端粒酶-雄激素非依賴性前列腺癌治療的新靶點(diǎn)

高曉東 陳一戎甘肅省中醫(yī)院血液凈化中心（蘭州 730050）

端粒酶-雄激素非依賴性前列腺癌治療的新靶點(diǎn)

高曉東 陳一戎
甘肅省中醫(yī)院血液凈化中心（蘭州 730050）

前列腺癌是男性癌癥死亡的主要原因之一。雄激素阻斷療法是治療晚期前列腺癌的主要方法。這種方法在治療雄激素依賴性前列腺癌非常有效。然而，這種惡性腫瘤最終會成為雄激素非依賴性，抗雄激素藥物逐漸失去作用，對于雄激素非依賴性前列腺癌的治療，目前沒有一個(gè)行之有效的方法，是臨床上最棘手的問題之一。如何有效治療雄激素非依賴性前列腺癌成為目前醫(yī)學(xué)研究的重點(diǎn)之一。

端粒作為染色體末端的保護(hù)帽，是染色質(zhì)的專門結(jié)構(gòu)。在多數(shù)腫瘤細(xì)胞中，端粒的維持是通過端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶催化合成端粒DNA實(shí)現(xiàn)的。端粒酶出現(xiàn)在大多數(shù)惡性腫瘤組織中，在雄激素非依賴性前列腺癌中表現(xiàn)為高表達(dá)，在正?；蛄夹郧傲邢僭錾M織中檢測不到。此外，人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶基因、端粒酶催化亞單位（hTERT），是受雄激素以及不同的癌基因包括Her-2、Ras、c-Myc和Bcl-2的調(diào)控，這些基因在前列腺癌進(jìn)展中發(fā)揮重要的作用。因此，端粒酶是雄激素非依賴性前列腺癌治療新的靶點(diǎn)。

一、端粒酶與雄激素非依賴性前列腺癌

（一）前言

前列腺癌是男性最常見的惡性腫瘤之一。在發(fā)達(dá)國家是男性死亡的主要原因之一，在我國其發(fā)病率逐年提高，且初診時(shí)已有30%～50%的前列腺癌患者發(fā)生轉(zhuǎn)移[1]。前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)隨著年齡的增長而增加，每年大約4%的患者死于心血管病變。雄激素阻斷療法是該疾病有效的治療方法。然而，由于雄激素非依賴性癌細(xì)胞的出現(xiàn)，腫瘤會對這種治療不敏感[2]，因此對雄激素非依賴性前列腺癌的治療需要尋找新的靶點(diǎn)。雄激素非依賴性前列腺癌最常見的原因是前列腺腫瘤的雄激素受體基因的擴(kuò)增。據(jù)報(bào)道，大約30%的前列腺癌患者通過雄激素阻斷療法后由于雄激素受體的擴(kuò)增表現(xiàn)出雄激素非依賴性[3]。刺激雄激素非依賴性癌細(xì)胞增殖的雄激素劑量低于雄激素依賴性腫瘤細(xì)胞[4]。由雄激素依賴性向雄激素非依賴性前列腺癌的轉(zhuǎn)變同時(shí)與雄激素受體突變頻率的增加有關(guān)。受體的突變可以通過氟他胺等抗雄藥物的刺激完成[5]。雄激素受體的轉(zhuǎn)錄活性通常是由共同調(diào)節(jié)蛋白調(diào)制的。雄激素阻斷治療后復(fù)發(fā)性前列腺癌的發(fā)病可能與生長因子的表達(dá)，如兩個(gè)核受體輔活化子（proline richnuclear receptor coactivator protein, PNRC），轉(zhuǎn)錄中介因子2（transcriptional intermediary factor 2, TIF2）和類固醇受體共激活因子1（Steroid Receptor Coactivator-1, SRC1）有關(guān)[4]。這些共激活因子的表達(dá)增加雄激素受體轉(zhuǎn)錄功能以及提高腫瘤細(xì)胞對低水平雄激素的反應(yīng)。

（二）端粒酶與雄激素非依賴性前列腺癌的關(guān)系

端粒作為染色體末端的保護(hù)帽是專門的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。人類端粒由雙鏈的六核苷酸序列TTAGGG串聯(lián)重復(fù)序列組成[6]。在正常的細(xì)胞中，端?？s短每一輪的細(xì)胞分裂到達(dá)一個(gè)臨界長度時(shí)，細(xì)胞退出細(xì)胞周期同時(shí)進(jìn)行衰老復(fù)制。永久性細(xì)胞以及生殖細(xì)胞采用一些機(jī)制來避免細(xì)胞的衰老。80%～95%腫瘤細(xì)胞的端粒的維持是通過端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶，催化合成端粒DNA重復(fù)序列完成的。

端粒酶活性在正常的人體細(xì)胞缺乏表達(dá)，在大多數(shù)惡性腫瘤及細(xì)胞株端粒酶活性高表達(dá)，表明端粒酶活性與人類惡性腫瘤密切相關(guān)。良性前列腺增生組織中未發(fā)現(xiàn)端粒酶活性表達(dá)，而雄激素非依賴性前列腺癌表現(xiàn)出高水平的端粒酶活性[7]，表明端粒酶激活與雄激素非依賴型前列腺癌發(fā)生過程關(guān)系密切,是雄激素非依賴性前列腺癌治療的新靶點(diǎn)。人類端粒酶主要由3部分組成：人類端粒酶RNA成分（hTR）、人類端粒酶相關(guān)蛋白（TEP1）和人類端粒酶反轉(zhuǎn)錄酶催化亞單位（human telomerase reverse transcriptase，hTERT）[8]。Zhu[9]克隆了hTERT核酸序列，發(fā)現(xiàn)hTERT基因含有逆轉(zhuǎn)錄酶高度保守特異序列?，F(xiàn)已證明hTERT基因mRNA與端粒酶活性表達(dá)一致，其上游表達(dá)對端粒酶活性表達(dá)起重要作用，被認(rèn)為是端粒酶活性表達(dá)的關(guān)鍵組分和限速因子[7]。端粒酶活性與端粒，端粒酶的結(jié)構(gòu)和組分基因及其調(diào)控基因關(guān)系密切。與這些結(jié)果一致的是，高分化前列腺腫瘤中發(fā)現(xiàn)端粒酶hTERT基因免疫活性（格里森評分＞4）[10]。端粒酶活性與前列腺腫瘤的侵襲性也有密切的關(guān)系。與低分化腫瘤相比，高分化腫瘤可以最大限度激活端粒酶活性，端粒酶活性與前列腺癌格里森評分之間存在極顯著的相關(guān)性[11]。通過免疫組化染色觀察人類雄激素阻斷治療后前列腺癌標(biāo)本可以看到端粒酶活性在最高分化的前列腺腫瘤中減少最為明顯[12]。動物實(shí)驗(yàn)研究表明，雄激素阻斷激活了猴子前列腺端粒酶的活性，雄激素對端粒酶活性的負(fù)調(diào)控可能在前列腺惡性腫瘤中失去作用[13]。

（三）端粒酶活性抑制劑治療雄激素非依賴性前列腺癌

最新研究表明[14]，雄激素可以調(diào)節(jié)端粒酶的活性，hTERT基因表達(dá)受雄激素調(diào)控。雄激素敏感的NCaP前列腺癌細(xì)胞激活hTERT啟動子，而雄激素阻斷會導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞hTERT基因的表達(dá)受到抑制伴有端粒酶活性的降低。因而通過端粒酶抑制劑替代抗雄藥物抑制雄激素非依賴性前列腺癌細(xì)胞hTERT基因的表達(dá)，降低腫瘤細(xì)胞端粒酶的活性，達(dá)到治療雄激素非依賴性前列腺癌的目的，為臨床治療雄激素非依賴性前列腺癌提供新的途徑。因此，端粒酶成為雄激素非依賴性前列腺癌治療的新靶點(diǎn)。

（四）反義核酸技術(shù)在雄激素非依賴性前列腺癌治療中的應(yīng)用

反義核酸技術(shù)封閉目的基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯達(dá)到抑制端粒酶活性和基因治療腫瘤的目的，是最常用的端粒酶活性抑制劑之一。硫代是指硫元素代替磷酸基團(tuán)自由氧，是目前反義核酸應(yīng)用最多的一種修飾,它可以增強(qiáng)反義核酸的穩(wěn)定性，提高反義核酸對核酸酶的耐受性，使其藥物半衰期增加10倍，增強(qiáng)反義核酸對腫瘤細(xì)胞的親核性，使反義核酸更容易進(jìn)入腫瘤細(xì)胞核內(nèi)發(fā)揮抗腫瘤作用。有實(shí)驗(yàn)通過構(gòu)建hTERT基因顯性失活載體病毒將其轉(zhuǎn)染入膀胱腫瘤細(xì)胞以降低細(xì)胞端粒酶的活性。實(shí)驗(yàn)研究證明[15]：13～30bp寡核苷酸通過硫代修飾可以直接被細(xì)胞吸收并且能與mRNA穩(wěn)定結(jié)合，從而激活核糖酸酶H，同時(shí)防止細(xì)胞內(nèi)外核酸酶的水解；構(gòu)建病毒載體有可能破壞細(xì)胞本身正?；颍ㄒ职┗?、激活原癌基因，導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生；病毒基因可以和正常細(xì)胞基因發(fā)生重組，產(chǎn)生有活力的逆病毒，使正常細(xì)胞感染病毒。反義核酸沒有上述問題的發(fā)生，有理由發(fā)展成為一種新的基因治療藥物。

（五）雄激素非依賴性前列腺癌進(jìn)展的其他因素

大量分子遺傳學(xué)證據(jù)表明：前列腺癌由雄激素依賴性向雄激素非依賴性轉(zhuǎn)變與抑制前列腺腫瘤細(xì)胞凋亡的雄激素和雄激素受體缺乏有關(guān)。實(shí)驗(yàn)證明，

er-2過度表達(dá)增強(qiáng)雄激素受體和輔助因子之間的相互作用，從而表明Her-2在前列腺癌中的異常表達(dá)以及前列腺腫瘤細(xì)胞在雄激素非依賴性生長中的作用[16]。Ras / MAPK通路的激活與雄激素非依賴性前列腺癌生長有關(guān)[17]，與高分化前列腺癌的發(fā)生相關(guān)[18]。通過Bcl-2基因?qū)?xì)胞凋亡的抑制是前列腺腫瘤抵抗雄激素阻斷治療的另一種機(jī)制[19]。Bcl-2在良性前列腺增生中發(fā)現(xiàn)陰性染色，而在癌前病變的前列腺上皮內(nèi)瘤變觀察Bcl-2染色陽性，被認(rèn)為是人類前列腺癌的主要前體[20]。最后，c-Myc基因在70%雄激素非依賴性前列腺癌中表現(xiàn)為過度表達(dá)或增殖[21]。c-Myc基因依賴的前列腺癌細(xì)胞增殖是雄激素非依賴性的，減少雄激素受體表達(dá)對前列腺腫瘤c-Myc基因過度表達(dá)無效[22]。研究結(jié)果表明，除了雄激素依賴性途徑的改變，端粒酶hTERT基因是由不同的癌基因調(diào)控，包括c-Myc基因、Bcl-2、Her-2基因和Ras基因[23]，這些基因在前列腺癌進(jìn)展中發(fā)揮重要的作用。

結(jié) 論

許多學(xué)者將端粒酶作為直接或間接靶點(diǎn)治療惡性腫瘤。但是端粒酶活性抑制劑只能降低腫瘤細(xì)胞端粒酶活性，并不影響其增殖。只有腫瘤細(xì)胞端?？s短到一個(gè)域值（1-2 kb），細(xì)胞的增殖才會受到影響。而且，端粒酶抑制劑和其他腫瘤藥物一樣會產(chǎn)生耐藥性，端粒酶抑制劑在抑制腫瘤活性的同時(shí)，非端粒酶依賴性端粒調(diào)節(jié)機(jī)制有可能會代償性激活，從而使其對腫瘤的治療失去作用。從腫瘤細(xì)胞端粒酶活性降低到其增殖受到抑制這一階段是端粒酶活性抑制劑應(yīng)用的主要障礙[24]。因此，將前列腺癌反義核酸的基因治療和常規(guī)放療、化療及免疫治療結(jié)合起來，解決端粒酶活性抑制劑應(yīng)用的主要障礙，為端粒酶活性抑制劑的應(yīng)用提供新的方法，為臨床治療雄激素非依賴性前列腺癌提供科學(xué)的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞端粒, 末端轉(zhuǎn)移酶; 前列腺腫瘤/治療

參 考 文 獻(xiàn)

1 Williams S, Chiong E, Lojanapiwat B, et al. Lancet Oncol 2013; 14(12): e524-e534

2 Holmberg L, Van Hemelrijck M. Recent Results Cancer Res 2014; 202: 1-7

3 Boutin B, Tajeddine N, Vandersmissen P, et al. Prostate 2013; 73 (10): 1090-1102

4 Gregory CW, Johnson RT Jr, Mohler JL, et al. Cancer Res 2001; 61(7): 2892-2898

5 Hara T, Miyazaki J, Araki H, et al. Cancer Res 2003;63(1): 149-153

6 Fallet E, Jolivet P, Soudet J, et al. Nucleic Acids Res 2014; 42(6):3648-3665

7 Yoo JE, Park YN, Oh BK, et al. J Biol Chem 2014; 289(10): 6886-6898

8 Shiota M, Yokomizo A, Naito S. J Mol Endocrinol 2011; 47(1): R25-R41

9 Zhu S, Rousseau P, Lauzon C, et al. Biochimie 2014; 101: 93-103

10 Iczkowski KA, Huang W, Mazzucchelli R, et al. Cancer 2004; 100(2): 294-299

11 Kamradt J, Drosse C, Kalkbrenner S, et al. Laboratory Investigation 2003; 83(5): 623-633

12 Iczkowski KA, Pantazis CG, McGregor DH, et al. Cancer 2002; 95(12): 2487-2493

13 Ravindranath N, Ioffe SL, Marshall GR, et al. Prostate 2001; 49(1): 79-89

14 Lee E, Madar A, David G, et al. Proc Natl Acad Sci U S A 2013; 110(39):15710-15715.

15 Vasilkova DV, Azhibek DM, Zatsepin TS, et al. Biochimie 2013; 95(12): 2423-2428

16 Siampanopoulou M, Galaktidou G, Dimasis N, et al. Hippokratia 2013; 17(2): 108-112

17 Mulholland DJ, Kobayashi N, Ruscetti M, et al. Cancer Res 2012; 72(7): 1878-1889

18 Hollenhorst PC, Ferris MW, Hull MA, et al. Genes Dev 2011; 25(20): 2147-2157

19 Liu YB, Gao X, Deeb D, et al. J Carcinog Mutagen 2013; Suppl 6:005

20 林元相, 葉忠興, 康德智, 等. 中華醫(yī)學(xué)雜志 2013; 93(39): 3122-3124

21 Vander Griend DJ, Litvinov IV, Isaacs JT. Int J Biol Sci 2014; 10(6): 627-642.

22 Zhang C, Zhang S, Zhang Z, et al. Oncogene 2013; 9(10): 1038

23 Goueli BS, Janknecht R. Mol Cell Biol 2004; 24(1): 25-35

24 Liu S, Qi Y, Ge Y, et al. Mol Cancer Ther 2010; 9(7): 2016-2025

（2014-03-08收稿）

doi:10.3969/j.issn.1008-0848.2015.01.018

中圖分類號R 737.25