自噬基因Beclin1在卵巢癌中的研究進(jìn)展

楊雪芬 綜述，張 穎 審校

(廣東醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科，廣東 湛江 524003)

自噬基因Beclin1在卵巢癌中的研究進(jìn)展

楊雪芬 綜述，張 穎 審校

(廣東醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科，廣東 湛江 524003)

婦科惡性腫瘤中卵巢癌的發(fā)病率排名第三，但是死亡率排名第一。自噬是指細(xì)胞在缺乏營(yíng)養(yǎng)和能量等刺激時(shí)受損的生物大分子和細(xì)胞器被溶酶體包裹降解的過(guò)程，自噬參與了細(xì)胞的生理和病理過(guò)程，近來(lái)研究表明自噬對(duì)腫瘤的生物學(xué)有著復(fù)雜且重要的作用。Beclin1是自噬的正向調(diào)控基因，Beclinl與腫瘤之間的關(guān)系正如自噬與腫瘤之間的關(guān)系。自噬基因Beclin1對(duì)卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展、治療和預(yù)后有何影響，本文就此作一綜述。

自噬；Beclin1；卵巢癌

卵巢癌是婦科三大惡性腫瘤之一，近20年來(lái)卵巢癌發(fā)病率以每年0.1%的速度增長(zhǎng)，并隨年齡增長(zhǎng)而升高[1]。國(guó)家癌癥研究會(huì)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，50歲前后診斷為卵巢癌的患者，其五年生存率分別為70.6%、40.6%。患者確診時(shí)多為晚期，該病生存率低且死亡率居首位，術(shù)后易復(fù)發(fā)，是嚴(yán)重威脅婦女健康和生活質(zhì)量的惡性腫瘤。

1 自噬基因Beclin1的概述

自噬是一種有別于Ⅰ型程序性細(xì)胞死亡的細(xì)胞凋亡方式，又被稱為Ⅱ型程序性死亡。有研究[2]指出自噬是通過(guò)調(diào)節(jié)逆轉(zhuǎn)錄RNA來(lái)維持基因的穩(wěn)定性，當(dāng)自噬受抑制的時(shí)候，可能會(huì)增加腫瘤相關(guān)疾病的發(fā)生而且自噬在生物進(jìn)化中有重要的作用。自噬參與了細(xì)胞的整個(gè)周期。自噬分為三種類型：巨自噬、微自噬及分子伴侶介導(dǎo)的自噬，巨自噬即自噬。自噬形成的基本步驟如下：首先在細(xì)胞內(nèi)形成一種稱為隔離膜或吞噬泡的小囊泡樣結(jié)構(gòu)，隔離膜延伸并包裹封閉胞漿需降解的成分形成一個(gè)雙層膜的結(jié)構(gòu)，即自噬體，自噬體與溶酶體直接融合形成自噬溶酶體，或先與內(nèi)涵體融合形成自噬內(nèi)涵體后再與溶酶體融合，包裹的成分最終在溶酶體酶的作用下被降解利用?？赏ㄟ^(guò)電鏡直接觀察自噬體形態(tài)學(xué)的改變和檢測(cè)與自噬相關(guān)的蛋白如Beclin1來(lái)評(píng)價(jià)自噬對(duì)細(xì)胞的影響。Beclin1基因也叫BECN1基因，它是自噬體形成的重要基因，1998年Liang等[3]研究發(fā)現(xiàn)Beclin1基因與酵母的自噬基因ATG6有高度同源性，是酵母ATG6的同系物。而Laddha等[4]最新的研究采用比對(duì)人類癌癥基因庫(kù)的方法，得出人類的腫瘤如卵巢癌、乳腺癌和前列腺癌沒(méi)有Beclin1基因的突變，Beclin1基因的突變僅出現(xiàn)在研究的小鼠中。BECN1和BRCN1相毗鄰，在細(xì)胞中剔除BRCN1基因后，發(fā)現(xiàn)BECN1沒(méi)有發(fā)生單核苷酸的突變和基因突變，因此他推測(cè)BECN1不是引起腫瘤細(xì)胞突變的驅(qū)動(dòng)基因，因此不能認(rèn)為Beclin1是抑癌基因，它只是人染色體17q21區(qū)域上百個(gè)基因中的一個(gè)，真正發(fā)生突變的很有可能是BECN1。

2 自噬與腫瘤的關(guān)系

自噬對(duì)腫瘤的作用是動(dòng)態(tài)而且復(fù)雜的，因腫瘤的類型、腫瘤的分期不同都會(huì)對(duì)自噬的作用產(chǎn)生影響。Kang等[5]研究發(fā)現(xiàn)Beclin1在原發(fā)性肝癌組織中的表達(dá)明顯高于肝硬化、肝炎及正常的肝組織。表明Beclin1在肝癌組織中高表達(dá)，說(shuō)明Beclin1可能會(huì)促進(jìn)腫瘤發(fā)生、發(fā)展。Degenhardt等[6]研究人員通過(guò)在Beclin1+/-且同時(shí)高表達(dá)抗凋亡基因Bcl-2的小鼠腎上皮細(xì)胞中，代謝應(yīng)激后出現(xiàn)了細(xì)胞的大量壞死，而在Beclin1+/+同時(shí)高表達(dá)Bcl-2的細(xì)胞則表現(xiàn)出抗代謝應(yīng)激反應(yīng)降低。將上述兩種細(xì)胞種植到小鼠體內(nèi)后，前種細(xì)胞的致瘤速度快于后者，而且伴有腫瘤組織壞死、出現(xiàn)炎癥反應(yīng)。我們認(rèn)為Beclin1介導(dǎo)的自噬作用是預(yù)防腫瘤壞死及炎癥反應(yīng)、抑制腫瘤發(fā)生發(fā)展的重要途徑。因此有學(xué)者認(rèn)為Beclin1可通過(guò)調(diào)控自噬抑制腫瘤的生長(zhǎng)，因此可作為抑癌基因的候選基因。但Kimmelman[7]認(rèn)為對(duì)于腫瘤生長(zhǎng)期自噬抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，腫瘤生成以后自噬發(fā)揮的則是促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的作用。Zou等[8]通過(guò)對(duì)肺癌細(xì)胞株的研究表示缺氧誘導(dǎo)的自噬可以通過(guò)觀察Beclin1的表達(dá)來(lái)評(píng)估，其可能作為肺癌細(xì)胞抗輻射治療的靶基因。Weng等[9]在口腔癌的研究得出自噬相關(guān)基因Beclin1與口腔癌細(xì)胞株的侵襲、轉(zhuǎn)移和增殖有關(guān)。Beclin1基因或可作為治療口腔癌的一個(gè)靶點(diǎn)。Jiang等[10]的研究則表明Beclin1的表達(dá)降低可能與非小細(xì)胞性肺癌患者的生存率低相關(guān)。隨著研究的深入，表明自噬不僅與腫瘤的發(fā)生發(fā)展相關(guān)，并且會(huì)影響到腫瘤患者的治療和預(yù)后。到目前為止，學(xué)術(shù)界仍無(wú)統(tǒng)一定論。

3 自噬基因Beclin1與卵巢癌

自噬基因Beclin1與腫瘤的關(guān)系復(fù)雜，如果能找到自噬基因Beclin1與卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后和轉(zhuǎn)移之間的關(guān)系，將為卵巢癌的治療提供一種新的思路和途徑。近來(lái)有很多文獻(xiàn)報(bào)道自噬基因Beclin1與卵巢癌的關(guān)系，但是仍沒(méi)有統(tǒng)一的定論。在婦科其他腫瘤如宮頸癌中的自噬研究也同時(shí)表明自噬相關(guān)基因的表達(dá)水平會(huì)影響Hela宮頸癌細(xì)胞株的凋亡，該研究[11]發(fā)現(xiàn)抑制劑處理后的Hela宮頸癌細(xì)胞株，通過(guò)下調(diào)Bcl-2的表達(dá)水平影響自噬體的形成和凋亡的發(fā)生，下調(diào)凋亡前體的Bcl-2家族則引起凋亡的發(fā)生，但是下調(diào)抗凋亡的Bcl-2家族能在Hela細(xì)胞中快速誘導(dǎo)自噬的形成。在治療方面，有研究者[12]在體外通過(guò)唑來(lái)膦酸作用宮頸癌細(xì)胞株認(rèn)為該藥物通過(guò)調(diào)節(jié)自噬相關(guān)蛋白得出其可誘導(dǎo)宮頸癌細(xì)胞的凋亡與自噬，自噬基因Beclin1與卵巢癌的相關(guān)性如下：

3.1 自噬基因Beclin1與卵巢癌的發(fā)生 Qu等[13]發(fā)現(xiàn)在乳腺癌、卵巢癌和前列腺癌中40%～75%有自噬基因Beclin1的等位缺失，用基因敲除的小鼠證明Beclin1的缺失會(huì)引起自噬的降低和細(xì)胞的增殖，其可能與腫瘤的發(fā)生有關(guān)。Laudański等[14]在人卵巢癌標(biāo)本用檢測(cè)與mTOR信號(hào)通路相關(guān)的基因發(fā)現(xiàn)在卵巢癌組織標(biāo)本中較正常卵巢組織和卵巢良性腫瘤Beclin1高表達(dá)，表明Beclin1與卵巢癌的發(fā)病機(jī)制可能相關(guān)。Shen等[15]的研究也表明在卵巢癌組織中自噬相關(guān)蛋白LC3和Beclin1都是低表達(dá)的，自噬的下降可能與卵巢癌的發(fā)生發(fā)展相關(guān)。

3.2 自噬基因Beclin1與卵巢癌細(xì)胞的生長(zhǎng)Duan等[16]用構(gòu)建自噬基因Beclin1的真核表達(dá)載體pcDNA3.1/Beclin1，將其穩(wěn)定轉(zhuǎn)染人卵巢癌細(xì)胞株SKOV3細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)Beclin1在SKOV3中的過(guò)表達(dá)的方法；再用MTT法分析Beclin1過(guò)表達(dá)對(duì)SKOV3增殖的影響，用流式細(xì)胞儀檢測(cè)凋亡和自噬情況，電鏡和熒光顯微鏡下觀察自噬現(xiàn)象。研究結(jié)果表明：自噬基因Beclin1的過(guò)表達(dá)可能抑制SKOV3細(xì)胞在體內(nèi)外的生長(zhǎng)。該研究提示Beclin1可能參與了卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展，亦表明了Beclin1在卵巢癌基因治療的潛在作用。而Smith等[17]用自噬抑制劑體外研究對(duì)卵巢癌細(xì)胞株SKOV3、T80的影響中，結(jié)果表明自噬可能保護(hù)卵巢癌細(xì)胞。細(xì)胞的自噬被抑制后，凋亡水平?jīng)]有下降反而提高。

3.3 自噬基因Beclin1與卵巢癌的治療 卵巢癌細(xì)胞治療包括手術(shù)治療，放化療但是治療效果不佳，卵巢癌的死亡率仍居高不下。Tian等[18]研究發(fā)現(xiàn)沙奎那韋能有效的誘導(dǎo)SKOV3細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可以降低SKOV3細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性，其機(jī)制可能是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激調(diào)控了自噬相關(guān)的mTOR信號(hào)通路和Beclin1的表達(dá)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激系統(tǒng)和自噬也許可以成為腫瘤細(xì)胞化療和降低細(xì)胞耐藥的新途徑。De等[19]用印度醋粟萃取物在體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，可抑制卵巢癌細(xì)胞的增殖效應(yīng)，通過(guò)自噬相關(guān)基因Beclin1和LC3的表達(dá)增高和血管生成相關(guān)因子及缺氧誘導(dǎo)因子的途徑，表明印度醋粟萃取物抑制卵巢癌細(xì)胞OVCA3的增殖，可能通過(guò)自噬途徑，為卵巢的治療提供了新的方法。Bartholomeusz等[20]研究表明PEA15在卵巢癌組織中高表達(dá)的患者生存率較低表達(dá)的要高，預(yù)測(cè)該因子可作為卵巢癌預(yù)后的重要指標(biāo)。

4 展望

關(guān)于自噬基因Beclin1對(duì)卵巢癌的影響是促進(jìn)還是抑制作用，至今仍沒(méi)有定論。有研究者甚至研究發(fā)現(xiàn)自噬基因Beclin1對(duì)人類腫瘤細(xì)胞沒(méi)有致突變作用，不能作為抑癌基因的候選基因。自噬基因Beclin1究竟對(duì)細(xì)胞有無(wú)影響，其介導(dǎo)的自噬對(duì)腫瘤細(xì)胞的凋亡是否有促進(jìn)作用，相關(guān)機(jī)制是什么仍需要更深入的研究，如果能找到其確切機(jī)制闡明作用原理，能為治療卵巢癌的提供一種新途徑，對(duì)診斷和治療卵巢癌患者及判斷預(yù)后來(lái)說(shuō)意義重大。

[1]閆曉娟,鹿 欣.卵巢腫瘤[M].北京:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,2009: 25-28.

[2]Guo H,Chitiprolu M,Gagnon D,et al.Autophagy supports genomic stability by degrading retrotransposon RNA[J].Nat Commun, 2014,5:5276.

[3]Liang XH,Jackson S,Seaman M,et al.Induction of autophagy and inhibition of tumorigenesis by beclin1[J].Nature,1999,402(6762): 672-676.

[4]Laddha SV,Ganesan S,Chan CS,et al.Mutational landscape of the essential autophagy gene BECN1 in human cancers[J].Mol Cancer Res,2014,12(4):485-490.

[5]康凱夫,王曉蔚,陳小伍,等.Beclin1在原發(fā)性肝細(xì)胞癌中的表達(dá)及其臨床意義[J].南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2009,29(1):151-153.

[6]Degenhardt K,Mathew R,Beaudoin B.Autophagy promotes tumor cell survival and restricts necrosis,inflammation,and tumorigenisis [J].Cancer Cell,2006,10:51-64.

[7]Kimmelman AC.The dynamic nature of autophagy in cancer[J]. Genes Dev,2011,25(19):1999-2010.

[8]Zou YM,Hu GY,Zhao XQ,et al.Hypoxia-induced autophagy contributes to radioresistance via c-Jun-mediated Beclin1 expression in lung cancer cells[J].J Huazhong Univ Sci Technolog Med Sci, 2014,34(5):761-767.

[9]Weng J,Wang C,Wang Y,et al.Beclin1 inhibits proliferation,migration and invasion in tongue squamous cell carcinoma cell lines[J]. Oral Oncol,2014,50(10):983-990.

[10]Jiang L,Liang X,Liu M,et al.Reduced expression of liver kinase B1 and Beclin1 is associated with the poor survival of patients with non-small cell lung cancer[J].Oncology Reports,2014,32(5): 1931-1938.

[11]Coker-Gurkan A,Arisan ED,Obakan P,et al.Roscovitine-treated HeLa cells finalize autophagy later than apoptosis by downregulating Bcl 2[J].Mol Med Rep,2015,11(3):1968-1974.

[12]Wang IT,Chou SC,Lin YC.Zoledronic acid induces apoptosis andautophagy in cervical cancer cells[J].Tumour Biol,2014,21: 222-224.

[13]Qu X,Yu J,Bhagat G,et al.Promotion of tumorigenesis by heterozygous disruption of the beclin 1 autophagy gene[J].J Clin Invest, 2003,112(12):1809-1820.

[14]Laudański P,Kowalczuk O,Klasa-Mazurkiewicz D,et al.Selective gene expression profiling of mTOR-associated tumor suppressor and oncogenes in ovarian cancer[J].Folia Histochem Cytobiol, 2011,49(2):317-324.

[15]Shen Y,Liang LZ,Hong MH,et al.Expression and clinical significance of microtubule-associated protein 1 light chain 3(LC3)and Beclin1 in epithelial ovarian cancer[J].Chinese Journal of Cancer, 2008,27(6):595-599.

[16]段振玲,彭芝蘭,王贊宏.自噬基因Beclin1對(duì)上皮性卵巢癌細(xì)胞SKOV3生長(zhǎng)的抑制作用[J].南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2010,30(4); 672-676.

[17]Smith DM,Patel S,Raffoul F.Arsenic,trioxide induces a beclin-1-independent autophagic pathway via modulation of SnoN/ SkiL expression in ovarian carcinoma cells[J].Cell Death Differ, 2010,17(12):1867-1881.

[18]田 靜,胡曉明,瞿全新.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在卵巢癌順鉑耐藥中的作用及其機(jī)制[J].中華腫瘤雜志,2014,36(5):324-328.

[19]De A,Papasian C,Hentges S,et al.Emblica officinalis extract induces autophagy and inhibits human ovarian cancer cell proliferation,angiogenesis,growth of mouse xenograft tumors[J].PLoS One,2013,8(8):e72748.

[20]Bartholomeusz C,Rosen D,Wei C,et al.PEA-15 induces autophagy in human ovarian cancer cells and is associated with prolonged overall survival[J].Cancer Res,2008,68(22):9302-9310.

R737.31

A

1003—6350（2015）13—1941—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.13.0699

2014-10-16)

楊雪芬。E-mail：yangxuefen429@163.com