MAPK 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在糖皮質(zhì)激素耐藥白血病中的研究進展

何 莉，周煥娟

在我國，白血病是兒童惡性腫瘤中發(fā)病率最高的疾病，其中以急性淋巴細胞白血病(Acute lymphoblastic leukemia，ALL)最多見。糖皮質(zhì)激素(Glucocorticoid，GC)是治療ALL 最常用的藥物之一，對GC 敏感性的評估已作為兒童ALL 的一項獨立的預(yù)后因素［1］。近年研究發(fā)現(xiàn)，在小兒初治ALL 中，10% ～20%病例對GC 原發(fā)耐藥，復(fù)發(fā)病例中70%GC 耐藥，耐藥率明顯上升，嚴重威脅著小兒ALL 的療效及預(yù)后［2］。但目前對GC 耐藥機制的產(chǎn)生尚未十分明確，因此，探索GC 的耐藥機制并尋求逆轉(zhuǎn)GC 耐藥的治療方案是當前治療兒童ALL 迫切需要解決的問題。絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinases，MAPK)是細胞內(nèi)廣泛表達的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，經(jīng)磷酸化激活，參與多種細胞反應(yīng)的調(diào)節(jié)，如細胞增殖、分化、凋亡及細胞周期調(diào)控等。近年研究發(fā)現(xiàn)，MAPK 途徑在GC 誘導(dǎo)的凋亡及GC 耐藥產(chǎn)生機制中發(fā)揮重要作用。

1 MAPK 信號通路的組成及基本生物活性

MAPK 信號通路的激活由三級級聯(lián)反應(yīng)完成:細胞外刺激激活MAPK 激酶的激酶(MAPKKK/MKKK)，進而激活MAPK 激酶(MAPKK，MKK/MEK)，最后激活MAPK。MAPK 家族主要包括3 個組成:細胞外信號調(diào)節(jié)蛋白激酶(Extracellular signal-regulated kidnase，ERK)、c-jun N 末端激酶(c-jun N-terminal kidnase JNK)及p38 MAPK。Ras/Raf/MEK/ERK 通路是MAPK 信號通路在白血病中最具特征的通路。ERK 亞族包括ERK1、ERK2，主要調(diào)節(jié)細胞增殖和分化。JNK 亞族包括JNK1、JNK2 和JNK3，與ERK 及p38 MAPK 信號通路有密切關(guān)系，主要介導(dǎo)前凋亡信號、生長抑制及炎性反應(yīng)。p38 亞族包括p38α、p38β、p38γ 和p38δ，主要參與調(diào)節(jié)細胞應(yīng)激、凋亡及細胞周期等。MAPK 信號通路由不同的刺激所激活，可產(chǎn)生不同的細胞效應(yīng);對于不同的細胞類型，MAPK 活化所引起的細胞效應(yīng)也不同。

2 MAPK 信號通路在細胞凋亡中的作用

2.1 EKR 信號通路與白血病 為了探討ERK 信號通路在伊馬替尼耐藥的Ph 染色體陽性的ALL中的作用，Suzuki 等［3］將從1 名Ph(+)ALL 患者初發(fā)及復(fù)發(fā)時提取的細胞分別定義為NPhA1 及NPhA2，并從后者衍生出NPhA2/STIR，三者對伊馬替尼的耐藥依次遞增。研究發(fā)現(xiàn)，相對于NPhA1 細胞而言，磷酸化的MEK 及ERK 在NPhA2 細胞中輕微升高，而在NPhA2/STIR 細胞中則顯著升高。同時，聯(lián)合應(yīng)用伊馬替尼及MEK抑制劑可顯著抑制NPhA2/STIR 細胞增殖。由此推斷，RAS/MAPK 通路的激活介導(dǎo)伊馬替尼耐藥的產(chǎn)生。

除了對ALL 療效及耐藥的影響，ERK 信號通路的異常調(diào)節(jié)也是急性髓系白血病(Acute myelogenous leukemia，AML)的發(fā)病機制之一。ERK通路異常激活使Bcl-2 表達上調(diào)，但Bax 不能從磷酸化的Bad 上解離，無法與Bcl-xl 抗凋亡蛋白結(jié)合成異二聚體，細胞凋亡的功能被抑制。ERK 阻滯劑PD98059 可抑制AML 細胞增殖并增強IL-6抗腫瘤作用。三氧化二砷(As2O3)聯(lián)合PD98059作用于慢性髓系白血病HL-60 細胞可顯著減少Bcl-2 的表達，同時使活化的caspase-3 表達增加，協(xié)同促進細胞凋亡。Zhou 等［4］發(fā)現(xiàn)，阻斷ERK 信號通路可增強阿霉素誘導(dǎo)的HL-60 細胞凋亡作用，推測ERK 信號通路拮抗阿霉素的抗腫瘤效應(yīng)。ERK 通路在慢性淋巴細胞白血病(Chronic myelogenous leukemia，CLL)中被認為是幫助腫瘤細胞逃逸凋亡的信號，從而發(fā)揮保護腫瘤細胞的作用。此外，有研究指出［5］，硼替佐米通過下調(diào)ERK 及p38 表達、上調(diào)JNK 表達促進慢性髓系白血病K562 耐藥株細胞凋亡，從而逆轉(zhuǎn)該細胞對柔紅霉素耐藥。Smal 等［6］指出，應(yīng)用ERK 阻滯劑U0126 及PD98059 干擾ERK 通路可增強2-氯-2'-脫氧腺苷(2-chloro-2'-deoxyadenosine，CdA)對B系慢性淋巴細胞白血病EHEB 細胞的毒性作用。MEK 信號通路阻滯劑AZD6244 聯(lián)合阿糖胞苷(Ara-C)先后應(yīng)用順序的不同對急性早幼粒白血病細胞的生長抑制發(fā)揮不同作用。先用Ara-C 處理1 d 后，再用AZD6244 繼續(xù)處理，可明顯抑制NB4 細胞生長，相反則明顯減弱生長抑制作用。由此可見，ERK 信號通路在多種化療藥物誘導(dǎo)白血病細胞凋亡過程中發(fā)揮不同作用，該通路阻滯劑聯(lián)合抗腫瘤藥物，可增強或抑制其誘導(dǎo)凋亡的效應(yīng)。

2.2 JNK 信號通路與白血病 Song 等［7］研究發(fā)現(xiàn)，JNK 阻滯劑SP600125 及ERK1/2 MAPK 阻滯劑PD98059 以劑量依賴方式下調(diào)白介素18(IL-18)誘導(dǎo)的ULBP2 蛋白表達水平。暴露于IL-18的白血病細胞，ERK1/2 及JNK 磷酸化水平增加。MAPK 通路的不同家族成員在同一化療藥物誘導(dǎo)細胞凋亡過程中發(fā)揮不同作用。Torres 等［8］指出，ERK1/2 阻滯劑U0126 及p38 MAPK 阻滯劑SB203580 減少醋酸三葉豆苷(Trifolin acetate，TA)誘導(dǎo)的細胞死亡，與之相反，JNK 阻滯劑SP600125 卻顯著增加其誘導(dǎo)凋亡作用。在依托泊苷(VP-16)誘導(dǎo)細胞分化過程中，ERK 阻滯劑PD98059 降低VP-16 誘導(dǎo)分化作用，p38 MAPK 阻滯劑SB203580 增強其作用，而JNK 阻滯劑SP600125 則無明顯影響。對于CML 細胞增殖，Merkerova 等［9］通過RNA 干擾技術(shù)抑制JNK2 及p38 MAPK 基因表達并沒有發(fā)現(xiàn)CML 細胞增殖的明顯變化，表明單獨抑制JNK2 或p38 MAPK 基因不足以引起細胞增殖的停滯。

2.3 p38 MAPK 信號通路與白血病 MAPK 信號通路的多個家族成員之間形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并相互影響。Hirosawa 等［10］發(fā)現(xiàn)，p38 阻滯劑SB202190 可促進急性單核細胞白血病THP-1 及MV4-11 細胞生長，同時增加磷酸化C-Raf 及ERK表達，由此認為Ras-Raf-MEK-MAPK 通路參與SB202190 誘導(dǎo)的白血病細胞生長。Liu 等［11］指出，溴苯?；寤?磷脂酶A(2)誘導(dǎo)的淋巴瘤U937 細胞線粒體膜電壓消減及Bcl-2 表達下調(diào)可被p38 MAPK 阻止劑SB202190 所抑制。除了調(diào)控人類血液腫瘤細胞的增殖與凋亡，p38 MAPK 信號通路在動物細胞中亦發(fā)揮著重要作用。Jantova［12］在鼠白血病L1210 細胞中發(fā)現(xiàn)，氨基乙酰喹啉(4-amino-3-acetylquinoline，AAQ)通過激活p38 MAPK 信號通路誘導(dǎo)細胞凋亡。

p38 MAPK 通路在急性白血病中可增強化療藥物誘導(dǎo)細胞凋亡作用。Amran 等［13］發(fā)現(xiàn)，As2O3通過p38 MAPK 通路上調(diào)腫瘤壞死因子α(TNFα)誘導(dǎo)的HL-60、NB4 及U937 細胞凋亡。p38 MAPK 通路特異性阻滯劑可減弱As2O3聯(lián)合TNFα 引起的caspase-8/Bid 活化，Bax 移位、細胞色素C 釋放及細胞凋亡作用。除了參與調(diào)節(jié)化療藥物的細胞毒性作用，p38 通路還參與非藥物誘導(dǎo)的腫瘤細胞凋亡。Chen 等［14］應(yīng)用高壓氧處理急性淋巴白血病Jurkat 細胞、骨髓瘤NCI-H929 細胞及非小細胞肺癌A549 細胞、乳腺癌MCF-7 細胞，發(fā)現(xiàn)只有Jurkat 細胞和NCI-H929 細胞表現(xiàn)出顯著的細胞凋亡，這些細胞內(nèi)p38 MAPK 磷酸化水平顯著上調(diào)。

3 MAPK 信號通路與GC 耐藥的關(guān)系

MAPK 信號通路參與調(diào)節(jié)GC 誘導(dǎo)的淋巴細胞凋亡過程，與GC 耐藥的產(chǎn)生有密切關(guān)系。GC誘導(dǎo)細胞凋亡是通過與GC 受體(Glucocorticoid receptor，GR)的基因效應(yīng)與非基因效應(yīng)共同完成的。在未與GC 結(jié)合時，GR 在細胞漿中與熱休克蛋白穩(wěn)定結(jié)合，當配體與GR 結(jié)合后，熱休克蛋白被解離，GR 通過絲氨酸作用達磷酸化水平并結(jié)合成同源二聚體形式(GRα/GRα)。在GC 敏感的細胞中，GC 與GR 結(jié)合體可進入線粒體及細胞核中發(fā)揮其誘導(dǎo)凋亡作用，而在GC 耐藥的細胞中只能進入細胞核。

JNK 及ERK 基礎(chǔ)磷酸化水平在GC 耐藥細胞中表達升高。JNK 和ERK 抑制GC 誘導(dǎo)的凋亡，而p38 MAPK 增強凋亡。GC 誘導(dǎo)的細胞凋亡與GC 依賴的GR 磷酸化水平及數(shù)量以及促凋亡蛋白Bim 的表達有關(guān)［15］。由此推論，細胞內(nèi)蛋白激酶的活化狀態(tài)可調(diào)節(jié)GR 的功能，從而影響白血病細胞對GC 誘導(dǎo)凋亡的敏感性。

3.1 EKR 信號通路與GC 耐藥的關(guān)系 MEK/ERK 信號通路被認為是傳遞抑凋亡信號。Rambal等［16］研究發(fā)現(xiàn)，地塞米松聯(lián)合MEK/ERK 抑制劑PD184352 可增強地塞米松誘導(dǎo)Bim 蛋白的表達，活化促凋亡蛋白BAX/BAK 并使細胞色素C 從線粒體中釋放?；罨疎RK 可抑制GC 誘導(dǎo)的凋亡，因此，逆轉(zhuǎn)GC 耐藥的T-ALL 細胞對GC 的敏感性需要抑制ERK 信號通路。

3.2 JNK 信號通路與GC 耐藥的關(guān)系 對于不同的細胞種屬及刺激方式，JNK 信號通路可雙向調(diào)節(jié)細胞存活及凋亡。在某些細胞內(nèi)JNK 介導(dǎo)的Bim 蛋白磷酸化可增加其促凋亡作用，而在TALL Sup-T1 細胞中，活化的JNK 通過泛素蛋白酶體促進BimEL 磷酸化并降解［17］。JNK 阻滯劑SP600125 可使耐藥的T-ALL 及T 淋巴瘤細胞對GC 作用敏感［18-19］。Leung 等［17］在Sup-T1 T-ALL細胞中發(fā)現(xiàn)，JNK 阻滯劑SP600125 上調(diào)能誘導(dǎo)促凋亡的BimEL 蛋白表達，從而推斷JNK 可拮抗GC 誘導(dǎo)的細胞凋亡。JNK 還可通過磷酸化促凋亡蛋白Bad 使其失活而抑制凋亡發(fā)生。

JNK 與mTOR 信號通路相互作用。mTOR 在細胞由G0期向G1期轉(zhuǎn)換過程中發(fā)揮重要作用。mTOR 的活化由P13K/Akt 信號介導(dǎo)，mTOR 產(chǎn)生的信號通過調(diào)控基因水平mRNA 的轉(zhuǎn)錄促進細胞增殖與存活，因此在白血病腫瘤細胞的生物效應(yīng)中發(fā)揮重要作用［20］。mTOR 的過度表達與TALL 糖皮質(zhì)激素耐藥密切相關(guān)。JNK 阻滯劑SP600125 可抑制mTOR 下游靶位點蛋白磷酸化，使mTORC1 的抑制物REDD1 的表達增加。同時，mTOR 抑制劑雷帕霉素可抑制JNK 活性。由此推斷，JNK 與mTOR 之間有交叉作用，抑制其中一者可使另一者功能受限［21］。而雷帕霉素作為mTOR 抑制劑，被認為是可以逆轉(zhuǎn)糖皮質(zhì)激素耐藥的新型藥物［22］。

3.3 p38 MAPK 信號通路與GC 耐藥的關(guān)系p38 MAPK 是逆轉(zhuǎn)細胞GC 耐藥必不可少的。在GC 敏感的CEM 細胞中發(fā)現(xiàn)，GR 在Ser211 位點被p38 MAPK 磷酸化，引起細胞核轉(zhuǎn)位及轉(zhuǎn)錄激活GR，從而增加GR 誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄及凋亡。但Chen等［23］發(fā)現(xiàn)，在GC 敏感的淋巴瘤細胞中抑制p38 MAPK 并不減少Dex 誘導(dǎo)的Ser211 磷酸化。Miller 等［24］研究發(fā)現(xiàn)，地塞米松作用于CEM 細胞24 h 后可觀察到p38 MAPK 磷酸化水平升高，提示GC 介導(dǎo)p38 MAPK 活化。Bim 表達上調(diào)需要p38 MAPK 參與。p38 MAPK 可直接與Bim 相互作用，使Bim Ser65 位點磷酸化增強其促凋亡活性。相反，p38 MAPK 磷酸化使抗凋亡蛋白Bcl-2蛋白失活。

4 未來展望

兒童急性淋巴細胞白血病對糖皮質(zhì)激素耐藥是預(yù)后不佳的一個重要因素［25］，逆轉(zhuǎn)白血病細胞對GC 的耐藥是目前治療小兒ALL 需要攻克的首要難題。MAPK 信號通路與細胞凋亡關(guān)系密切，在凋亡過程中發(fā)揮重要作用，并且在體內(nèi)形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，協(xié)同調(diào)節(jié)細胞凋亡與存活的平衡性，有望作為新型的白血病靶向治療藥物并增加耐藥細胞對GC 誘導(dǎo)凋亡的敏感性。目前雖對MAPK 在白血病細胞凋亡機制中的作用研究有了一定進展，并有部分信號通路阻滯劑已進入臨床研究，但要完全揭示其作用機制，以達到廣泛臨床應(yīng)用，還需要深入研究，進一步闡明MAPK 相關(guān)蛋白的生物學(xué)作用，分離提取安全有效的特異性信號通路阻滯劑，大樣本的臨床對照試驗證實靶向藥物療效有效性的研究等。

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