鞘氨醇激酶在胃癌中的研究進(jìn)展

劉詩權(quán) 黃杰安

（廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，廣西 南寧 530021）

鞘氨醇激酶在胃癌中的研究進(jìn)展

劉詩權(quán) 黃杰安

（廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，廣西 南寧 530021）

鞘氨醇激酶（SphK）是鞘脂代謝酶，已發(fā)現(xiàn)有SphKl和SphK2兩種異構(gòu)體。SphK1在包括胃癌在內(nèi)的多腫瘤中表達(dá)增加，能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移，并參與了腫瘤血管的形成，而且可能在腫瘤化療耐藥中起重要作用。目前，針對(duì)SphK2的研究結(jié)果雖不一致，但多偏向于SphK2促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖并抑制凋亡，也參與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。調(diào)控SphK有望成為包括胃癌在內(nèi)的腫瘤治療的新靶點(diǎn)。

鞘氨醇激酶；腫瘤發(fā)生；治療；胃癌

胃癌是我國(guó)常見的消化道惡性腫瘤之一，在腫瘤致死病例中列第二位，然而其病因及發(fā)病機(jī)制尚未闡明。鞘氨醇激酶（Sphingosine kinase，SphK）是維持細(xì)胞內(nèi)鞘脂代謝的限速酶，近期的研究顯示SphK是一個(gè)致癌酶，其活性與腫瘤細(xì)胞抗吞噬、轉(zhuǎn)化、增殖和抗凋亡密切相關(guān)。本文就SphK在腫瘤，特別是胃癌中的研究進(jìn)展作一綜述。

1 SphK的結(jié)構(gòu)和功能

SphK于1998年從大鼠腎細(xì)胞中提取出，迄今已發(fā)現(xiàn)了SphKl和SphK2兩種異構(gòu)體，二者具有高度的同源性，SphKl主要分布于肺、脾和肝臟，SphK2則主要分布于肝、心、腎、睪丸和腦組織[1]。同時(shí)敲除SphK1和SphK2基因，小鼠在胚胎發(fā)育期就死亡，但單獨(dú)敲除SphK1或SphK2小鼠可以正常發(fā)育，說明二者功能具有重疊之處[2]。SphK是鞘脂代謝酶，鞘脂代謝產(chǎn)物神經(jīng)鞘氨醇（sphingosine，Sph）被SphK1和SphK2催化生成具有促生長(zhǎng)作用的1-磷酸鞘氨醇（sphingosine-1-phosphate，S1P），也可被神經(jīng)酰胺合成酶催化生成具有促凋亡作用的神經(jīng)酰胺（ceramide，Cer）。SphK催化生成S1P，同時(shí)抑制Cer誘導(dǎo)的凋亡，具有調(diào)節(jié)S1P和Cer的雙重功能。SphK調(diào)節(jié)Cer/S1P的平衡是決定細(xì)胞生存或死亡的重要因素。SphK1和SphK2具有不同的亞細(xì)胞定位、催化活性和組織分布特性，表明二者可能具有不同的功能。目前普遍認(rèn)為SphK1能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，然而對(duì)SphK2的研究結(jié)果并不一致，甚至存在爭(zhēng)議。

2 SphK1與腫瘤

2.1 SphK1與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移

已證實(shí)SphK1在結(jié)腸癌、前列腺癌、非小細(xì)胞肺癌、慢性髓細(xì)胞樣白血?。–ML）等腫瘤中過表達(dá)，且SphK1過表達(dá)與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后密切相關(guān)[3-5]。我們的研究顯示結(jié)腸癌組織中SphK1、FAK、p-FAK和NF-κB p65表達(dá)的陽性率和強(qiáng)度均高于癌旁和正常黏膜組織，SphK1與FAK、p-FAK和NF-κB p65的表達(dá)顯著相關(guān)；SphK1、FAK、p-FAK和NF-κBp65在癌組織中的高表達(dá)與腫瘤浸潤(rùn)程度、轉(zhuǎn)移、臨床分期及組織分化程度有關(guān)，表明SphK1在結(jié)腸癌的發(fā)生、發(fā)展、浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用[5-7]。上調(diào)結(jié)腸癌LOVO細(xì)胞SphK1的表達(dá)則促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，并抑制細(xì)胞的凋亡；而且FAK、p-FAK、ICAM-1和VCAM-1的表達(dá)隨SphK1的上調(diào)而增強(qiáng)，隨SphK1的下調(diào)而降低，SphK1可能是通過調(diào)控FAK通路影響粘附分子的表達(dá)而其起作用[5]。研究還顯示上調(diào)結(jié)腸癌HT-29或LOVO細(xì)胞中SphK1可激活ERK和NF-κB通路，同時(shí)抑制SAPK/JNK和p38 MAPK通路，并上調(diào)MMP-2、MMP-9和uPA的表達(dá)和分泌，從而促進(jìn)細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，并抑制細(xì)胞的凋亡[6-9]。采用siRNA或DMS抑制SphK1可通過抑制ERK并激活p38 MAPK通路，從而抑制細(xì)胞的增殖和侵襲并促進(jìn)細(xì)胞的凋亡[7,10]。以上結(jié)果表明SphK1通過調(diào)控多條信號(hào)通路在結(jié)腸癌的發(fā)生、發(fā)展、浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用。此外，在乳腺癌、肺癌、前列腺癌等實(shí)體瘤細(xì)胞和血液系統(tǒng)腫瘤細(xì)胞中均已證實(shí)SphK1可通過抑制細(xì)胞的凋亡，促進(jìn)細(xì)胞的存活而參與腫瘤的進(jìn)程中[3,4,11]。

過表達(dá)SphK1可促進(jìn)裸鼠移植瘤的形成和生長(zhǎng)，乳腺癌MCF-7細(xì)胞中SphK1過表達(dá)可促進(jìn)雌激素依賴的細(xì)胞生長(zhǎng)和小鼠移植瘤的形成；S1P單克隆抗體可以通過抑制細(xì)胞增殖和血管的生成而抑制移植瘤模型的形成和生長(zhǎng)，敲除小鼠小腸腺瘤模型中的SphK1基因可以抑制腫瘤的生長(zhǎng)[12]。此外，SphK1在氧化偶氮甲烷 （AOM ）誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸癌中起重要作用，敲除SphK1則降低AOM誘導(dǎo)小鼠結(jié)腸病變的程度[13]。SphK1的過表達(dá)促進(jìn)S1P的生成，促進(jìn)體內(nèi)腫瘤細(xì)胞增殖并抑制凋亡，此為SphK1促進(jìn)腫瘤發(fā)生和發(fā)展的主要機(jī)制之一。

2.2 SphK1與腫瘤血管生成

敲除SphK的4個(gè)等位基因影響胚胎血管的發(fā)育，胚胎因出血而死亡，說明SphK在胚胎血管發(fā)育中起關(guān)鍵性作用[2]。在體外，S1P可以誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移并在維持血管穩(wěn)定性中起重要作用，且與血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vessel endothelium growth factor，VEGF）共同作用可增強(qiáng)血管生成作用[14]，缺乏S1P1受體或S1P2和3受體將導(dǎo)致小鼠血管不能發(fā)育成熟。最近的研究還顯示缺氧可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞SphK1的表達(dá)和S1P的釋放，引起S1P受體依賴的新生血管的形成。此外，SphK1可能是通過促進(jìn)VEGF表達(dá)而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞血管擬態(tài)的形成，而且可促進(jìn)裸鼠移植瘤的生長(zhǎng)，并提高腫瘤內(nèi)微血管的密度[11]。血管生成是腫瘤發(fā)生和發(fā)展過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，這些研究進(jìn)一步表明SphK/S1P通路參與了腫瘤的進(jìn)程。

2.3 SphK1與化療

SphK1激活PI3K/Akt/NF-κB通路并誘導(dǎo)Bcl-xl、c-IAP1/2和TRAF1的表達(dá)，從而抑制阿霉素或多西他賽誘導(dǎo)的肺癌細(xì)胞的凋亡；相反，抑制SphK1或PI3K/Akt/NF-κB通路則顯著增強(qiáng)化療藥對(duì)體內(nèi)外腫瘤細(xì)胞的凋亡誘導(dǎo)作用[3]。多西他賽和喜樹堿可明顯抑制敏感的前列腺癌細(xì)胞株P(guān)C-3和LNCaP中SphK1的活性并提高Cer/S1P的比率而致細(xì)胞死亡，過表達(dá)SphK1則降低Cer/S1P的比率而降低化療敏感性，而且SphK1過表達(dá)可促進(jìn)裸鼠體內(nèi)PC-3細(xì)胞移植瘤的生長(zhǎng)并對(duì)多西他賽的治療產(chǎn)生抵抗[15]，這可能與化療藥誘導(dǎo)上調(diào)SphK1活性及S1P1/S1P3受體表達(dá)有關(guān)。抑制SphK1的活性和表達(dá)可使多西他賽作用于前列腺癌細(xì)胞的IC50劑量降低4倍。EGF可激活MCF-7細(xì)胞中的SphK1并抑制阿霉素誘、TNF-α和Sph誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡，抑制SphK1的表達(dá)能抑制EGF和血清誘導(dǎo)的生長(zhǎng)并提高阿霉素的化療敏感性，而且采用SKI-II同時(shí)抑制SphK1和SphK2的活性可抑制多藥耐藥乳腺癌細(xì)胞的增殖和生長(zhǎng)[16]?？傊?，抑制SphK通路的活性是提高腫瘤化療敏感性的新策略。

3 SphK2與腫瘤

3.1 SphK2與腫瘤細(xì)胞的增殖和凋亡

有研究認(rèn)為SphK2是一種核蛋白，上調(diào)SphK2的表達(dá)通過抑制DNA的合成而抑制細(xì)胞的增生，而且過表達(dá)SphK2誘導(dǎo)多種細(xì)胞的凋亡與假定的Bcl-2同源域（BH3區(qū)）有關(guān)，而與S1P受體的活化無關(guān)[17]。然而，SphK2催化S1P的生成在多種生理和病理過程中發(fā)揮重要作用。Hait 等報(bào)道SphK2的組蛋白H3區(qū)及其催化產(chǎn)物S1P能調(diào)控組蛋白的乙酰化，且SphK2與去乙?；窰DAC1/2組成的抑制復(fù)合物存在于編碼p21和轉(zhuǎn)錄調(diào)控基因c-fos的啟動(dòng)子中，因此SphK2能促進(jìn)基因的轉(zhuǎn)錄[18]。最近研究表明過表達(dá)SphK2可抑制丁酸鈉對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞的凋亡誘導(dǎo)作用[19]。EGF能誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞SphK2的表達(dá)，抑制SphK2能完全抑制EGF誘導(dǎo)的細(xì)胞遷移，并明顯抑制乳腺癌細(xì)胞種植腫瘤的生長(zhǎng)，而且腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞呈現(xiàn)明顯的抗腫瘤表型，說明SphK2通過影響巨噬細(xì)胞的偏振化而在腫瘤的發(fā)生中起重要的作用[20]。這些研究結(jié)顯示SphK2調(diào)控細(xì)胞增殖或凋亡的作用可能具有細(xì)胞和組織特異性，但也有學(xué)者認(rèn)為上述研究顯示的SphK2促凋亡作用可能是由于亞細(xì)胞區(qū)室內(nèi)非內(nèi)源性過表達(dá)的SphK2蛋白水解后釋放BH3肽所致[21]。

3.2 SphK2與腫瘤的化療

最近研究顯示結(jié)腸癌細(xì)胞中SphK的活性和表達(dá)與奧沙利鉑的化療抵抗密切相關(guān)，抑制SphK1或SphK2均能通過抑制Akt通路的活化、促進(jìn)p53和p21的表達(dá)而提高化療敏感性[22]。特異性SphK2抑制劑ABC294640明顯抑制內(nèi)分泌治療抵抗的MDA-MB231乳腺癌細(xì)胞和化療抵抗的MCF-7IN-R乳腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，并通過內(nèi)源性程序性細(xì)胞死亡途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，而且抑制劑還可抑制裸鼠體內(nèi)移植瘤的生長(zhǎng)[21]。此外，缺氧可誘導(dǎo)上調(diào)肺癌A549細(xì)胞SphK2的蛋白表達(dá)和活性，而采用siRNA沉默SphK2基因可改善腫瘤細(xì)胞對(duì)足葉乙甙的化療抵抗[23]。采用siRNA下調(diào)乳腺癌和結(jié)腸癌細(xì)胞內(nèi)源性SphK2能抑制阿霉素誘導(dǎo)的p21表達(dá)，同時(shí)抑制細(xì)胞G（2）-M期停滯并顯著增強(qiáng)阿霉素誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡[24]。因此，SphK2的異常激活和過表達(dá)可能在腫瘤的化療耐藥中起重要的作用。

4 SphK與胃癌

4.1 SphK1在胃癌組織中的表達(dá)

一項(xiàng)對(duì)206例胃癌組織標(biāo)本的研究結(jié)果顯示SphK1表達(dá)的陽性率為87.9%，明顯高于非腫瘤組織的7.5%，而且腫瘤組織中SphK1表達(dá)較非腫瘤組織明顯增強(qiáng)，SphK1的表達(dá)與腫瘤的浸潤(rùn)深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及TMN分期密切相關(guān)；Ⅰ至Ⅲ期的患者組織中SphK1的表達(dá)強(qiáng)度越高則其5年生存率越低，表明SphK1是胃癌進(jìn)展和預(yù)后的指標(biāo)[25]。此外，Li等檢測(cè)了175例胃癌及配對(duì)的癌旁非癌組織組織中SphK1的表達(dá)，結(jié)果也表明SphK1 mRNA和蛋白的表達(dá)水平顯著高于正常胃黏膜組織和癌旁組織；SphK1的表達(dá)與胃癌患者臨床分期、T分期和M分期等臨床因素有關(guān)；而且高表達(dá)SphK1患者的總體生存期較低表達(dá)者明顯縮短[26]。以上結(jié)果表明SphK1在胃癌中高表達(dá)，SphK1可能在胃癌的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移中起重要作用，并與胃癌患者的預(yù)后密切相關(guān)。

4.2 SphK與胃癌細(xì)胞的增殖、侵襲、血管形成

研究顯示溶血磷脂酸（lysophosphatidic acid，LPA）通過ERK1促進(jìn)胃癌細(xì)胞SphKl mRNA和蛋白的表達(dá)，從而促進(jìn)細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，抑制SphKl的表達(dá)可以減弱LPA 誘導(dǎo)的胃癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲[27]。腹腔注射alphastatin明顯抑制裸鼠皮下胃癌移植瘤SphK的活性，顯著抑制腫瘤的生長(zhǎng)并降低微血管密度[28]，表明Sphk與胃癌的生長(zhǎng)和血管形成有關(guān)。有報(bào)道m(xù)iR-124通過靶向調(diào)控3’-不可譯區(qū)（3'-untranslated region，3'-UTR）而抑制SphK1的表達(dá)，且在胃癌組織標(biāo)本中miR-124的與SphK1的表達(dá)負(fù)相關(guān)；與抑制SphK1的效果相同，上調(diào)miR-124顯著抑制體內(nèi)外胃癌細(xì)胞的增殖和致瘤性；其機(jī)制與誘導(dǎo)p21和p27蛋白的表達(dá)、增強(qiáng)FOXO1的轉(zhuǎn)錄活性及抑制AKT通路有關(guān)[29]。此外，SphK抑制劑DMS與順鉑、5-氟尿嘧啶或絲裂霉素聯(lián)合應(yīng)用可明顯增強(qiáng)化療藥對(duì)胃癌細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制作用；SphK1的反義寡核苷酸（LNA-ASO）抑制胃癌細(xì)胞SphK1 mRNA的表達(dá)可顯著誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡并抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)，從而提高阿霉素的化療敏感性[30]。因此，過表達(dá)SphK促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移，并參與了腫瘤血管的形成，而且可能在胃癌化療耐藥中起重要作用。

5 結(jié) 語

綜上所述，SphK1在包括胃癌在內(nèi)的多腫瘤中表達(dá)增加，能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移，并參與了腫瘤血管的形成，而且可能在腫瘤化療耐藥中起重要作用。然而，腫瘤細(xì)胞SphK1的上調(diào)表達(dá)及其機(jī)制尚不清楚。目前，針對(duì)SphK2的研究結(jié)果不一致，多偏向于SphK2促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖并抑制凋亡。因此，應(yīng)深入研究SphK1促腫瘤機(jī)制的研究，并更多的關(guān)注SphK2在腫瘤的作用及其機(jī)制研究。調(diào)控SphK有望成為包括胃癌在內(nèi)的腫瘤治療的新靶點(diǎn)。

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R735.2

A

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