in patients with recurrent or persistent epithelial ovarian cancer: a California cancer consortium study[J].Invest New Drugs, 2012, 30(2):723- 728.doi: 10.1007/s10637-010-9557-5.
[17] Cragg LH, Andreeffm, Feldman E, et al.Phase I trial and correla⁃tive laboratory studies of bryostatin 1 (NSC 339555) andhigh-dose 1-B-D- arabinofuranosylcytosine in patients with refractory acute leukemia[J].Clin Cancer Res, 2002, 8(7):2123-2133.
[18] Plimack ER, Tan T, Wong YN, et al.A phase I study of temsirolim⁃us and bryostatin-1 in patients withmetastatic renal cell carcinoma and soft tissue sarcoma[J].Oncologist, 2014, 19(4):354-355.doi: 10.1634/theoncologist.2014-0020.
[19] DrexlerhG, Gignac SM, Jones RA, et al.Bryostatin 1 induces dif⁃ferentiation of B- chronic lymphocytic leukemia cells[J].Blood, 1989, 74(5):1747-1757.
[20]mcGown AT, Jayson G, Pettit GR, et al.Bryostatin 1- tamoxifen combinations show synergistic effects on the inhibition of growth of P388 cells in vitro[J].Br J Cancer, 1998, 77(2):216-220.
[21] Bharate SB, Sawant SD, Singh PP, et al.Kinase inhibitors ofmarineorigin[J].Chem Rev, 2013, 113(8):6761- 6815.doi: 10.1021/cr300410v.
[22] Albers C, Leischnerh, Verbeekm, et al.The secondary FLT3-ITD F691Lmutation induces resistance to AC220 in FLT3-ITD+ AML but retains in vitro sensitivity to PKC412 and Sunitinib[J].Leuke⁃mia, 2013, 27(6):1416-1418.doi: 10.1038/leu.2013.14.
[23] Gleixner KV, Peter B, Blatt K, et al.Synergistic growth-inhibitory effects of ponatinib andmidostaurin (PKC412) on neoplasticmast cells carrying KIT D816V[J].Haematologica, 2013, 98(9):1450-1457.doi: 10.3324/haematol.2012.079202.
[24]harkey J, Khong T, Spencer A.PKC412 demonstrates JNK-depen⁃dent activity againsthumanmultiplemyeloma cells[J].Blood, 2007, 109(4):1712-1719.
[25] Ritch P, Rudin CM, Bitran JD, et al.Phase II study of PKC-alpha antisense oligonucleotide aprinocarsen in combination with gem⁃citabine and carboplatin in patients with advanced non-small cell lung cancer[J].Lung Cancer, 2006, 52(2):173-180.
[26] Advani R, Peethambaram P, Lum BL, et al.A Phase II trial of ap⁃rinocarsen, an antisense oligonucleotide inhibitor of protein kinase C alpha, administered as a 21-day infusion to patients with ad⁃vanced ovarian carcinoma[J].Cancer, 2004, 100(2):321-326.
[27] Liu L, Tan BT, Li Y, et al.Protective effect and itsmechanism of curcumin on ischemia-reperfusion injury of cerebral cortex in rats [J].Med J Chin PLA，2013,38(3):190-194.[刘莉，谭波涛，李昱，等.姜黄素对大鼠大脑皮质缺血再灌注损伤的保护作用及其机制研究[J].解放军医学杂志，2013,38(3):190-194].
[28] Chang YJ,huang CY,hung CS, et al.GRP78mediates the thera⁃peutic efficacy of curcumin on colon cancer[J].Tumour Biol, 2015, 36(2):633-641.doi: 10.1007/s13277-014-2640-3.
[29] Arzuman L, Beale P, Chan C, et al.Synergism from combinations of tris(benzimidazole)monochloroplatinum(II)chloride with capsaicin, quercetin, curcumin and cisplatin inhuman ovarian cancer cell lines[J].Anticancer Res, 2014, 34(10):5453-5464.
[30] Li W, Wang Y, Song Y, et al.A preliminary study of the effect of curcumin on the expression of p53 protein in ahumanmultiplemy⁃eloma cell line[J].Oncol Lett, 2015, 9(4):1719-1724.
[31]mahmmoud YA.Modulation of protein kinase C by curcumin; inhi⁃bition and activation switched by calcium ions[J].Br J Pharmacol, 2007, 150(2): 200-208.
[32] Gundimeda U, Chen ZH, Gopalakrishna R.Tamoxifenmodulates protein kinase C via oxidative stress in estrogen receptor-negative breast cancer cells[J].J Biol Chem, 1996, 271(23):13504-13514.
[33] Xu Y, Zou ST, Zhu R, et al.Inhibition of proliferation of estrogen re⁃ceptor- positivemCF- 7human breast cancer cells by tamoxifen through c-Jun transcription factors[J].Molmed Rep, 2013, 7(4): 1283-1287.doi: 10.3892/mmr.2013.1306.
[34] Balça-Silva J,matias D, do Carmo A, et al.Tamoxifen in combina⁃tion with temozolomide induce a synergistic inhibition of PKC-pan in GBM cell lines[J].Biochim Biophys Acta, 2015, 1850(4):722-732.doi: 10.1016/j.bbagen.2014.12.022.
[35] Barboza NM,medina DJ, Budak- Alpdogan T, et al.Plitidepsin (Aplidin) is a potent inhibitor of diffuse large cell and Burkitt lym⁃phoma and is synergistic with rituximab[J].Cancer Biol Ther, 2012, 13(2):114-122.doi: cbt.13.2.18876.
[36] Wu J, Zhang B, Wum, et al.Screening of a PKC zeta-specific ki⁃nase inhibitor PKCzl257.3 which inhibits EGF-induced breast can⁃cer cell chemotaxis[J].Invest New Drugs, 2010, 28(3):268- 275.doi: 10.1007/s10637-009-9242-8.
（2015-07-29收稿2015-09-06修回）
（本文编辑李鹏）
New progress in the study of protein kinase C（PKC）inhibitors
WU Jing1, YANG Rui2, LIU Shuye1△
1 Department of Clinical Laboratory, Tianjin Third Centralhospital, Tianjin 300170，China; 2 Research Center of Basicmedical Science, Tianjinmedical University△Corresponding Author E-mail：lshye@163.com
Abstract:Protein kinase C (PKC) is a group of phospholipid-dependent serine/threonine protein kinases, which togeth⁃er with protein kinase A (PKA) and protein kinase G (PKG) constitute a superfamily of serine/threonine protein kinase AGC.PKC includes classic PKC, novel PKC, atypical PKC and somemembers of kinase associated with PKC (PRK).PKC is wide⁃ly distributed inmammalian tissues and cells, which plays an important biological role in growth andmetabolism, prolifera⁃tion and differentiation of cells.A series of studieshave demonstrated that variations ofmultiple cells, occurrence and devel⁃opment of diseases are related to the abnormal expression of PKC.Therefore, designing and searching for efficient PKC inhib⁃itorshave very important implications for synthesis ofmany kinds of effective drugs and treatment of a variety of clinical dis⁃eases including cancer, cardiovascular, andhypertension, et al.In recent years, the research on PKC inhibitorshas become the focus of domestic and foreign research.A large number of literatureshave reportedmany kinds of effective PKC inhibi⁃tors, and analyzed their function site,mechanism, clinical trial data and so on.The discovery of these PKC inhibitorshas im⁃portant implications for structural analysis of PKC and the treatment of diseases.So in this paper, the efficient PKC inhibi⁃tors are summarized.
Key words:protein kinase C；enzyme inhibitors；trypsin inhibitors；protein kinase inhibitors；neoplasms; review
通讯作者△E-mail：lshye@163.com
作者简介：吴静（1982），女，博士，助理研究员，主要从事肿瘤分子生物学方面研究
基金项目：国家自然科学基金资助项目（81301985）；天津市应用基础与前沿技术研究计划青年项目（14JCQNJC14000）
中图分类号：R730.53
文献标志码：A
DOI:10.11958/20150079
作者单位：1天津市第三中心医院检验科（邮编300170）；2天津医科大学基础医学研究中心转化肿瘤学实验室
