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摘要：结直肠癌是一种常见的恶性肿瘤，Kras在“正常肠道细胞-腺瘤-结直肠癌-转移” 的时序进程中扮演着重要角色，与正常肠道干细胞向癌症干细胞的转化有着密切关系。本文就Kras蛋白及其信号通路、Kras在肠道干细胞的生长分化和肿瘤产生与治疗中作用进行综述。
1、Kras 基因及其编码蛋白
Kras（Ki-ras2 Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog）是Ras 癌基因家族中最重要的成员，早在1982年，于人肺癌细胞基因组中被发现，现已证明其在结直肠癌的发生发展的时序过程中起到了关键作用[1]。Kras基因位于人第12号染色体上，编码一种约21kD的鸟嘌呤核苷（GTP/GDP）结合蛋白，也被称为p21蛋白。现已知Kras主要表达于大肠中，是最常被激活的原癌基因之一，当Kras基因发生异常突变时，Ras蛋白结构改变并失去原有信号转导作用，导致细胞增殖和调控等功能發生紊乱，最终发展为肿瘤细胞[2]。
2、Kras 在肠道干细胞和结直肠癌形成中的作用
目前认为结直肠癌的形成是有着一定的时序进程，正常肠上皮→增生微腺瘤→早期腺瘤→中期腺瘤→晚期腺瘤→结直肠癌，也是一个体内外环境共同作用的结果，诸多基因和相关蛋白参与了这一复杂的时序调控进程。在腺瘤的形成过程中，肠道干细胞的错配修复基因突变和MLH1突变增加了微卫星的不稳定性，EGFR信号通路中的下游调节因子Kras等的遗传变化导致了隐窝的发育不正常和早期腺瘤的形成[3]。在向结直肠癌的发展过程中，肠道干细胞内Kras是EGFR信号通路中的上游中心分子，对下游信号通路的传导起着决定性作用。Kras基因的突变使得被磷酸化的Kras总是处于活化状态，GAPs无法使得突变的Kras蛋白水解GTP，从而持续激活下游Raf蛋白，促进肠道干细胞的增殖[4]。肠道干细胞是一种未完全分化成熟的细胞，在突变的Kras等积累下可增强肠道干细胞的自我更新和增殖能力，而这最终导致了正常肠道干细胞向肿瘤干细胞的转化。Kras在原发病灶和转移病灶中的基因突变一致，也说明了Kras基因的突变是发生在腺瘤早期，且这种突变在细胞增殖过程中维持稳定[5]。
3、Kras 相关研究在肿瘤治疗中的作用
以 Kras蛋白及其调控的信号通路为靶标的肿瘤治疗药物成为当前的研究热点。法尼基化转移酶相关抑制剂，Kras的法尼基化是其功能发挥的必要翻译后修饰，Kras蛋白翻译后羧基端的法尼基化是开发新的合理的抗 Kras信号通路治疗药物的早期靶标，如 FTIs[6]。Kras下游通路效应子为靶标的激酶抑制剂，抑制Kras-Raf-MAPK通路的活化能够有效抑制肿瘤的增殖，如PD98059等高度特异性的非ATP竞争MEK抑制剂[7]。Kras是EGFR信号通路的上游中心分子，EGFR抗体药物阻止EGFR与配体的结合，从而抑制肿瘤细胞的恶性增殖，在转移性结直肠癌中具有很好的应用，如西妥昔单抗。由此，Kras的深入研究对于肿瘤早期发现和转移后治疗具有显著意义。
4、结语和展望
众多学者对Kras在肠道干细胞的生长、分化和肿瘤中的作用等方面进行了深入探索，但是人体内肿瘤的发生是一个多步骤、多阶段和多因子参与的有时序的进程，仍有许多问题亟待解决，如：在Kras信号通路中是否还存在其他蛋白和信号转导途径来帮助肿瘤细胞逃避免疫监视和有针对性转移？Kras基因突变如何在肠道干细胞中获得积累？这种突变是否可逆？如果能够通过个体化Kras基因检测后，从Kras等基因突变的修复角度可能会实现肿瘤的彻底治愈。另外，由于肿瘤干细胞本身也是一种未完全分化成熟的细胞，发现更多的肿瘤表型标志性分子，对于肿瘤的诊断和预后都具有重要的意义。
参考文献：
[1]Normanno N，Tejpar S，Morgillo F，De Luca A，Van Cutsem E，Ciardiello F：Implications for KRAS status and EGFR-targeted therapies in metastatic CRC. Nature reviews Clinical oncology 2009，6（9）：519-527.
[2]Sunaga N，Shames DS，Girard L，Peyton M，Larsen JE，Imai H，Soh J，Sato M，Yanagitani N，Kaira K et al：Knockdown of oncogenic KRAS in non-small cell lung cancers suppresses tumor growth and sensitizes tumor cells to targeted therapy. Molecular cancer therapeutics 2011，10（2）：336-346.
[3]Krens LL，Baas JM，Gelderblom H，Guchelaar HJ：Therapeutic modulation of k-ras signaling in colorectal cancer. Drug Discov Today 2010，15（13-14）：502-516.
[4]Velho S，Moutinho C，Cirnes L，Albuquerque C，Hamelin R，Schmitt F，Carneiro F，Oliveira C，Seruca R：BRAF，KRAS and PIK3CA mutations in colorectal serrated polyps and cancer：primary or secondary genetic events in colorectal carcinogenesis？ BMC Cancer 2008，8：255.
[5]Keller G，Geist B，Slotta-Huspenina J，Langer R，Nagl F，Fend F，Hofler H，Perren A：Novel multiple，monoallelic KRAS mutations at codon 12 and 13. Int J Cancer 2009，125（11）：2744-2745.
[6]Le Moulec S，Loriot Y，Soria JC：[Targeting KRAS pathway in NSCLC therapy]. Bulletin du cancer 2009，96 Suppl：S69-74.
[7]Wang D，Boerner SA，Winkler JD，LoRusso PM：Clinical experience of MEK inhibitors in cancer therapy. Biochim Biophys Acta 2007，1773（8）：1248-1255.
1、Kras 基因及其编码蛋白
Kras（Ki-ras2 Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog）是Ras 癌基因家族中最重要的成员，早在1982年，于人肺癌细胞基因组中被发现，现已证明其在结直肠癌的发生发展的时序过程中起到了关键作用[1]。Kras基因位于人第12号染色体上，编码一种约21kD的鸟嘌呤核苷（GTP/GDP）结合蛋白，也被称为p21蛋白。现已知Kras主要表达于大肠中，是最常被激活的原癌基因之一，当Kras基因发生异常突变时，Ras蛋白结构改变并失去原有信号转导作用，导致细胞增殖和调控等功能發生紊乱，最终发展为肿瘤细胞[2]。
2、Kras 在肠道干细胞和结直肠癌形成中的作用
目前认为结直肠癌的形成是有着一定的时序进程，正常肠上皮→增生微腺瘤→早期腺瘤→中期腺瘤→晚期腺瘤→结直肠癌，也是一个体内外环境共同作用的结果，诸多基因和相关蛋白参与了这一复杂的时序调控进程。在腺瘤的形成过程中，肠道干细胞的错配修复基因突变和MLH1突变增加了微卫星的不稳定性，EGFR信号通路中的下游调节因子Kras等的遗传变化导致了隐窝的发育不正常和早期腺瘤的形成[3]。在向结直肠癌的发展过程中，肠道干细胞内Kras是EGFR信号通路中的上游中心分子，对下游信号通路的传导起着决定性作用。Kras基因的突变使得被磷酸化的Kras总是处于活化状态，GAPs无法使得突变的Kras蛋白水解GTP，从而持续激活下游Raf蛋白，促进肠道干细胞的增殖[4]。肠道干细胞是一种未完全分化成熟的细胞，在突变的Kras等积累下可增强肠道干细胞的自我更新和增殖能力，而这最终导致了正常肠道干细胞向肿瘤干细胞的转化。Kras在原发病灶和转移病灶中的基因突变一致，也说明了Kras基因的突变是发生在腺瘤早期，且这种突变在细胞增殖过程中维持稳定[5]。
3、Kras 相关研究在肿瘤治疗中的作用
以 Kras蛋白及其调控的信号通路为靶标的肿瘤治疗药物成为当前的研究热点。法尼基化转移酶相关抑制剂，Kras的法尼基化是其功能发挥的必要翻译后修饰，Kras蛋白翻译后羧基端的法尼基化是开发新的合理的抗 Kras信号通路治疗药物的早期靶标，如 FTIs[6]。Kras下游通路效应子为靶标的激酶抑制剂，抑制Kras-Raf-MAPK通路的活化能够有效抑制肿瘤的增殖，如PD98059等高度特异性的非ATP竞争MEK抑制剂[7]。Kras是EGFR信号通路的上游中心分子，EGFR抗体药物阻止EGFR与配体的结合，从而抑制肿瘤细胞的恶性增殖，在转移性结直肠癌中具有很好的应用，如西妥昔单抗。由此，Kras的深入研究对于肿瘤早期发现和转移后治疗具有显著意义。
4、结语和展望
众多学者对Kras在肠道干细胞的生长、分化和肿瘤中的作用等方面进行了深入探索，但是人体内肿瘤的发生是一个多步骤、多阶段和多因子参与的有时序的进程，仍有许多问题亟待解决，如：在Kras信号通路中是否还存在其他蛋白和信号转导途径来帮助肿瘤细胞逃避免疫监视和有针对性转移？Kras基因突变如何在肠道干细胞中获得积累？这种突变是否可逆？如果能够通过个体化Kras基因检测后，从Kras等基因突变的修复角度可能会实现肿瘤的彻底治愈。另外，由于肿瘤干细胞本身也是一种未完全分化成熟的细胞，发现更多的肿瘤表型标志性分子，对于肿瘤的诊断和预后都具有重要的意义。
参考文献：
[1]Normanno N，Tejpar S，Morgillo F，De Luca A，Van Cutsem E，Ciardiello F：Implications for KRAS status and EGFR-targeted therapies in metastatic CRC. Nature reviews Clinical oncology 2009，6（9）：519-527.
[2]Sunaga N，Shames DS，Girard L，Peyton M，Larsen JE，Imai H，Soh J，Sato M，Yanagitani N，Kaira K et al：Knockdown of oncogenic KRAS in non-small cell lung cancers suppresses tumor growth and sensitizes tumor cells to targeted therapy. Molecular cancer therapeutics 2011，10（2）：336-346.
[3]Krens LL，Baas JM，Gelderblom H，Guchelaar HJ：Therapeutic modulation of k-ras signaling in colorectal cancer. Drug Discov Today 2010，15（13-14）：502-516.
[4]Velho S，Moutinho C，Cirnes L，Albuquerque C，Hamelin R，Schmitt F，Carneiro F，Oliveira C，Seruca R：BRAF，KRAS and PIK3CA mutations in colorectal serrated polyps and cancer：primary or secondary genetic events in colorectal carcinogenesis？ BMC Cancer 2008，8：255.
[5]Keller G，Geist B，Slotta-Huspenina J，Langer R，Nagl F，Fend F，Hofler H，Perren A：Novel multiple，monoallelic KRAS mutations at codon 12 and 13. Int J Cancer 2009，125（11）：2744-2745.
[6]Le Moulec S，Loriot Y，Soria JC：[Targeting KRAS pathway in NSCLC therapy]. Bulletin du cancer 2009，96 Suppl：S69-74.
[7]Wang D，Boerner SA，Winkler JD，LoRusso PM：Clinical experience of MEK inhibitors in cancer therapy. Biochim Biophys Acta 2007，1773（8）：1248-1255.