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1 环氧化酶
COX-1和COX-2是调节前列腺素类分子（如血栓素和前列腺素-PGS）合成的关键酶。PGs可调节各种病理生理过程，如炎症反应、溃疡、止血及血栓形成，以及肾脏血流动力学。COX-1在大多数组织中表达，并产生PGS控制正常生理过程。因此，COX-1是负责PG合成的“看家基因”。COX-2在20世纪90年代初被诱导表达而发现的。另一方面，COX-2在大多数正常组织（中枢神经系统，肾脏，和精囊除外）检测不到，但可被各种炎症和有丝分裂刺激因子所诱导表达。如生长因子（EGF，PDGF），促炎性细胞因子（IL-1，IL-2和TNF），促癌物质，胆汁酸和紫外辐射(UV-B)均可诱导COX-2的表达。虽然COX-2上调的机制仍不完全清楚，但有研究显示可能与Ras和有丝分裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路活化有关 ，且蛋白激酶B（Akt/PKB的）的活性与K-ras基因诱导的COX-2表达有关，而COX-2 mRNA的稳定性也一定程度上依赖于AKT/PKB的激活 。COX-2是在转录水平和转录后水平由致炎因子，细胞因子，生长因子，癌基因和致癌因子等调节。这些途径最终导致结合于COX-2基因启动子区域的调节因子的激活。此外，COX-2的表达也受COX-2 mRNA中负责其迅速降解的多个重复序列的调节，而类固醇和抗炎细胞因子（IL-4，IL-10，IL-13）可抑制COX-2的表达。
2 激活致癌因子
在许多情况下，化学代谢会形成有致突变活性和潜在的致癌活性的代谢产物。COX的过氧化物酶活性就可以将前致癌物转换成致癌物，并启动肿瘤的形成。大量的外来物质可被COX的过氧化物酶活性环氧化成诱变物。在肝脏，这些氧化反应主要由细胞色素P-450S催化，从而防止致突变物形成。然而，结肠的P-450S和其他單加氧酶浓度较低，导致大量的外来物质通过COX的过氧化活性环氧合成为诱变物。这种活性也存在于那些暴露于烟草致癌物质的器官中，如肺癌，口腔癌和膀胱。COX酶激活各种环境和饮食致癌物质的这种能力，表明COX在癌变的早期或晚期阶段在肝外的芳香和杂环胺和多环碳氢化合物激活途径中的潜在作用。
3 肿瘤的发生和发展
2001年，Liu等人首次报导了COX-2过度表达诱导肿瘤的发生。在他们的研究中，小鼠COX-2基因（Ptgs2）被插入小鼠乳腺肿瘤病毒启动子下游。结果，观察到乳腺增生和癌变的组织中上皮细胞高表达COX-2并具有很高的PGE2（PGE2）水平。不过，这是唯一一项已经明确COX-2在肿瘤发生中作用的研究。然而，在皮肤癌变的小鼠模型中，研者使用Ptgs2基因插入到角蛋白5（K5）或角蛋白14（K14）的下游。表皮细胞中角质5启动子驱动的COX-2的表达在转基因小鼠表现出皮肤癌前病变的表型，这取决于COX-2的表达和COX-2介导的前列腺素积累的水平，但是转基因鼠没有发展为皮肤肿瘤，之后再用一定剂量的致癌物质如7,12-二甲基[a]蒽处理皮肤却可导致肿瘤发生。这些数据表明，COX-2的过度表达，并不足以诱发肿瘤。这些结果支持COX-2的促癌作用，而不是启动作用 。
凋亡
肿瘤的大小取决于细胞增殖和细胞死亡之间的平衡。目前对于在癌前病变和恶性病变，细胞凋亡减少，或程序性细胞死亡研究较多。细胞凋亡是细胞死亡的过程，取决于促凋亡和抗凋亡因素的平衡。已被证实在肿瘤细胞中COX-2过度表达，原癌基因Bcl-2表达增加，从而导致细胞凋亡的抑制。抑制细胞凋亡是癌细胞生存的一个重要途径。Bcl-2家族包括大约20个重要的促凋亡和抗凋亡调节因子。其个别成员的功能模式是保留或扰乱线粒体的完整性，从而防止或诱发致凋亡因素。各种实验研究表明COX-2表达和抑制细胞凋亡之间呈正相关。
已经证明，选择性COX-2抑制剂可抑制表达COX-2的人结肠癌细胞（HCA-7）裸鼠移植瘤的生长但对于那些缺乏COX-2表达的细胞（HCT-116）无效。用PGE2处理可增加人结肠癌细胞HCA-7的克隆形成率，而HCT-116细胞却没有改变。选择性COX-2抑制剂（SC-58125）能降低集落形成率但是PGE2可扭转这种抑制作用。此外，PGE2可抑制由SC-58125诱导的HCA-7细胞凋亡并诱导Bcl-2表达，但并不影响Bcl-X或Bax蛋白的表达。因此，PGE2可抑制细胞死亡，并增强肠上皮细胞的致瘤潜力。APC基因是一种抑癌基因。研究显示结肠癌中APC基因经常丢失或突变。
4 血管生成
实体瘤的生长和转移依赖于新生血管的生成。COX-2衍生的前列腺素可诱导血管生成，维持肿瘤细胞活力和肿瘤的生长。COX-2可表达在人类肿瘤新生血管以及人类结肠癌，乳腺癌，前列腺癌，肺癌活检组织的肿瘤细胞中。COX-2促血管形成主要由花生四烯酸代谢的三个产物介导：TXA2，PGI2和PGE2。同样TXA2受体拮抗剂SQ29548也能抑制内皮细胞迁移和角膜血管生成。而在COX-2抑制条件下，TXA2的激动剂U46619可刺激内皮迁移和血管生成反应。这些发现确定了作为COX-2催化产物的TXA2介导血管生成的功能。在最近的一项研究中，研究者对42例原发性胃腺癌患者中PG水平和微血管密度进行了测定以确定COX-2的作用。免疫印迹分析发现42个胃癌患者中有31个（74％）患者COX-2过度表达。这些数据表明在癌症发展的过程中，COX-2和COX-2衍生的PG可能通过刺激肿瘤细胞的生长和血管生成中起主要作用。
为了研究COX-2过度表达与大鼠肠上皮细胞（RIE）的黏附性能之间的关系，Tsujii等构建了COX-2正义表达载体(RIE-S)及反义载体(RIE-AS)进行细胞转染。RIE-S细胞表达COX-2蛋白的水平升高，细胞外基质（ECM）蛋白质的粘附性增高。E-cadherin在RIE-S细胞中检测不到，但在RIE-AS细胞升高。RIE-S细胞可以耐受丁酸诱导的细胞凋亡，同时检测到Bcl2的表达升高，TGF-2受体水平下调。这些研究结果表明，COX-2的过度表达导致肠上皮细胞表型的变化，可以提高他们的致瘤潜力。
5 小结
COX- 2的过表达显然与许多癌症的发生发展以及侵袭转移都有密切关系，但这个因果关系仍有待进一步证明。
COX-1和COX-2是调节前列腺素类分子（如血栓素和前列腺素-PGS）合成的关键酶。PGs可调节各种病理生理过程，如炎症反应、溃疡、止血及血栓形成，以及肾脏血流动力学。COX-1在大多数组织中表达，并产生PGS控制正常生理过程。因此，COX-1是负责PG合成的“看家基因”。COX-2在20世纪90年代初被诱导表达而发现的。另一方面，COX-2在大多数正常组织（中枢神经系统，肾脏，和精囊除外）检测不到，但可被各种炎症和有丝分裂刺激因子所诱导表达。如生长因子（EGF，PDGF），促炎性细胞因子（IL-1，IL-2和TNF），促癌物质，胆汁酸和紫外辐射(UV-B)均可诱导COX-2的表达。虽然COX-2上调的机制仍不完全清楚，但有研究显示可能与Ras和有丝分裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路活化有关 ，且蛋白激酶B（Akt/PKB的）的活性与K-ras基因诱导的COX-2表达有关，而COX-2 mRNA的稳定性也一定程度上依赖于AKT/PKB的激活 。COX-2是在转录水平和转录后水平由致炎因子，细胞因子，生长因子，癌基因和致癌因子等调节。这些途径最终导致结合于COX-2基因启动子区域的调节因子的激活。此外，COX-2的表达也受COX-2 mRNA中负责其迅速降解的多个重复序列的调节，而类固醇和抗炎细胞因子（IL-4，IL-10，IL-13）可抑制COX-2的表达。
2 激活致癌因子
在许多情况下，化学代谢会形成有致突变活性和潜在的致癌活性的代谢产物。COX的过氧化物酶活性就可以将前致癌物转换成致癌物，并启动肿瘤的形成。大量的外来物质可被COX的过氧化物酶活性环氧化成诱变物。在肝脏，这些氧化反应主要由细胞色素P-450S催化，从而防止致突变物形成。然而，结肠的P-450S和其他單加氧酶浓度较低，导致大量的外来物质通过COX的过氧化活性环氧合成为诱变物。这种活性也存在于那些暴露于烟草致癌物质的器官中，如肺癌，口腔癌和膀胱。COX酶激活各种环境和饮食致癌物质的这种能力，表明COX在癌变的早期或晚期阶段在肝外的芳香和杂环胺和多环碳氢化合物激活途径中的潜在作用。
3 肿瘤的发生和发展
2001年，Liu等人首次报导了COX-2过度表达诱导肿瘤的发生。在他们的研究中，小鼠COX-2基因（Ptgs2）被插入小鼠乳腺肿瘤病毒启动子下游。结果，观察到乳腺增生和癌变的组织中上皮细胞高表达COX-2并具有很高的PGE2（PGE2）水平。不过，这是唯一一项已经明确COX-2在肿瘤发生中作用的研究。然而，在皮肤癌变的小鼠模型中，研者使用Ptgs2基因插入到角蛋白5（K5）或角蛋白14（K14）的下游。表皮细胞中角质5启动子驱动的COX-2的表达在转基因小鼠表现出皮肤癌前病变的表型，这取决于COX-2的表达和COX-2介导的前列腺素积累的水平，但是转基因鼠没有发展为皮肤肿瘤，之后再用一定剂量的致癌物质如7,12-二甲基[a]蒽处理皮肤却可导致肿瘤发生。这些数据表明，COX-2的过度表达，并不足以诱发肿瘤。这些结果支持COX-2的促癌作用，而不是启动作用 。
凋亡
肿瘤的大小取决于细胞增殖和细胞死亡之间的平衡。目前对于在癌前病变和恶性病变，细胞凋亡减少，或程序性细胞死亡研究较多。细胞凋亡是细胞死亡的过程，取决于促凋亡和抗凋亡因素的平衡。已被证实在肿瘤细胞中COX-2过度表达，原癌基因Bcl-2表达增加，从而导致细胞凋亡的抑制。抑制细胞凋亡是癌细胞生存的一个重要途径。Bcl-2家族包括大约20个重要的促凋亡和抗凋亡调节因子。其个别成员的功能模式是保留或扰乱线粒体的完整性，从而防止或诱发致凋亡因素。各种实验研究表明COX-2表达和抑制细胞凋亡之间呈正相关。
已经证明，选择性COX-2抑制剂可抑制表达COX-2的人结肠癌细胞（HCA-7）裸鼠移植瘤的生长但对于那些缺乏COX-2表达的细胞（HCT-116）无效。用PGE2处理可增加人结肠癌细胞HCA-7的克隆形成率，而HCT-116细胞却没有改变。选择性COX-2抑制剂（SC-58125）能降低集落形成率但是PGE2可扭转这种抑制作用。此外，PGE2可抑制由SC-58125诱导的HCA-7细胞凋亡并诱导Bcl-2表达，但并不影响Bcl-X或Bax蛋白的表达。因此，PGE2可抑制细胞死亡，并增强肠上皮细胞的致瘤潜力。APC基因是一种抑癌基因。研究显示结肠癌中APC基因经常丢失或突变。
4 血管生成
实体瘤的生长和转移依赖于新生血管的生成。COX-2衍生的前列腺素可诱导血管生成，维持肿瘤细胞活力和肿瘤的生长。COX-2可表达在人类肿瘤新生血管以及人类结肠癌，乳腺癌，前列腺癌，肺癌活检组织的肿瘤细胞中。COX-2促血管形成主要由花生四烯酸代谢的三个产物介导：TXA2，PGI2和PGE2。同样TXA2受体拮抗剂SQ29548也能抑制内皮细胞迁移和角膜血管生成。而在COX-2抑制条件下，TXA2的激动剂U46619可刺激内皮迁移和血管生成反应。这些发现确定了作为COX-2催化产物的TXA2介导血管生成的功能。在最近的一项研究中，研究者对42例原发性胃腺癌患者中PG水平和微血管密度进行了测定以确定COX-2的作用。免疫印迹分析发现42个胃癌患者中有31个（74％）患者COX-2过度表达。这些数据表明在癌症发展的过程中，COX-2和COX-2衍生的PG可能通过刺激肿瘤细胞的生长和血管生成中起主要作用。
为了研究COX-2过度表达与大鼠肠上皮细胞（RIE）的黏附性能之间的关系，Tsujii等构建了COX-2正义表达载体(RIE-S)及反义载体(RIE-AS)进行细胞转染。RIE-S细胞表达COX-2蛋白的水平升高，细胞外基质（ECM）蛋白质的粘附性增高。E-cadherin在RIE-S细胞中检测不到，但在RIE-AS细胞升高。RIE-S细胞可以耐受丁酸诱导的细胞凋亡，同时检测到Bcl2的表达升高，TGF-2受体水平下调。这些研究结果表明，COX-2的过度表达导致肠上皮细胞表型的变化，可以提高他们的致瘤潜力。
5 小结
COX- 2的过表达显然与许多癌症的发生发展以及侵袭转移都有密切关系，但这个因果关系仍有待进一步证明。