自噬與腫瘤研究現(xiàn)狀

程尼濤，馬立峰，郭 艾

(首都醫(yī)科大學(xué) 附屬北京友誼醫(yī)院 骨科，北京100050)

自噬(Ⅱ型程序性細(xì)胞死亡)是一種組織細(xì)胞進(jìn)化上相對(duì)保守的分解代謝過(guò)程，是細(xì)胞應(yīng)對(duì)胞內(nèi)或胞外應(yīng)激的一種重要機(jī)制，能保證細(xì)胞在某些特定條件下存活，也能清除過(guò)聚蛋白和損壞的細(xì)胞器來(lái)維持蛋白和細(xì)胞器功能[1]，但過(guò)度自噬也能導(dǎo)致細(xì)胞自噬性死亡[2]。自噬與腫瘤發(fā)生發(fā)展及治療之間的關(guān)系為目前的研究熱點(diǎn)。本綜述擬回顧并總結(jié)近年來(lái)有關(guān)自噬與腫瘤之間關(guān)系的研究進(jìn)展，以期為腫瘤的預(yù)防與治療提供新的思路。

1 自噬

自噬根據(jù)底物進(jìn)入溶酶體途徑分為巨自噬(macroautophagy)、微自噬(microautophagy)、分子伴侶介導(dǎo)的自噬(chaperone-mediated autophagy，CMA)3種[3]。而最近發(fā)現(xiàn)細(xì)胞在某些特定應(yīng)激條件下會(huì)發(fā)生獨(dú)特的非典型自噬[4]，且某些ATG 蛋白具有除自噬外的其他功能[5]。

自噬最初被認(rèn)為是一個(gè)非選擇性過(guò)程，但最近發(fā)現(xiàn)了對(duì)于特殊亞組的幾種選擇性自噬方式。新發(fā)現(xiàn)的自噬受體只因細(xì)胞損傷激活，如細(xì)胞器損傷、抗原入侵、異常變異或過(guò)度聚合的蛋白等，然后標(biāo)記這些異常用于選擇性自噬。這類(lèi)自噬受體p62(SQSTM1)、NDP52、OPTN、NBR1、HDAC6 以及NIX 不僅識(shí)別并促進(jìn)泛素蛋白的消除[6]，有些也能識(shí)別標(biāo)記過(guò)氧化物酶體和內(nèi)在病原[7]。

2 自噬與腫瘤

腫瘤是一種源于致癌基因或抑癌基因突變的復(fù)雜基因病。目前，腫瘤與程序性細(xì)胞死亡(programmed cell death，PCD)之間的復(fù)雜聯(lián)系已經(jīng)被廣泛認(rèn)知[8]，PCD 在決定腫瘤細(xì)胞死亡和存活中發(fā)揮重要作用[9]。但自噬對(duì)腫瘤發(fā)生發(fā)展的具體作用以及自噬對(duì)腫瘤治療的意義觀(guān)點(diǎn)尚不統(tǒng)一。下面闡述自噬與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系以及可能為腫瘤治療提示的新方向。

2.1 自噬與腫瘤發(fā)生發(fā)展

目前認(rèn)為，自噬對(duì)腫瘤的作用是雙重的，一方面能通過(guò)質(zhì)量控制功能抑制慢性組織損傷和炎性反應(yīng)以及維持基因穩(wěn)定來(lái)防止腫瘤發(fā)生，另一方面能通過(guò)營(yíng)養(yǎng)回收維持腫瘤生長(zhǎng)代謝，促進(jìn)腫瘤存活[10]。

2.1.1 自噬抑制腫瘤:自噬能抑制活性氧(reactive oxygen species，ROS)引起的DNA 損傷，也能起到促進(jìn)DNA的修復(fù)作用[11]。組蛋白脫乙酰酶參與同源重組介導(dǎo)的DNA 修復(fù)，Sae2/CtIP 能抑制其作用，而自噬能及時(shí)的消除Sae2/CtIP 以促進(jìn)DNA的修復(fù)[12]。Atg6/Beclin-1 等位基因缺失的小鼠易發(fā)肝臟腫瘤，以及Atg5 或Atg7 敲除的小鼠易發(fā)良性肝細(xì)胞瘤，P62 缺陷引起自噬失效，細(xì)胞內(nèi)缺陷的P62異常積聚很可能是腫瘤易發(fā)的原因[13]。抑癌基因FLCN[14]和VHL[15]均能激活LC3C 介導(dǎo)的自噬過(guò)程，抑制腎透明細(xì)胞癌的發(fā)生。

2.1.2 自噬促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展:營(yíng)養(yǎng)缺乏時(shí)自噬分解胞內(nèi)生物大分子維持細(xì)胞基本活動(dòng)所需的能量[10]，在腫瘤進(jìn)展過(guò)程中，細(xì)胞快速增殖，出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)缺乏和缺氧[16]，而自噬能促進(jìn)腫瘤存活。在RAS變異的腫瘤細(xì)胞內(nèi)也擁有高度的自噬水平，用來(lái)維持線(xiàn)粒體功能和代謝需要，促進(jìn)細(xì)胞存活[17]。

敲除Palb2的乳腺上皮細(xì)胞經(jīng)較長(zhǎng)潛伏期后發(fā)生乳腺上皮細(xì)胞癌，腫瘤存在Trp53 變異。當(dāng)敲除Palb2 并保持P53 正常時(shí)，敲除Beclin-1 等位基因致自噬缺陷能明顯延緩腫瘤的生長(zhǎng)[18]。表明自噬能抑制DNA 損傷時(shí)P53的激活，從而促進(jìn)腫瘤的成長(zhǎng)。

體外培養(yǎng)時(shí)低氧能降低乳腺癌細(xì)胞對(duì)的NK 細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞溶解敏感性[19]。這種變化并非源于NK 細(xì)胞對(duì)靶細(xì)胞的識(shí)別缺陷，而是源于在低氧條件下腫瘤細(xì)胞能自噬降解NK 細(xì)胞誘導(dǎo)的顆粒酶B。標(biāo)記Beclin-1 抑制自噬體外培養(yǎng)能提高腫瘤細(xì)胞中顆粒酶B 水平，而體內(nèi)能通過(guò)增強(qiáng)NK 細(xì)胞腫瘤殺傷效應(yīng)誘導(dǎo)腫瘤退化。因此，低氧時(shí)自噬可能是腫瘤細(xì)胞對(duì)抗NK 細(xì)胞的一種機(jī)制。

2.1.3 自噬決定腫瘤發(fā)展方向:肺GEMMs 細(xì)胞間斷激活Kras 能引發(fā)腫瘤，并在發(fā)生Trp53 變異后逐步發(fā)展為腺瘤和腺癌[20]。但是敲除Atg7后發(fā)現(xiàn)，腫瘤的發(fā)展方向發(fā)生了改變。隨著損壞線(xiàn)粒體的積聚，加速了P53的生產(chǎn)，抑制了腫瘤的生長(zhǎng)，同時(shí)，腫瘤逐步發(fā)展成了良性嗜酸細(xì)胞瘤。該研究表明，肺癌需要自噬清除損壞的線(xiàn)粒體以維持其功能，抑制自噬能減緩腫瘤的生長(zhǎng)，尤為重要的是，腺癌發(fā)展成為了一種較良性的腫瘤。

2.2 自噬與腫瘤治療

腫瘤的靶向治療是現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)。靶向治療的目標(biāo)是阻止腫瘤生長(zhǎng)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞死亡。自噬維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)，與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)，是腫瘤治療的新靶點(diǎn)，為腫瘤靶向治療提供了新思路。

2.2.1 激活自噬治療腫瘤:自噬能維持基因組穩(wěn)定性，促進(jìn)DNA 損傷修復(fù)[11]，而P62 缺陷可導(dǎo)致腫瘤易發(fā)[13]，抑癌基因FLCN[14]和VHL[15]激活LC3C 介導(dǎo)的自噬過(guò)程，抑制腎透明細(xì)胞癌的發(fā)生。這些結(jié)果都說(shuō)明激活自噬是腫瘤治療的一個(gè)潛在靶點(diǎn)。

Bcl-2 家族促進(jìn)細(xì)胞存活，許多成員如Bcl-2、Bcl-X1、Mcl-1是腫瘤抑制蛋白[21]，在很多腫瘤細(xì)胞中都存在過(guò)度表達(dá)[22]。用NL-Bcl-2 siRNA 選擇性沉默Bcl-2[23]，體外能抑制乳腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和細(xì)胞集落的形成，對(duì)裸鼠ER(－)和ER(+)乳腺癌模型單純靜脈注射N(xiāo)L-Bcl-2 siRNA，能持續(xù)強(qiáng)烈的抑制腫瘤中Bcl-2的表達(dá)，顯著增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤效應(yīng)并抑制腫瘤的生長(zhǎng)，與阿霉素聯(lián)合使用能明顯增強(qiáng)其化療效應(yīng)。其機(jī)制可能是沉默Bcl-2后，增強(qiáng)了自噬性細(xì)胞死亡。提示利用siRNA 沉默Bcl-2 增強(qiáng)自噬，可為治療乳腺癌提供新的思路。

細(xì)胞表面生長(zhǎng)因子受體的異常激活與多種人惡性腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)，表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)激活能與Beclin-1結(jié)合形成復(fù)合物，改變Beclin-1的交互作用，抑制自噬，促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌NSCLC的生長(zhǎng)與去分化，并與EGFR 酪氨酸激酶抑制劑(Tyrosine kinase inhibitor，TKI)療法的抵抗相關(guān)[24]。通過(guò)增強(qiáng)自噬能增加TKI的對(duì)NSCLC的療效。

2.2.2 抑制自噬治療腫瘤:對(duì)于Palb2 變異的乳腺癌細(xì)胞，抑制自噬能延緩乳腺癌的成長(zhǎng)，其他有DNA 修復(fù)失效和ROS 過(guò)剩的腫瘤通過(guò)抑制自噬也可能獲得療效[18]。低氧時(shí)自噬可能是腫瘤細(xì)胞對(duì)抗NK 細(xì)胞的一種機(jī)制，抑制自噬增強(qiáng)NK 細(xì)胞抗腫瘤效應(yīng)成為一個(gè)潛在腫瘤治療靶點(diǎn)[19]。阻斷線(xiàn)粒體自噬或以線(xiàn)粒體代謝為靶點(diǎn)也可能成為腫瘤的一種治療方式[17]。肺癌需要自噬清除損壞的線(xiàn)粒體以維持其功能，抑制自噬能減緩腫瘤的生長(zhǎng)，而且腺癌可發(fā)展成為一種良性的嗜酸細(xì)胞瘤[20]。雖然自噬缺陷可能是肺癌發(fā)生的潛在機(jī)制，但阻斷自噬能抑制腫瘤的生長(zhǎng)并使其往良性方向發(fā)展，可作為肺癌治療的一種潛在方法。

化療后的腫瘤細(xì)胞能釋放危險(xiǎn)相關(guān)模式分子(danger associated molecular patterns，DAMPS)，上調(diào)腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞中TIM-4 水平，而TIM-4 能通過(guò)AMPKα1 增強(qiáng)自噬消除腫瘤細(xì)胞，減少腫瘤抗原提呈和CTL 效應(yīng)，從而降低腫瘤的放化療效果;同時(shí)阻斷TIM-4-AMPKα1-自噬途徑能增加CTL 效應(yīng)，可增強(qiáng)腫瘤的化療效果[25]。說(shuō)明腫瘤的免疫耐受可能是由自噬消除死亡的腫瘤細(xì)胞引起，通過(guò)阻斷TIM-4-AMPKα1-自噬途徑降低免疫耐受，可以增強(qiáng)腫瘤的化療效果，可作為一個(gè)潛在的腫瘤治療靶點(diǎn)。

3 結(jié)論與展望

自噬作為真核細(xì)胞特有的現(xiàn)象，與人類(lèi)腫瘤密切相關(guān)。自噬對(duì)腫瘤發(fā)生發(fā)展的作用是雙重的，一方面能通過(guò)質(zhì)量控制功能抑制慢性組織損傷和炎性反應(yīng)以及維持基因穩(wěn)定來(lái)防止腫瘤發(fā)生，另一方面能通過(guò)營(yíng)養(yǎng)回收維持腫瘤生長(zhǎng)代謝，促進(jìn)腫瘤存活。而根據(jù)自噬在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用，可通過(guò)激活或抑制自噬來(lái)達(dá)到腫瘤治療效果，成為腫瘤治療的新靶點(diǎn)。但目前，自噬對(duì)具體腫瘤的作用尚不明確，自噬影響腫瘤發(fā)生發(fā)展及發(fā)揮腫瘤治療作用的具體機(jī)制也尚不清楚，有待進(jìn)一步研究。

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