自噬及其與腫瘤生長、侵襲、治療的關(guān)系

史善偉 李一

口腔疾病研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 華西口腔醫(yī)院頭頸腫瘤外科（四川大學(xué)），成都 610041

自噬（autophagy）是真核細(xì)胞中一種高度保守的細(xì)胞生物學(xué)行為，是細(xì)胞的自體吞噬、消化的過程，其中細(xì)胞通過雙層膜結(jié)構(gòu)包裹細(xì)胞內(nèi)的胞漿和小細(xì)胞器，并運(yùn)送到溶酶體中進(jìn)行代謝，為細(xì)胞提供營養(yǎng)物質(zhì)和能量，維持細(xì)胞的代謝平衡，緩解應(yīng)激壓力[1]。自噬可被分為基礎(chǔ)狀態(tài)下的自噬和誘導(dǎo)狀態(tài)下的自噬，基礎(chǔ)狀態(tài)下的自噬代謝速率較低，主要通過清除有聚集傾向的蛋白質(zhì)和損傷的細(xì)胞器來維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)[2]。在低氧、營養(yǎng)匱乏等不利微環(huán)境的誘導(dǎo)下，細(xì)胞通過激活、上調(diào)自噬水平來降解細(xì)胞內(nèi)蛋白聚集體、氧化脂質(zhì)、受損細(xì)胞器等物質(zhì)來維持細(xì)胞存活[3]。

自噬是一種復(fù)雜的生理現(xiàn)象，根據(jù)底物進(jìn)入溶酶體的途徑不同可分為三種類型：巨自噬（macroautophagy）、微自噬（microautophagy）和分子伴侶介導(dǎo)的自噬（chaperone-mediate autophagy，CMA）。巨自噬（通常簡稱為自噬）是細(xì)胞內(nèi)大分子物質(zhì)和小細(xì)胞器被運(yùn)送到溶酶體進(jìn)行降解的過程。在這個過程中，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體膜被拉長，并包裹周圍的細(xì)胞質(zhì)或特定物質(zhì)形成雙層膜結(jié)構(gòu)，即自噬體（autophagosome）。自噬體隨后與溶酶體融合形成自噬溶酶體（autolysosome），其內(nèi)包裹的物質(zhì)被溶酶體內(nèi)水解酶分解代謝，形成小分子物質(zhì)（如氨基酸、核苷酸等）又被細(xì)胞重新利用[4]。微自噬是溶酶體膜隨機(jī)內(nèi)陷包裹周圍細(xì)胞質(zhì)的一種非選擇性的溶酶體降解過程[5]。分子伴侶介導(dǎo)的自噬僅存在于哺乳動物中，是細(xì)胞內(nèi)的分子伴侶蛋白，如熱休克蛋白70（heat shock cognate protein 70，HSC70），與有特定序列的可溶性蛋白底物結(jié)合，最后被運(yùn)送到溶酶體內(nèi)降解的過程，該過程具有一定的選擇性[6]。本文主要就巨自噬這一細(xì)胞內(nèi)主要的自噬類型與惡性腫瘤的發(fā)生過程進(jìn)行探討。

1 調(diào)控自噬的信號通路

1.1 Beclin 1

哺乳動物的Beclin 1與酵母菌Atg6/Vps30是同源基因，其編碼的Beclin 1蛋白對自噬的調(diào)控具有重要的作用。Beclin 1與多種因子（Atg14L，UVRAG，Bif-1，Rubicon，Ambra1，HMGB1，nPIST，VMP1，SLAM，IP3R，PINK）共同作用來調(diào)節(jié)脂質(zhì)激酶Vps34蛋白，促進(jìn)Beclin 1-Vps34-Vps15核心復(fù)合物的形成，從而影響細(xì)胞的自噬活性[7]。在這一過程中，Ⅲ類PI3K激酶復(fù)合物是調(diào)節(jié)作用的核心調(diào)控因子，其包括Vps34/PI3KC3催化亞基、Vps15/PI3KR4調(diào)節(jié)亞基和Beclin 1、UVRAG、Atg14L、Rubicon蛋白[8]。其中Atg14L與Beclin 1的CCD結(jié)構(gòu)域結(jié)合形成的Beclin 1-PI3KC3復(fù)合體能激活Vps34，從而使LC3蛋白聚集和吞噬泡膜延長，促進(jìn)自噬體的形成。紫外線放射抵抗蛋白（ultraviolet radiation resistance-associated gene protein，UVRAG）與Beclin 1的CCD結(jié)構(gòu)域結(jié)合形成的Beclin 1-PI3KC3-UVRAG復(fù)合體可以激活Ⅲ類PI3K激酶復(fù)合物的活性，促進(jìn)自噬體的成熟。而Rubicon作為UVRAG的亞單位與Beclin 1結(jié)合，反而能抑制自噬體的成熟[9]。通過酵母菌的雙雜交系統(tǒng)，研究者發(fā)現(xiàn)Beclin 1蛋白的BH3結(jié)構(gòu)域可與抗凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-W、Bcl-XL相互作用。在乳腺癌中，Bcl-2的過度表達(dá)能抑制癌細(xì)胞的凋亡，Bcl-2也能通過與Beclin 1的BH3結(jié)構(gòu)域結(jié)合來抑制Beclin 1-Vps34復(fù)合物的形成，從而削弱了Ⅲ類PI3K的作用，抑制細(xì)胞的自噬活性[10]。在營養(yǎng)缺乏的條件下，Beclin 1與Bcl-2或Bcl-XL的結(jié)合受到抑制，可以激活細(xì)胞自噬活性。因此，Beclin 1與不同的蛋白分子結(jié)合對自噬體的形成和成熟產(chǎn)生不同的作用。

1.2 雷帕霉素受體

雷帕霉素受體（mammalian target of rapamycin，mTOR）是一種保守的絲氨酸/蘇氨酸激酶，在癌細(xì)胞中起下調(diào)自噬的作用。mTOR可以與多種蛋白質(zhì)結(jié)合形成兩種不同的復(fù)合物：雷帕霉素受體復(fù)合物1（mTORC1）和雷帕霉素受體復(fù)合物2（mTORC2），其中mTORC1在細(xì)胞自噬的負(fù)調(diào)節(jié)中起主要作用。在調(diào)節(jié)mTORC1的三條信號通路中，Ras原癌基因通路和Ⅰ類PI3K-AKT通路具有激活mTORC1的作用，而肝激酶B1（liver kinase B1，LKB1）、AMP激活的蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）則有抑制mTORC1的作用[11]。腫瘤細(xì)胞中的抑制基因PTEN常發(fā)生突變或缺失，PTEN基因的突變或缺失可引起AKT的激活，AKT能夠通過磷酸化TSC2激活mTORC1的結(jié)合蛋白PRAS40，使其與mTORC 1解離從而激活mTORC1[12]。研究發(fā)現(xiàn)，生長因子可以激活Ⅰ類PI3K復(fù)合體和GTPase Ras，從而激活Ⅰ類PI3K-AKT通路，致使TSC1/TSC2磷酸化來激活mTORC1[13]。在低氧、營養(yǎng)匱乏等應(yīng)激條件下，細(xì)胞內(nèi)ATP水平降低而AMP/ATP的比值升高，從而激活抑癌基因LKB1，導(dǎo)致AMPK活化，AMPK激活可以通過磷酸化TSC2來抑制GTPase Rheb，并下調(diào)mTORC1的功能[11]。腫瘤抑制基因p53突變也可以通過激活A(yù)MPK來抑制mTORC1的活性。在mTORC1的下游調(diào)節(jié)通路中，mTORC1的激活能促進(jìn)哺乳動物自噬相關(guān)蛋白13（mammalian autophagy related protein 13，mAtg13）與ULK的結(jié)合，并通過磷酸化ULK1復(fù)合體來抑制自噬體的形成，從而抑制自噬活性[14]。

2 自噬的測量

真核生物細(xì)胞中自噬的檢測和定量分析對研究自噬對真核生物生長發(fā)育的影響和自噬與疾病的關(guān)系有重要作用。目前，對自噬體的測量主要有三種方法：電鏡觀察、Western免疫印跡技術(shù)和LC3免疫熒光顯微鏡技術(shù)。自噬體在超微結(jié)構(gòu)下被定義為包含未被消化的細(xì)胞質(zhì)或小細(xì)胞器（如線粒體，部分內(nèi)質(zhì)網(wǎng)），且未與溶酶體融合的雙層膜結(jié)構(gòu)。利用電鏡觀察自噬體的結(jié)構(gòu)可以對自噬體從早期到晚期的體積進(jìn)行定性或定量測量[13]。細(xì)胞自噬是一個動態(tài)過程，對自噬體數(shù)量的測量只能描述自噬過程中的某一靜態(tài)瞬間，而不能反映其整體的動態(tài)活性。基于這一缺陷，自噬潮（autophagic flux）這一概念被引入，用于描述自噬活性，其是指底物被自噬體包裹后運(yùn)送到溶酶體內(nèi)降解并重新利用的整個過程，主要通過微管相關(guān)蛋白1的輕鏈3（microtubuleassociated protein 1 light chain 3，LC3）在不同條件下的濃度變化進(jìn)行描述。在自噬過程中，LC3首先切除C端的氨基酸轉(zhuǎn)化成為散布于胞漿內(nèi)的LC3-Ⅰ，LC3-Ⅰ再與磷脂酰乙醇胺（phosphatidyl ethanolamine，PE）結(jié)合形成穩(wěn)定存在于自噬體內(nèi)膜和外膜上的LC3-Ⅱ從而在細(xì)胞自噬的整個過程中發(fā)揮重要的調(diào)控作用[15]。LC3是哺乳動物細(xì)胞中酵母Atg8基因的同源物，定位于前自噬泡和自噬泡表面，在哺乳動物自噬泡形成過程中，LC3在協(xié)同由Atg3、Atg5、Atg7、Atg10、Atg12參與組成的泛素樣蛋白加工修飾過程中起重要作用，其表達(dá)和LC3-Ⅰ至LC3-Ⅱ的轉(zhuǎn)化程度成為自噬水平的重要標(biāo)志[16]。因此，免疫熒光蛋白LC3（green fluorescent protein- LC3，GFPLC3）可以作為細(xì)胞內(nèi)檢測自噬體的特異標(biāo)記物。細(xì)胞中LC3水平升高可能是由于自噬活性的增加導(dǎo)致，也可能是由于自噬體在后期降解過程被阻滯導(dǎo)致，因此單純在某一時(shí)間點(diǎn)測量細(xì)胞在特定藥物作用下的LC3含量并不能準(zhǔn)確反映細(xì)胞的自噬活性。實(shí)驗(yàn)中通常需要測量細(xì)胞基礎(chǔ)自噬與自噬阻滯條件下的LC3含量差別來準(zhǔn)確反映細(xì)胞自噬的動態(tài)活性。廣泛使用的自噬抑制劑是氯喹（Chloroquine）、巴弗洛霉素A1（Baf ilomycin A1）或溶酶體蛋白酶等，通過阻斷自噬體與溶酶體的融合，導(dǎo)致自噬體的積累[17]。利用蛋白免疫印跡技術(shù)和免疫熒光顯微鏡技術(shù)檢測目標(biāo)細(xì)胞與正常細(xì)胞基礎(chǔ)水平下LC3的含量，可以反映細(xì)胞的自噬活性，對誘導(dǎo)狀態(tài)下自噬潮的測量可反映出細(xì)胞的自噬潛力。近年來，除了LC3，p62蛋白檢測亦被用于自噬水平評價(jià)中。p62/SQSTM1是一種多功能蛋白，參與多種信號傳導(dǎo)通路（包括凋亡和細(xì)胞自噬），其包含與LC3蛋白結(jié)合的結(jié)構(gòu)域，二者的結(jié)合物進(jìn)入自噬溶酶后被降解，如果自噬被抑制，SQSTM1水平則上升。p62/SQSTM1的水平與基礎(chǔ)自噬水平成負(fù)相關(guān)關(guān)系，可以利用細(xì)胞免疫組織化學(xué)、染色、蛋白免疫印跡法和GFP標(biāo)記方法對p62進(jìn)行連續(xù)測量來反映自噬的活性[18]。

3 自噬與腫瘤

自噬在腫瘤發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移的過程中具有“雙刃劍”的作用。首先，在腫瘤發(fā)生的前期，自噬可以通過清除正常細(xì)胞內(nèi)受損線粒體、過氧化物酶體及其他細(xì)胞毒性物質(zhì)來維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)，抑制癌基因的激活，防止腫瘤的發(fā)生[4]。其次，在已經(jīng)惡性轉(zhuǎn)化的癌細(xì)胞中，自噬通過再循環(huán)作用，為癌細(xì)胞的生存提供營養(yǎng)物質(zhì)，從而維持癌細(xì)胞的存活，并能促進(jìn)惡性腫瘤的增殖和侵襲轉(zhuǎn)移[19]。

3.1 自噬對腫瘤的抑制作用

在哺乳動物體內(nèi)，病原體和細(xì)胞毒性物質(zhì)的刺激可以使機(jī)體產(chǎn)生慢性炎性損傷，而慢性炎癥環(huán)境又可以激活癌基因，導(dǎo)致腫瘤發(fā)生[20]。Beclin 1等位基因缺失能引起p62的積累并抑制核轉(zhuǎn)錄因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）通路，從而引起細(xì)胞壞死，并能使Kupffer巨噬細(xì)胞聚集，引發(fā)炎癥反應(yīng)，最終導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生[21]。細(xì)胞內(nèi)的自噬作用可以清除過量積累的p62，防止細(xì)胞壞死引起的炎癥，從而預(yù)防腫瘤的發(fā)生。在應(yīng)激條件下，細(xì)胞內(nèi)線粒體損傷，可導(dǎo)致活性氧（reactive oxygen species，ROS）的積累，造成DNA損傷[22]。自噬既能清除細(xì)胞內(nèi)損傷的線粒體，防止ROS的積累，維持染色體的穩(wěn)定；又能夠通過分解代謝作用為DNA修復(fù)提供必需的核苷酸[2]。因此，自噬可以通過維持細(xì)胞內(nèi)染色體的穩(wěn)定，防止癌基因激活，預(yù)防腫瘤的發(fā)生。自噬也能促進(jìn)機(jī)體的免疫應(yīng)答反應(yīng)，清除腫瘤相關(guān)病毒和腫瘤細(xì)胞，從而達(dá)到對腫瘤的抑制作用。研究發(fā)現(xiàn)，抗原呈遞細(xì)胞中的自噬反應(yīng)能夠影響多種細(xì)胞因子的釋放，從而在細(xì)胞死亡之前激活免疫應(yīng)答反應(yīng)；同時(shí)，自噬也能激活骨髓淋巴細(xì)胞并維持骨髓淋巴細(xì)胞的存活，因此，自噬在先天性免疫應(yīng)答反應(yīng)中具有重要的作用[23]。從免疫學(xué)角度，腫瘤細(xì)胞必須通過失去抗原特性或者抑制免疫應(yīng)答反應(yīng)來逃避免疫監(jiān)控從而得以存活，腫瘤細(xì)胞的自噬可以激活并增強(qiáng)MHCⅠ類和Ⅱ類分子對抗原的呈遞和對CD4+T細(xì)胞的活化，增強(qiáng)細(xì)胞的免疫應(yīng)答反應(yīng)，從而增強(qiáng)機(jī)體清除腫瘤細(xì)胞的能力，預(yù)防腫瘤的發(fā)生[24]。綜上所述，自噬能通過抑制機(jī)體內(nèi)的炎癥反應(yīng)，維持染色體穩(wěn)定和促進(jìn)機(jī)體免疫應(yīng)答反應(yīng)等途徑來抑制腫瘤的發(fā)生。

3.2 自噬對腫瘤的促進(jìn)作用

3.2.1 自噬有利于腫瘤細(xì)胞的存活和增殖 腫瘤微環(huán)境主要由癌細(xì)胞、非惡性上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、血管、免疫細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)等組成，這些因素相互作用，對腫瘤的發(fā)生、增殖和轉(zhuǎn)移具有重要的作用。自噬作為腫瘤細(xì)胞生存的重要機(jī)制，可以在腫瘤細(xì)胞和腫瘤微環(huán)境之間起調(diào)節(jié)作用。研究發(fā)現(xiàn)，在低氧和營養(yǎng)缺乏的環(huán)境下，肝腫瘤干細(xì)胞CD133+細(xì)胞能夠通過激活自噬來維持細(xì)胞存活[25]。缺氧誘導(dǎo)因子（hypoxia-inducible factors，HIF）-1α和-2α是細(xì)胞適應(yīng)低氧環(huán)境的主要轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子。在低氧情況下，HIF因子激活編碼葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)和糖酵解酶基因的轉(zhuǎn)錄，而后者能抑制Bcl-2和Beclin 1的結(jié)合，促進(jìn)Beclin 1激活細(xì)胞的自噬來清除損傷線粒體，減少ROS產(chǎn)生[26]。

腫瘤細(xì)胞通過自噬分解代謝作用產(chǎn)生營養(yǎng)物質(zhì)和能量來維持腫瘤細(xì)胞的生存，并緩解外界環(huán)境對腫瘤細(xì)胞的應(yīng)激壓力。自噬最初是在酵母菌應(yīng)對饑餓時(shí)發(fā)現(xiàn)的，酵母菌通過自噬維持氨基酸水平和上調(diào)線粒體功能來支持饑餓條件下酵母細(xì)胞的存活[27]。自噬在低氧區(qū)域的腫瘤細(xì)胞中非常突出，如果敲除重要的自噬相關(guān)基因，可導(dǎo)致低氧區(qū)域的腫瘤細(xì)胞發(fā)生死亡[28]。此外，Ras致癌基因的活化，可誘發(fā)腫瘤的生長，這些腫瘤細(xì)胞通過上調(diào)自噬水平來提高在應(yīng)激環(huán)境下的生存能力[29]。研究發(fā)現(xiàn)，雄激素可以通過上調(diào)自噬，增加前列腺腫瘤細(xì)胞內(nèi)的脂質(zhì)水平來促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的生長[30]。線粒體是細(xì)胞內(nèi)氧化磷酸化和合成三磷酸腺苷的主要場所，并為細(xì)胞的生命活動提供能量，自噬作用可以使腫瘤細(xì)胞在低氧等應(yīng)激條件下保持線粒體的功能，從而為腫瘤細(xì)胞的增殖提供充足的能量。

3.2.2 自噬有利于細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移 腫瘤休眠是惡性腫瘤細(xì)胞的生物特性之一。腫瘤細(xì)胞的休眠作用一方面可以使腫瘤逃避手術(shù)和放療的打擊，在休眠細(xì)胞重新激活增殖后導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)，另一方面也可以保持腫瘤轉(zhuǎn)移時(shí)的細(xì)胞活性[31]。自噬能使休眠的腫瘤細(xì)胞抵抗細(xì)胞凋亡，對其生存有重要的保護(hù)作用。乳腺癌細(xì)胞向骨髓轉(zhuǎn)移時(shí)，癌細(xì)胞會在骨髓中以休眠的形式存活一段時(shí)間，而骨髓微環(huán)境中有大量腫瘤壞死因子相關(guān)的凋亡誘導(dǎo)配體（tumor necrosis factor-related apoptosis inducing ligand，TRAIL），TRAIL可以通過T細(xì)胞和NK細(xì)胞介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡來抑制腫瘤的轉(zhuǎn)移，最近研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞中自噬水平的上調(diào)可以抑制TRAIL，從而保護(hù)休眠的腫瘤細(xì)胞[32]。在卵巢癌和消化道間質(zhì)瘤的轉(zhuǎn)移腫瘤細(xì)胞中，腫瘤抑制基因ARHⅠ（aplasia ras homolog member Ⅰ）能激活自噬，并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞休眠，但如果ARHⅠ的表達(dá)水平下降，休眠的腫瘤細(xì)胞就會恢復(fù)增殖潛能并迅速生長[33]。如果抑制ARHⅠ介導(dǎo)的自噬，則能顯著降低種植轉(zhuǎn)移腫瘤細(xì)胞的再生長，從而證明，自噬對休眠細(xì)胞的存活和再生長具有重要作用[34]。

正常細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)失去接觸會誘發(fā)細(xì)胞的程序性死亡，即失巢凋亡。細(xì)胞的失巢凋亡能維持機(jī)體的生長發(fā)育和自身平衡，如小鼠可以通過這一過程清除其乳腺導(dǎo)管形成過程中基底膜上脫落的上皮細(xì)胞[35]。腫瘤細(xì)胞通過特殊的蛋白質(zhì)附著于宿主細(xì)胞或細(xì)胞外基質(zhì)上以保持其生理活性，在向遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的過程中必須激活抗失巢凋亡機(jī)制來維持細(xì)胞的存活。腫瘤細(xì)胞在脫離細(xì)胞外基質(zhì)后，β1整合素信號通路受到破壞，而細(xì)胞脫離細(xì)胞外基質(zhì)或β1整合素信號通路阻滯均可激活細(xì)胞自噬[36]。自噬可以使脫離細(xì)胞外基質(zhì)的腫瘤細(xì)胞通過重新代謝作用為自身提供營養(yǎng)物質(zhì)以維持其生存。在腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移過程中，自噬可以保護(hù)腫瘤細(xì)胞通過脈管系統(tǒng)，并在遠(yuǎn)處附著生存[37]。自噬對失巢凋亡的抑制作用可以使惡性腫瘤細(xì)胞在侵襲轉(zhuǎn)移過程中存活下來，并使腫瘤細(xì)胞在宿主細(xì)胞或細(xì)胞外基質(zhì)環(huán)境中得以生存。但自噬的抗失巢凋亡機(jī)制尚不清楚。

上皮—間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）是上皮細(xì)胞經(jīng)過特定程序促使其黏附分子表達(dá)減少，細(xì)胞骨架的主要構(gòu)成由角蛋白轉(zhuǎn)化為波形蛋白，最終使上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)殚g充質(zhì)細(xì)胞表型的過程。上皮性腫瘤細(xì)胞在EMT轉(zhuǎn)化過程中，細(xì)胞極性和細(xì)胞間黏附性喪失，使細(xì)胞獲得以遷移、浸潤為特點(diǎn)的特殊表型，從而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的播散[38]。肝細(xì)胞癌HepG2和BEL7402的細(xì)胞自噬經(jīng)饑餓誘導(dǎo)后能抑制上皮細(xì)胞標(biāo)志物的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞間充質(zhì)標(biāo)志物的表達(dá)及上皮—間充質(zhì)的轉(zhuǎn)化，從而促進(jìn)肝細(xì)胞癌的侵襲和轉(zhuǎn)移。但經(jīng)氯喹和Atg3或Atg7對肝細(xì)胞癌的自噬抑制處理后，肝細(xì)胞癌的EMT和侵襲性均受到抑制。EMT在轉(zhuǎn)化過程中能使Beclin 1重新表達(dá)，激活細(xì)胞自噬。乳腺癌細(xì)胞可通過EMT和自噬的協(xié)同作用共同抵抗細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（cytotoxic T-lymphocytes，CTL）的殺傷作用[39]。EMT在改變腫瘤細(xì)胞表型的過程中能通過誘導(dǎo)自噬作用來使腫瘤細(xì)胞逃避機(jī)體免疫系統(tǒng)的監(jiān)測。

微泡分泌是細(xì)胞內(nèi)包含蛋白質(zhì)的多泡體（multivesicular bodies，MVBs）與細(xì)胞膜融合后釋放到細(xì)胞外的過程，可以以信號因子的形式進(jìn)行細(xì)胞間的信號傳遞。細(xì)胞內(nèi)多泡體的代謝有三種方式：1）MVBs與溶酶體融合而被降解；2）在病理性刺激下，MVBs能與細(xì)胞膜融合，其內(nèi)的蛋白質(zhì)作為主要組織相容性復(fù)合物Ⅱ類分子（major histocompatibility complex Ⅱ ，MHC-Ⅱ）于細(xì)胞膜的表面表達(dá)；3）MVBs分泌到細(xì)胞外，并以微泡分泌的形式進(jìn)行細(xì)胞間的信號傳遞。微泡分泌對腫瘤細(xì)胞的免疫調(diào)控起重要作用。B細(xì)胞的微泡分泌可以以抗原呈遞的的方式激活CD4+T細(xì)胞，同時(shí)，樹突狀細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞的微泡分泌過程都具有激活體內(nèi)抗腫瘤免疫反應(yīng)作用，能有效地抑制腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移。因此，微泡分泌在腫瘤的免疫治療領(lǐng)域中受到廣泛關(guān)注。在K652細(xì)胞微泡分泌的研究中發(fā)現(xiàn)，MVBs參與自噬的形成過程，并且在使用聚焦顯微鏡中發(fā)現(xiàn)細(xì)胞中MVBs過度表達(dá)Rab11蛋白和LC3蛋白，Rab11蛋白對自噬體與MVBs的融合起重要作用，而自噬的誘導(dǎo)也可以導(dǎo)致LC3蛋白過度表達(dá)，并使MVBs參與到自噬形成的過程中，從而能抑制微泡分泌[40]。網(wǎng)織紅細(xì)胞在成熟過程中，一些廢棄的膜蛋白和細(xì)胞器被釋放到MVBs中，從而被運(yùn)送到體外，而這些膜蛋白和細(xì)胞器也可以通過自噬的分解代謝作用被消化，因此，在形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)的研究中發(fā)現(xiàn)，自噬體先與MVBs融合，然后再與溶酶體融合，從而抑制細(xì)胞的微泡分泌[41]。腫瘤細(xì)胞的自噬可以通過抑制微泡分泌，來降低機(jī)體對腫瘤細(xì)胞的免疫監(jiān)測功能，從而促進(jìn)腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移能力。

4 自噬與腫瘤的治療

自噬在腫瘤發(fā)生、發(fā)展的不同階段中有不同的作用，因此自噬在腫瘤的治療過程中也發(fā)揮著不同的作用，正確利用自噬作用可以有效的提高療效，延緩腫瘤復(fù)發(fā)，但對腫瘤細(xì)胞的自噬利用不當(dāng)，就會產(chǎn)生不良后果。通過抑制或激活腫瘤細(xì)胞的自噬進(jìn)行個體化治療是當(dāng)今研究的一個熱點(diǎn)。

4.1 抑制自噬在腫瘤治療中的作用

腫瘤細(xì)胞的自噬可以降低放療、化療對腫瘤的治療效果，因此可以通過抑制自噬來提高腫瘤細(xì)胞對放療、化療的敏感性，從而提高腫瘤的治療效果。自噬抑制治療已經(jīng)在神經(jīng)膠質(zhì)瘤、骨髓瘤、乳腺癌、直腸癌、前列腺癌等多種腫瘤的治療中被證實(shí)有效[42]。研究[43]發(fā)現(xiàn)，自噬阻滯劑氯喹及其衍生物羥氯喹與DNA烷化劑環(huán)磷酰胺結(jié)合能夠明顯地增加腫瘤消退率，而且可以顯著延緩腫瘤的復(fù)發(fā)。同時(shí)，氯喹和羥氯喹在腫瘤的放療和化療中具有協(xié)同作用。

在口腔鱗癌患者預(yù)后的研究中發(fā)現(xiàn)，LC3高表達(dá)患者的預(yù)后比LC3低表達(dá)患者的預(yù)后差[44]，相同的研究[45]也表明，抑制口腔鱗癌基礎(chǔ)水平的自噬可增強(qiáng)口腔鱗癌化療的敏感性。雷帕霉素以及Beclin 1基因均可通過調(diào)控LC3的表達(dá)，上調(diào)舌鱗癌細(xì)胞的自噬水平，從而抑制舌鱗癌的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移能力。由此可見，不同水平的自噬對口腔鱗癌的的作用不同。目前，口腔鱗癌細(xì)胞自噬的分子調(diào)控機(jī)制以及自噬在口腔鱗癌發(fā)展不同階段的作用仍需進(jìn)一步研究。正確調(diào)控口腔鱗癌自噬水平，對口腔鱗癌的治療和預(yù)后具有重要臨床意義。

4.2 激活自噬在腫瘤治療中的作用

雖然抑制自噬在腫瘤治療中發(fā)揮重要作用，但也有很多腫瘤在激活自噬狀態(tài)下對腫瘤的治療有促進(jìn)作用。在營養(yǎng)缺乏或饑餓情況下，細(xì)胞可以通過自噬的分解代謝作用產(chǎn)生營養(yǎng)物質(zhì)和能量來維持細(xì)胞一段時(shí)間的生存，但自噬也可以導(dǎo)致細(xì)胞體積隨時(shí)間而縮小，如果時(shí)間過長，就會導(dǎo)致細(xì)胞自噬性死亡。

對腎移植患者的回顧性研究發(fā)現(xiàn)，雷帕霉素對腫瘤的發(fā)生有抑制作用[46]。雷帕霉素及其類似物坦羅莫司是一種mTOR抑制劑，可以選擇性的激活靶細(xì)胞的自噬。臨床上雷帕霉素僅在治療腎細(xì)胞癌、神經(jīng)內(nèi)分泌癌和淋巴瘤中取得成功，雷帕霉素結(jié)合細(xì)胞毒性化療藥物可以提高腫瘤細(xì)胞的死亡，從而提高抗腫瘤的療效。

[1]Lozy F,Karantza V.Autophagy and cancer cell metabolism[J].Semin Cell Dev Biol,2012,23(4):395-401.

[2]Eskelinen EL.The dual role of autophagy in cancer[J].Curr Opin Pharmacol,2011,11(4):294-300.

[3]Chen N,Karantza-Wadsworth V.Role and regulation of autophagy in cancer[J].Biochim Biophys Acta,2009,1793(9):1516-1523.

[4]Levine B,Mizushima N,Virgin HW.Autophagy in immunity and inflammation[J].Nature,2011,469(7330):323-335.

[5]Li WW,Li J,Bao JK.Microautophagy:lesser-known selfeating[J].Cell Mol Life Sci,2012,69(7):1125-1136.

[6]Wang Y,Singh R,Xiang Y,et al.Macroautophagy and chaperone-mediated autophagy are required for hepatocyte resistance to oxidant stress[J].Hepatology,2010,52(1):266-277.

[7]Kang R,Zeh HJ,Lotze MT,et al.The Beclin 1 network regulates autophagy and apoptosis[J].Cell Death Differ,2011,18(4):571-580.

[8]Lorin S,Hama? A,Mehrpour M,et al.Autophagy regulation and its role in cancer[J].Semin Cancer Biol,2013,23(5):361-379.

[9]Rosenfeldt MT,Ryan KM.The role of autophagy in tumour development and cancer therapy[J].Expert Rev Mol Med,2009,11:e36.

[10]Wei Y,Pattingre S,Sinha S,et al.JNK1-mediated phosphorylation of Bcl-2 regulates starvation-induced autophagy[J].Mol Cell,2008,30(6):678-688.

[11]Wang RC,Wei Y,An Z,et al.Akt-mediated regulation of autophagy and tumorigenesis through Beclin 1 phosphorylation[J].Science,2012,338(6109):956-959.

[12]Neufeld TP.TOR-dependent control of autophagy:biting the hand that feeds[J].Curr Opin Cell Biol,2010,22(2):157-168.

[13]Yl?-Anttila P,Vihinen H,Jokitalo E,et al.Monitoring autophagy by electron microscopy in Mammalian cells[J].Meth Enzymol,2009,452:143-164.

[14]Chan EY.mTORC1 phosphorylates the ULK1-mAtg13-FIP200 autophagy regulatory complex[J].Sci Signal,2009,2(84):e51.

[15]Nakatogawa H,Suzuki K,Kamada Y,et al.Dynamics and diversity in autophagy mechanisms:lessons from yeast[J].Nat Rev Mol Cell Biol,2009,10(7):458-467.

[16]Wild P,McEwan DG,Dikic I.The LC3 interactome at a glance[J].J Cell Sci,2014,127(Pt 1):3-9.

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

[18]Pircs K,Nagy P,Varga A,et al.Advantages and limitations of different p62-based assays for estimating autophagic activity in Drosophila[J].PLoS ONE,2012,7(8):e44214.

[19]White E.Deconvoluting the context-dependent role for autophagy in cancer[J].Nat Rev Cancer,2012,12(6):401-410.

[20]White E,Karp C,Strohecker AM,et al.Role of autophagy in suppression of inflammation and cancer[J].Curr Opin Cell Biol,2010,22(2):212-217.

[21]Mathew R,White E.Autophagy in tumorigenesis and energy metabolism:friend by day,foe by night[J].Curr Opin Genet Dev,2011,21(1):113-119.

[22]Mah LY,Ryan KM.Autophagy and cancer[J].Cold Spring Harb Perspect Biol,2012,4(1):a008821.

[23]Ma Y,Galluzzi L,Zitvogel L,et al.Autophagy and cellular immune responses[J].Immunity,2013,39(2):211-227.

[24]English L,Chemali M,Duron J,et al.Autophagy enhances the presentation of endogenous viral antigens on MHC class I molecules during HSV-1 infection[J].Nat Immunol,2009,10(5):480-487.

[25]Song YJ,Zhang SS,Guo XL,et al.Autophagy contributes to the survival of CD133+ liver cancer stem cells in the hypoxic and nutrient-deprived tumor microenvironment[J].Cancer Lett,2013,339(1):70-81.

[26]Semenza GL.Def ining the role of hypoxia-inducible factor 1 in cancer biology and therapeutics[J].Oncogene,2010,29(5):625-634.

[27]Suzuki SW,Onodera J,Ohsumi Y.Starvation induced cell death in autophagy-defective yeast mutants is caused by mitochondria dysfunction[J].PLoS ONE,2011,6(2):e17412.

[28]Karantza-Wadsworth V,Patel S,Kravchuk O,et al.Autophagy mitigates metabolic stress and genome damage in mammary tumorigenesis[J].Genes Dev,2007,21(13):1621-1635.

[29]Yang S,Wang X,Contino G,et al.Pancreatic cancers require autophagy for tumor growth[J].Genes Dev,2011,25(7):717-729.

[30]Shi Y,Han JJ,Tennakoon JB,et al.Androgens promote prostate cancer cell growth through induction of autophagy[J].Mol Endocrinol,2013,27(2):280-295.

[31]Gewirtz DA.Autophagy,senescence and tumor dormancy in cancer therapy[J].Autophagy,2009,5(8):1232-1234.

[32]Zhang XH,Wang Q,Gerald W,et al.Latent bone metastasis in breast cancer tied to Src-dependent survival signals[J].Cancer Cell,2009,16(1):67-78.

[33]Sosa MS,Bragado P,Debnath J,et al.Regulation of tumor cell dormancy by tissue microenvironments and autophagy[J].Adv Exp Med Biol,2013,734:73-89.

[34]Lu Z,Luo RZ,Lu Y,et al.The tumor suppressor gene ARHI regulates autophagy and tumor dormancy in human ovarian cancer cells[J].J Clin Invest,2008,118(12):3917-3929.

[35]Mailleux AA,Overholtzer M,Schmelzle T,et al.BIM regulates apoptosis during mammary ductal morphogenesis,and its absence reveals alternative cell death mechanisms[J].Dev Cell,2007,12(2):221-234.

[36]Fung C,Lock R,Gao S,et al.Induction of autophagy during extracellular matrix detachment promotes cell survival[J].Mol Biol Cell,2008,19(3):797-806.

[37]Kenif ic CM,Thorburn A,Debnath J.Autophagy and metastasis:another double-edged sword[J].Curr Opin Cell Biol,2010,22(2):241-245.

[38]Lü Q,Hua F,Hu ZW.DEDD,a novel tumor repressor,reverses epithelial-mesenchymal transition by activating selective autophagy[J].Autophagy,2012,8(11):1675-1676.

[39]Akalay I,Janji B,Hasmim M,et al.EMT impairs breast carcinoma cell susceptibility to CTL-mediated lysis through autophagy induction[J].Autophagy,2013,9(7):1104-1106.

[40]Fader CM,Sánchez D,Furlán M,et al.Induction of autophagy promotes fusion of multivesicular bodies with autophagic vacuoles in k562 cells[J].Traff ic,2008,9(2):230-250.

[41]Fader CM,Sánchez DG,Mestre MB,et al.TI-VAMP/VAMP7 and VAMP3/cellubrevin:two v-SNARE proteins involved in specif ic steps of the autophagy/multivesicular body pathways[J].Biochim Biophys Acta,2009,1793(12):1901-1916.

[42]Chen N,Karantza V.Autophagy as a therapeutic target in cancer[J].Cancer Biol Ther,2011,11(2):157-168.

[43]Apel A,Herr I,Schwarz H,et al.Blocked autophagy sensitizes resistant carcinoma cells to radiation therapy[J].Cancer Res,2008,68(5):1485-1494.

[44]Wang Y,Wang C,Tang H,et al.Decrease of autophagy activity promotes malignant progression of tongue squamous cell carcinoma[J].J Oral Pathol Med,2013,42(7):557-564.

[45]Tang JY,Hsi E,Huang YC,et al.High LC3 expression correlates with poor survival in patients with oral squamous cell carcinoma[J].Hum Pathol,2013,44(11):2558-2562.

[46]Chen HY,White E.Role of autophagy in cancer prevention[J].Cancer Prev Res:Phila,2011,4(7):973-983.