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    表皮生長(zhǎng)因子受體運(yùn)輸與腫瘤治療的研究進(jìn)展

    2015-02-11 15:43:37陳路譚超
    天津醫(yī)藥 2015年8期
    關(guān)鍵詞:激酶配體傳導(dǎo)

    陳路,譚超

    綜述

    表皮生長(zhǎng)因子受體運(yùn)輸與腫瘤治療的研究進(jìn)展

    陳路,譚超△

    表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)信號(hào)傳導(dǎo)異常參與了腫瘤的發(fā)生發(fā)展,已經(jīng)作為抗腫瘤治療的靶點(diǎn)。本文在EGFR信號(hào)傳導(dǎo)失調(diào)相關(guān)機(jī)制的基礎(chǔ)上,對(duì)EGFR信號(hào)傳導(dǎo)過程中產(chǎn)生的運(yùn)輸異常及其癌基因的相互作用、EGFR靶向藥物在腫瘤治療中的應(yīng)用作一綜述,以期為以EGFR為靶點(diǎn)的腫瘤治療方法以及其參與腫瘤耐藥相關(guān)的最新研究提供參考。

    受體,表皮生長(zhǎng)因子;信號(hào)傳導(dǎo);癌基因;腫瘤治療方案;綜述

    表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)家族又稱為EGFR酪氨酸激酶家族,由EGFR(HER-1/ErbB-1)、ErbB-2(HER2/neu)、ErbB-3(HER3)以及ErbB-4(HER4)4個(gè)不同受體酪氨酸激酶組成[1]。EGFR在多數(shù)腫瘤細(xì)胞中過表達(dá)和(或)突變,通過其介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)使細(xì)胞生長(zhǎng)失控并惡性轉(zhuǎn)化,其在腫瘤組織中的表達(dá)率往往與腫瘤的分化、惡性及浸潤(rùn)程度有關(guān)[1-2]。EGFR過表達(dá)的原因主要包括基因的異常擴(kuò)增。翻譯及翻譯后的異常調(diào)節(jié)以及活化后降解減少,突變后的EGFR某些結(jié)構(gòu)域缺失,導(dǎo)致其下調(diào)機(jī)制受損,從而異常信號(hào)通路被激活,同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致具有配體非依賴性受體的細(xì)胞持續(xù)活化[2]。因此,很多研究將EGFR通路作為抗腫瘤治療的一個(gè)靶點(diǎn)。本文在闡述EGFR信號(hào)傳導(dǎo)失調(diào)相關(guān)機(jī)制的基礎(chǔ)上,對(duì)以EGFR為靶點(diǎn)的腫瘤治療方法及其參與腫瘤耐藥的最新研究進(jìn)展作一綜述。

    1 EGFR概述及其介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

    EGFR是由原癌基因C-erbB-1(HER-1)表達(dá)的產(chǎn)物,其廣泛分布于除血管組織外的上皮細(xì)胞膜上,由621個(gè)氨基酸構(gòu)成的胞外區(qū)(也稱配體結(jié)合區(qū))、螺旋狀疏水結(jié)構(gòu)的跨膜區(qū)以及胞內(nèi)區(qū)構(gòu)成,其中胞內(nèi)區(qū)又分為PKC、Erk/MAPK負(fù)反饋區(qū)域的近膜亞區(qū)、酪氨酸激酶亞區(qū)以及尾部的碳端亞區(qū)3個(gè)亞區(qū)[3]。EGFR介導(dǎo)的信號(hào)通路由配體和受體結(jié)合后啟動(dòng),受體與配體結(jié)合后形成同源或異源二聚體,繼而發(fā)生交聯(lián)磷酸化,激活胞內(nèi)區(qū),從而激活下一級(jí)信號(hào)傳導(dǎo)[4]。目前,EGFR主要有表皮生長(zhǎng)因子(EGF)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF)-α、雙調(diào)蛋白、β-細(xì)胞素BTC、肝素結(jié)合的表皮生長(zhǎng)因子(HBEGF)以及表皮素(EPR)6種配體[5]。

    1.1 EGFR的活化首先EGFR與其配體或其他家族成員結(jié)合后形成同源二聚體,促使EGFR胞內(nèi)區(qū)6個(gè)特異的受體酪氨酸殘基磷酸化,繼而依次將外界各種信號(hào)傳導(dǎo)至細(xì)胞內(nèi)[6]。胞內(nèi)活化信號(hào)主要通過Ras/Raf/MAPK、磷脂酰肌醇(PI3K)/絲蘇氨酸蛋白激酶(Akt)兩條通路,將信號(hào)傳至細(xì)胞核。當(dāng)信號(hào)傳導(dǎo)至細(xì)胞核后,核內(nèi)基因轉(zhuǎn)錄水平增加,促使細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)化,同時(shí)EGFR的表達(dá)也增加。細(xì)胞主要通過EGFR的內(nèi)吞作用以及泛素化依賴的降解途徑來維持EGFR信號(hào)通路的平衡。EGFR自身的突變、過表達(dá)、內(nèi)吞作用以及降解途徑的減弱均會(huì)引起細(xì)胞的多種信號(hào)傳導(dǎo)異常,導(dǎo)致多種疾病的發(fā)生[7]。近年來,腫瘤發(fā)生中EGFR的異常表達(dá)使其成為眾多腫瘤治療研究的靶點(diǎn),而EGFR的異常表達(dá)引起信號(hào)傳導(dǎo)異常的機(jī)制尚未完全清楚。

    1.2 EGFR運(yùn)輸異常及其對(duì)信號(hào)傳導(dǎo)的影響EGFR家族表達(dá)以及細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸?shù)漠惓T谀[瘤的發(fā)生中起重要作用。EGFR發(fā)生突變已在多種腫瘤組織中被發(fā)現(xiàn)[8]。因此突變的EGFR也成為擴(kuò)展抗癌癥治療方法的一個(gè)靶點(diǎn)[9]。突變的EGFR由于某些結(jié)構(gòu)域缺失導(dǎo)致受體下調(diào)機(jī)制被破壞,引起異常信號(hào)通路的持續(xù)激活,從而促使了腫瘤的發(fā)生[10]。

    1.2.1 EGFR致瘤性突變導(dǎo)致運(yùn)輸異常正常生理?xiàng)l件下,EGFR與其配體結(jié)合后才會(huì)被激活,而當(dāng)EGFR過表達(dá)以及發(fā)生特殊的致瘤性突變時(shí),其自身可通過二聚化被激活,同時(shí)這些突變體的生理功能也異于正常的EGFR[11]。腫瘤發(fā)生中EGFR的突變類型主要包括激酶結(jié)構(gòu)域缺失或隱藏。非小細(xì)胞肺癌研究顯示,一系列結(jié)構(gòu)異常的致瘤性EGFR突變體運(yùn)輸至Endocy recycling compartment(ERC),這些突變體與Src具有較強(qiáng)的親和力,Src是EGFR介導(dǎo)的癌癥發(fā)生的一個(gè)關(guān)鍵伴侶[12]。Src激酶可以與磷酸化的受體酪氨酸蛋白激酶(receptor tyrosine kinases,RTKs;包括EGFR)相互作用,通過Erk/MAP激酶通路調(diào)節(jié)增殖;Src與EGFR兩個(gè)激酶通常在一起運(yùn)輸,因此在信號(hào)傳導(dǎo)上具有協(xié)同作用,同時(shí)二者共定位也促進(jìn)了EGFR介導(dǎo)的信號(hào)通路的激活。在結(jié)腸癌、乳腺癌等一些癌癥中也發(fā)現(xiàn)Src有過表達(dá)或者活性增強(qiáng)的現(xiàn)象,且這種現(xiàn)象常與EGFR高水平有關(guān)[6]。由此可見,EGFR突變后可能增強(qiáng)了與Src的相互作用,促進(jìn)了細(xì)胞增殖。正常條件下,EGFR的內(nèi)吞運(yùn)輸作用及泛素化降解途徑共同維持了EGFR信號(hào)活化的平衡,而非小細(xì)胞肺癌相關(guān)的EGFR突變體與Cb1的相互作用受損,導(dǎo)致其泛素化降解障礙,使得信號(hào)通路處于持續(xù)激活狀態(tài)[13]。膠質(zhì)瘤中最常見的EGFR突變體為EGFRⅧ型,其細(xì)胞外區(qū)的267位氨基酸缺失,導(dǎo)致其不能與配體結(jié)合,但其可在Cb1介導(dǎo)的泛素化后下調(diào)[14]。

    1.2.2 癌基因通過調(diào)節(jié)EGFR運(yùn)輸促使腫瘤發(fā)生多種癌基因可以通過影響EGFR運(yùn)輸發(fā)揮其致癌作用。癌基因鳥氨酸核苷酸交換因子(Vav2)主要是在對(duì)生長(zhǎng)因子信號(hào)通路的反應(yīng)中調(diào)節(jié)細(xì)胞黏附、能動(dòng)性、蔓延及擴(kuò)散,可以延緩EGFR內(nèi)化、降解,并增強(qiáng)EGFR、ERK和Akt磷酸化[3]。另一個(gè)癌基因即活化的ACK1,是一個(gè)非酪氨酸激酶,其可以從Cdc42和EGFR等整合信號(hào)。ACK1可通過Arp2/3調(diào)節(jié)蛋白磷酸化和微絲結(jié)合蛋白皮層蛋白,促使EGFR降解。研究認(rèn)為,ACK1單一體細(xì)胞突變后不能與泛素化EGFR結(jié)合,繼而使EGFR穩(wěn)定在漿膜上,從而延長(zhǎng)EGF刺激后的有絲分裂信號(hào),并使一些癌癥對(duì)EGFR酪氨酸激酶抑制劑如吉非替尼產(chǎn)生抵抗作用[15]。

    另一個(gè)通過對(duì)相關(guān)信號(hào)分子運(yùn)輸調(diào)節(jié),促使腫瘤發(fā)生的例子是腫瘤抑制子PTEN(磷酸酶和張力蛋白同族體)和軟脂?;椎鞍淄弩w2(SPRY2)。SPRY2表達(dá)降低通過PTEN依賴的方式引起PI3K/AKT信號(hào)超活化,導(dǎo)致細(xì)胞增殖以及前列腺癌入侵[16]。由此引起的負(fù)反饋調(diào)節(jié)導(dǎo)致EGFR內(nèi)化作用增加,并通過PI3K活化誘導(dǎo)p38 MAPK表達(dá),維持早期核內(nèi)體信號(hào)的穩(wěn)定,活化的p38促使了網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的EGFR內(nèi)化以及降解逃逸,使早期核內(nèi)體的信號(hào)得以穩(wěn)定維持[17]。

    綜上所述,EGFR運(yùn)輸對(duì)信號(hào)傳導(dǎo)具有雙向作用,這可能與EGFR與其下游效應(yīng)器之間復(fù)雜的相互作用有關(guān)。

    2 EGFR靶向藥物在腫瘤治療中的應(yīng)用

    2.1 EGFR直接靶向藥物與放化療聯(lián)合治療研究認(rèn)為,當(dāng)X射線或者化療與低毒性EGFR靶向藥物聯(lián)合治療時(shí)可加強(qiáng)局部放射的致死效果并逆轉(zhuǎn)腫瘤的耐藥性[18]。針對(duì)EGFR的具有抗癌活性的藥物主要有單抗(如西妥昔單抗)和低分子量酪氨酸激酶抑制劑(TKIs,如吉非替尼),它們分別針對(duì)受體的胞外和胞內(nèi)區(qū)域[19]。已有研究表明,西妥昔單抗作為EGFR抗體被內(nèi)化后,可阻止EGFR被內(nèi)源性配體激活,導(dǎo)致EGFR整體表達(dá)下調(diào),從而抑制EGFR信號(hào)通路的激活;而吉非替尼則是在細(xì)胞內(nèi)與EGFR結(jié)構(gòu)域中高度保守的ATP結(jié)合位點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合EGFR,選擇性地抑制EGFR酪氨酸激酶活性,繼而阻斷EGFR信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)[20]。但針對(duì)細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸及受體活性的EGFR直接抗腫瘤藥物治療的效果仍尚未明確,需要進(jìn)一步研究。

    2.2 靶向EGFR運(yùn)輸及活化的藥物在腫瘤治療中的輔助效果EGFR運(yùn)輸?shù)恼{(diào)節(jié)在腫瘤的進(jìn)展中起重要的作用,因此針對(duì)EGFR運(yùn)輸?shù)哪[瘤治療方法的效果往往與患者的預(yù)后有關(guān)。傳統(tǒng)的X射線和化學(xué)治療均會(huì)產(chǎn)生活性氧物質(zhì),從而導(dǎo)致對(duì)放射線敏感及含半胱氨酸的蛋白酪氨酸磷酸酶失活,細(xì)胞激酶和磷酸酶活性間的平衡被打破,EGFR磷酸化并以配體非依賴的方式激活受體激酶,同時(shí)EGFR也可以通過對(duì)其自身活性位點(diǎn)半胱氨酸殘基的修飾而直接活化,這種活化方式通常是伴隨著受體的內(nèi)化以及內(nèi)吞作用產(chǎn)生的信號(hào)傳導(dǎo),但是否依賴于p38或Src、網(wǎng)格蛋白和AP2適配器尚不明確[21]。

    有研究顯示,p38依賴的EGFR內(nèi)化缺陷有效地減少了化療引起的細(xì)胞死亡,EGFR介導(dǎo)的持續(xù)信號(hào)傳導(dǎo)可能來源于漿膜[22],因此配體非依賴的EGFR內(nèi)化將增強(qiáng)化療藥物如順鉑的細(xì)胞毒性。但是,另有研究顯示,減少p38依賴的EGFR內(nèi)化和EGFR依賴的PKB/Akt活化會(huì)導(dǎo)致順鉑抵抗[23]。EGFR的內(nèi)化在腫瘤放化療中的生物效應(yīng)有待進(jìn)一步研究。

    2.3 放化療后EGFR的非典型運(yùn)輸電離輻射治療后,EGFR被認(rèn)為是直接進(jìn)入了細(xì)胞核,并促進(jìn)了DNA-PK依賴的非同源末端連接雙鏈斷裂的DNA的修復(fù),但這種易位的機(jī)制尚存爭(zhēng)議。假設(shè)的分子機(jī)制有:(1)PIKfyve(蛋白激酶B,PKB的一個(gè)底物)參與了核轉(zhuǎn)運(yùn)。在PIKfyve功能受損的人膀胱癌細(xì)胞中,配體刺激后EGFR不能正常運(yùn)輸至核[24]。(2)外被蛋白1(COP1)復(fù)合體介導(dǎo)了從高爾基體到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的轉(zhuǎn)運(yùn)。COP1的缺失抑制了EGF刺激的EGFR轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞核[25]。(3)EGF刺激EGFR逆轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體及部分核易位。該機(jī)制依賴于SNARE蛋白突觸融合蛋白6介導(dǎo)的膜融合以及動(dòng)力蛋白[26]。(4)EGF刺激EGFR的核易位被Sec61β缺失所抑制,Sec61易位子、Sec61β參與了EGFR從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)易位至細(xì)胞核的過程,但Sec61β是否也參與了配體非依賴刺激的EGFR的核易位尚未明確[27]。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)EGFR的膜提取表明,在核輸入之前EGFR必須穿過胞漿,EGFR的疏水區(qū)顯示有分子伴侶的參與,但EGFR逆向轉(zhuǎn)運(yùn)是如何逃脫蛋白酶體的降解的機(jī)制尚不清楚,可能與Sec61以及存在于核內(nèi)膜的EGFR有關(guān)[25]。

    此外,有研究表明,EGFR可以在不進(jìn)入細(xì)胞核的情況下通過早期核內(nèi)體發(fā)現(xiàn)的信號(hào)平臺(tái)發(fā)揮對(duì)DNA的修復(fù)作用,但其對(duì)DNA修復(fù)的作用是直接還是間接仍待確定[28]。另外,同時(shí)行RTK抑制劑處理時(shí),EGFR線粒體易位在化療引起的細(xì)胞死亡過程中產(chǎn)生抗凋亡作用,從而利于藥物抵抗的產(chǎn)生[29]。由此可見,EGFR運(yùn)輸異常參與了腫瘤對(duì)放化療的抵抗,對(duì)其機(jī)制的研究對(duì)腫瘤治療措施的發(fā)展顯得尤為重要。

    3 展望

    EGFR在腫瘤的治療中已成為一個(gè)新的靶點(diǎn),其介導(dǎo)的信號(hào)通路在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用,目前已有許多研究將EGFR靶向藥物與傳統(tǒng)的放化療結(jié)合起來。多項(xiàng)研究表明EGFR信號(hào)參與了化學(xué)治療后細(xì)胞存活以及DNA修復(fù)的作用[30-31],但對(duì)內(nèi)化作用以及EGFR內(nèi)吞后的運(yùn)輸在這些反應(yīng)中的調(diào)節(jié)作用仍然了解較少。對(duì)這一領(lǐng)域分子機(jī)制的研究將為控制EGFR運(yùn)輸、加強(qiáng)對(duì)已對(duì)常規(guī)放化療產(chǎn)生抵抗的腫瘤的治療效果提供基礎(chǔ),相關(guān)治療策略在腫瘤治療中將有良好的發(fā)展前景。

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    [30]Jiao Y,Yu Y,Li B,et al.Protective effect of hydrogen on diabetic pe?ripheral neuropathy by suppressing nulcear factor-kappaB pathway[J].Chin J Contemp Neurol Neurosurg,2013,13(9):772-777.[焦洋,于洋,李波,等.氫氣抑制核因子-κB通路對(duì)糖尿病周圍神經(jīng)病變的保護(hù)作用[J].中國(guó)現(xiàn)代神經(jīng)疾病雜志,2013,13(9):772-777]. doi:10.3969/j.issn.1672-6731.2013.09.008.

    [31]Liu YL,Xie JY.Study on Relationship between metastasis and inter?action of tumor cells and lymphatic endothelial cells[J].J Int Obstet Gynecol,2014,41(1):35-38.[劉穎蕾,謝靜燕.腫瘤細(xì)胞與淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞的交互作用及轉(zhuǎn)移[J].國(guó)際婦產(chǎn)科學(xué)雜志,2014,41(1):35-38].

    (2014-11-24收稿2015-01-05修回)

    (本文編輯陸榮展)

    Correlation study of endothelial growth factor receptor transportation with tumor treatment

    CHEN Lu,TAN Chao△
    The First Clinical Medical College,China Three Gorges University,Yichang 443002,China△

    Abnormal endothelial growth factor receptor transportion was involved in the development of tumor so more and more researches focus it as a target of anti-tumor therapy.Based on the known mechanism in EGFR mis-localization this review summarized the latest research progress in the abnormality in signal of EGFR transportation and its role in tumori?genesis,anti-tumor drug and therapy that target to EGFR.It is aim to provide reference for the development of anti-tumor treatments which target EGFR and for the mechanism in resistance of anti-tumor.

    receptor,epidermal growth factor;signal transduction;oncogenes;antineoplastic protocols;review

    R730.59

    A

    10.11958/j.issn.0253-9896.2015.08.030

    湖北省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2014CFB307)

    湖北宜昌,三峽大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院(郵編443002)

    陳路(1972),男,主治醫(yī)師,學(xué)士,主要從事病理、腫瘤研究

    △通訊作者E-mail:yczxyytanchao@sina.com

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