SAHA、TRAIL與乳腺癌細胞凋亡

李靜，周偉強

（1.沈陽醫(yī)學院基礎醫(yī)學院2014級研究生1班，遼寧 沈陽 110034；2.沈陽醫(yī)學院基礎醫(yī)學院；遼寧省環(huán)境污染與微生態(tài)重點實驗室）

SAHA、TRAIL與乳腺癌細胞凋亡

李靜1，周偉強2?

（1.沈陽醫(yī)學院基礎醫(yī)學院2014級研究生1班，遼寧 沈陽 110034；2.沈陽醫(yī)學院基礎醫(yī)學院；遼寧省環(huán)境污染與微生態(tài)重點實驗室）

乳腺癌是影響女性身心健康的最常見惡性腫瘤之一。研究表明，組蛋白去乙?；敢种苿㏒AHA和腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體（TRAIL）能夠誘導乳腺癌細胞凋亡，并且SAHA和TRAIL的聯(lián)合應用具有協(xié)同作用，SAHA可明顯增強乳腺癌細胞對TRAIL作用的敏感性，因此SAHA和TRAIL的聯(lián)合應用已成為治療乳腺癌一種可喜的、有前景的治療方法。

SAHA；TRAIL；乳腺癌；細胞凋亡

［Abstract］Breast cancer is becoming as the most common malignant tumor that affects women's health in the world.Numerous studies have shown that histone deacetylase inhibitor SAHA and tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand（TRAIL）can induce apoptosis in breast cancer cells，and the combination of TRAIL and SAHA has a synergistic effect，it can significantly enhance the breast cancer cells sensitivity to TRAIL treatment，so the strategy of SAHA and TRAIL treatment on breast cancer has become a welcome and promising method of clinical therapy.

［Key words］SAHA；TRAIL；breast cancer；apoptosis

乳腺癌是一種嚴重影響女性身心健康、甚至危及生命的最常見惡性腫瘤之一。每年全球新發(fā)女性乳腺癌病例達115萬，占全球女性惡性腫瘤新發(fā)病例的22.7%；死亡41萬，占所有女性惡性腫瘤死亡的14.1%，占所有女性死亡的1.6%［1］。在我國，乳腺癌發(fā)病率逐年上升，已占女性新發(fā)惡性腫瘤的7%～10%，僅次于子宮頸癌，并呈年輕化趨勢［2-3］。因此尋找更好的預防和治療方法成為乳腺癌診治過程中亟待解決的問題之一。

細胞凋亡作為一種維持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的細胞自主性死亡，是一個由特定基因控制的有序化死亡過程［4］。在哺乳動物細胞中主要有2條信號轉導通路負責啟動細胞凋亡。一條是細胞外途徑，涉及到通過配體（屬于腫瘤壞死因子超家族）與細胞表面死亡受體結合，導致caspase-8激活［5］；另一條途徑是細胞內(nèi)途徑，通過促凋亡因子Bcl-2介導的線粒體分裂、細胞色素C釋放，從而激活caspase-9［6］。這2條細胞凋亡途徑都能引起細胞內(nèi)蛋白水解、DNA片段化而導致細胞有序死亡。

辛二酰苯胺異羥肟酸（suberoylanilide hydroxamic acid，SAHA）作為繼六亞甲基二乙酰胺（hexamethy lenebisacetamide，HMBA）之后的第2代羥肟酸類的組蛋白去乙?；敢种苿╤istone deacetylases-inhibitor，HDACi），用于治療持續(xù)惡化或復發(fā)的T細胞淋巴瘤，商品名為 Zolinza［7］。研究發(fā)現(xiàn)SAHA具有良好的抑瘤性，其可結合組蛋白去乙?；福╤istone deacetylase，HDAC）1的催化位點，并抑制其活性以促進乙?；M蛋白增加，造成癌細胞轉錄過程異常，誘導癌細胞分化，阻滯癌細胞周期進程和促進癌細胞凋亡的發(fā)生［8］。在其它實驗中也發(fā)現(xiàn)，SAHA可抑制MCF-7、MDA-MB-231、MDA-MB-435、SKBr-3等乳腺癌細胞中CyclinD1的表達，激活p21WAF1/CIP1的功能，導致乳腺癌細胞增殖周期停滯并誘導凋亡的產(chǎn)生［9-10］。

腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體（tumor nec-rosis factor-related apoptosis-inducing ligand，TRAIL）是腫瘤壞死因子家族的成員之一，在多種人類腫瘤細胞里，TRAIL能通過結合特異性細胞表面的受體而激活細胞凋亡［11］。由于TRAIL只針對腫瘤細胞具有誘導細胞凋亡作用，對正常細胞無影響，因此它成為一種非常有應用前景的抗腫瘤藥物。

本文僅就SAHA、TRAIL與乳腺癌細胞凋亡誘導作用的有關研究作一介紹。

1　組蛋白去乙?；饔煤虷DACi

1.1組蛋白去乙?；饔?真核生物體內(nèi)，核小體是染色體的基本單位，其核心由 H2A、H2B、H3、H4 4種組蛋白形成八聚體，外包約1.75圈長146 bp的DNA分子?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)參與組蛋白修飾有甲基化、乙?；?、磷酸化、泛素化等多種方式［12］。其中乙?；c去乙?；墙M蛋白活性轉錄與抑制的標志，且兩者在調(diào)節(jié)過程中的作用是相互拮抗的［13］。組蛋白乙?；⑷ヒ阴；^程由組蛋白乙酰轉移酶（histone acetyltransferase，HAT）和HDAC 2種蛋白酶來完成的。HAT將疏水乙?；D移到組蛋白的N-端賴氨酸殘基，中和掉1個正電荷，使DNA與組蛋白之間的靜電力減小，兩者之間的相互作用減弱，染色質(zhì)重塑為轉錄活性結構，DNA易于解聚、舒展，有利于轉錄因子、調(diào)節(jié)因子復合物和RNA合成酶與DNA模板相結合，基因轉錄被激活。相反，HDAC的功能與HAT功能相反，它可以抑制基因的轉錄。其作為多亞基蛋白質(zhì)抑制物復合體的一部分，能使組蛋白去乙酰化。由于去乙酰基的組蛋白氨基末端賴氨酸殘基的正電荷增加，使組蛋白與DNA的接觸緊密，產(chǎn)生致密卷曲封閉的染色質(zhì)環(huán)境，從而抑制某些特定基因的轉錄［14］。

在正常生理狀態(tài)下，HAT和HDAC這兩類酶對組蛋白乙酰化作用的調(diào)節(jié)處于平衡狀態(tài)。然而當細胞發(fā)生轉化時，HDAC的活性明顯增強，打破了原有基因表達的平衡狀態(tài)，引起一些負責調(diào)控細胞周期的分子表達失衡，進而導致細胞癌變?，F(xiàn)已確定組蛋白去乙酰化調(diào)控和乳腺癌發(fā)生密切相關。Gayther等［15］通過雜合性缺失分析發(fā)現(xiàn)HAT p300缺失（去乙?；癄顟B(tài)）的小鼠乳腺癌發(fā)病率明顯增高。Pasqualini等［16］證實雌激素作為可誘導乳腺癌細胞生長的促進劑能抑制細胞核組蛋白的乙酰化，也就是說當細胞核組蛋白在去乙酰化狀態(tài)時，乳腺癌細胞生長迅速。

1.2HDAC及HDACi HDAC家族很龐大，依據(jù)氨基酸序列分為3類：第1類是Ⅰ型HDAC（HDACⅠ），包括 HDAC-1、2、3、8和 11。HDACⅠ廣泛存在于人體的各個組織器官的細胞核內(nèi)，其相對分子量為42～55 kDa。第2類是Ⅱ型HDAC（HDACⅡ），包括HDAC-4、5、6、7、9、10。HDACⅡ具有組織特異性，大部分分布在骨骼肌和心臟的細胞質(zhì)中，并可在細胞質(zhì)和細胞核之間穿梭，其相對分子量為120～130 kDa。第3類是Ⅲ型HDAC（HDACⅢ），其與酵母SIR2家族具有同源性，且對Ⅰ、Ⅱ型HDACi不敏感，更傾向于催化非組蛋白的去乙酰化反應。

HDACi被分為6類：（1）異羥肟酸類（包括曲古抑菌素A和SAHA及其衍生物，CBHA和MM232等），是研究最為廣泛的一類HDACi；（2）短鏈脂肪酸類（包括丁酸鈉和苯基丁酸），該類化合物在金屬結合區(qū)是一個羧酸，由于其HDAC抑制活性低，使其構效關系的研究受限；（3）苯甲酰胺類（MS-275、CI-994和CS055），該類化合物比羥胺酸類和環(huán)肽類活性低；（4）包含環(huán)氧酮基的環(huán)四肽結構（trapoxinA）；（5）不含環(huán)氧酮基的環(huán)四肽結構（FK228）；（6）其他類化合物（miscellaneous），包括CHAP和depudecin等［17-18］。

2　TRAIL與TRAIL受體

2.1TRAIL的結構 TRAIL又稱 Apo-2配體（Apo-2L），是一種與FasL（Apo-1L）高度同源的腫瘤壞死因子超家族成員之一，由Wiley等［19］在1995年從心肌 cDNA文庫中克隆得到并命名。TRAIL基因位于人染色體3q26，編碼281個氨基酸，分子量為32.5 kDa。TRAIL是一種Ⅱ型跨膜蛋白，分為胞漿區(qū)（14 aa）、跨膜區(qū)（26 aa）和胞膜外區(qū)（241 aa）3部分。TRAIL胞膜外區(qū)有一個蛋白酶作用位點，可以從膜上被剪切下來形成可溶性分子。TRAIL廣泛表達于人體各種組織中［20］。

2.2TRAIL受體的分類 TRAIL只有通過與靶細胞表面上的特異受體即死亡受體（death receptor，DR）和誘餌受體（decoy receptor，DcR）結合才能發(fā)揮作用，研究發(fā)現(xiàn) TRAIL有 5個受體：TRAIL-R1/DR4、TRAIL-R2/DR5、TRAIL-R3/ DcR1、TRAIL-R4/DcR2和骨保護素（osteoprotegerin，OPG）［21］。按其功能和結構分為3類：（1）功能受體：DR4和DR5。它們都有完整的胞內(nèi)死亡結構域，與配體結合后通過胞內(nèi)信號傳導通路激活Caspase蛋白酶解級聯(lián)反應，誘導細胞死亡。（2）誘餌受體：DcR1和DcR2。它們的胞內(nèi)死亡結構域不完整或者丟失，與配體結合后，不僅不能引起凋亡，反而能通過與DR4和DR5競爭性結合TRAIL而使細胞逃逸TRAIL誘導的凋亡［22-23］。（3）可溶性受體：OPG。是一種與骨密度調(diào)節(jié)有關的受體，能夠和TRAIL結合，但是只有很低的親和力［24］。

3　SAHA、TRAIL與乳腺癌細胞凋亡

3.1SAHA對乳腺癌的影響 SAHA作為一種羥肟酸類HDACi，其異羥肟酸基團可與HDAC中具有催化活性的金屬離子結合，抑制HDAC的活性，從而提高組蛋白乙?；某潭龋?5］。高乙?；M蛋白可提高特定基因的轉錄水平，表現(xiàn)出誘導細胞凋亡的產(chǎn)生、阻滯細胞周期的進程、促進細胞分化以及抑制血管生成等生物學效應［26］。朱曉萍［27］發(fā)現(xiàn)，SAHA能有效抑制人乳腺癌T47D細胞的增殖作用，并誘導其產(chǎn)生細胞凋亡。此外，SAHA處理后的 T47D細胞中胸苷酸合成酶（thymidylate synthase，TS）轉錄受到明顯抑制，這些都進一步證實了SAHA對于乳腺癌細胞生長的抑制作用。聶建云等［28］在乳腺癌裸鼠動物模型實驗中發(fā)現(xiàn)，SAHA具有抑瘤效應，在0.10～0.42 mg/kg劑量范圍內(nèi)呈劑量依賴性，0.42 mg/kg效應最明顯。另外，SAHA作用后對血清谷氨酸氨基轉移酶有一定影響，但對腎功能（尿素氮、肌酐）、血清膽固醇、血細胞的毒副作用較小，與以往的化療藥物相比SAHA具有顯著的優(yōu)勢。Sharmila等［9］研究表明，SAHA能夠上調(diào)裸鼠癌組織中DR4和DR5的水平，并能選擇性地誘導促凋亡因子Bax、Noxa、Bim和PUMA的表達，抑制抗凋亡因子Bcl-2和Bcl-xL的表達。因此SAHA有望成為乳腺癌治療的新手段，具有良好的臨床應用前景。

3.2TRAIL對乳腺癌的影響 TRAIL可特異性誘導白血病、淋巴瘤、骨髓瘤、結腸癌、肺癌以及乳腺癌等多種腫瘤細胞產(chǎn)生凋亡，且對大多數(shù)正常細胞幾乎無損傷［29］。TRAIL的生物學效應主要是通過與細胞膜上相應受體結合而產(chǎn)生的。其與DR4、DR5結合后形成寡聚體（大多為三聚體），激活caspase-3、8和Fas相關死亡域（Fas associated death domain，F(xiàn)ADD），通過caspase-8和FADD介導的細胞內(nèi)和細胞外途徑產(chǎn)生細胞凋亡［30］。有研究表明，在乳腺癌組織中TRAIL的表達遠低于正常乳腺組織，而DR4和DR5也呈低表達，這提示乳腺癌的發(fā)生可能與TRAIL失活有關，也可能與TRAIL受體低表達引起的凋亡信號傳遞不足，出現(xiàn)凋亡逃逸，從而引起乳腺癌的發(fā)生［31］。因此，TRAIL成為乳腺癌治療的新靶點，為乳腺癌治療開辟一條新途徑。

3.3SAHA和TRAIL聯(lián)合作用對乳腺癌的影響盡管TRAIL能夠誘導乳腺癌細胞產(chǎn)生凋亡，但是研究表明大多數(shù)乳腺癌細胞系對TRAIL具有明顯的耐藥性，這表明單獨使用TRAIL治療乳腺癌有很多問題存在［32］。SAHA作為一種HDACi可以和TRAIL聯(lián)合應用以提高腫瘤細胞對TRAIL作用的敏感性。SAHA可誘導乳腺癌細胞表面DRs表達以增強有活性TRAIL-DISC（death-inducing signaling complex）的形成，從而促進TRAIL誘導的乳腺癌細胞產(chǎn)生凋亡。SAHA在TRAIL誘導凋亡的過程中通過上調(diào)促凋亡因子procaspase-8、Bax和Bak的表達以利于TRAIL誘導的乳腺癌細胞凋亡。SAHA還可以激活僅存在于BH-3的蛋白Bim、PUMA和Noxa的表達，通過與截斷的Bid（tBid）協(xié)同作用增強乳腺癌細胞凋亡。SAHA還可下調(diào)抗凋亡因子Bcl-2和Bcl-xL的表達從而增加tBid、Bim、PUMA和Noxa的濃度，導致線粒體釋放大量的促凋亡蛋白有利于TRAIL的誘導作用。SAHA通過下調(diào)XIAP和cIAP1的活性，降低它們對caspase-3的抑制而促進細胞凋亡的產(chǎn)生［33］。因此，SAHA和TRAIL聯(lián)合應用能增強乳腺癌細胞對TRAIL誘導的癌細胞凋亡的敏感性，已成為治療乳腺癌一種可喜的、有前景的治療方法。

4　問題和展望

SAHA和TRAIL作為靶向治療乳腺癌的新型抗腫瘤藥物，越來越受到人們的關注。但由于目前對SAHA和TRAIL的認識遠未成熟，對有關SAHA誘導乳腺癌細胞凋亡的分子機制還不太明確，因此，以上這些問題還需要我們更加深入從宏觀和微觀方面加以探討。

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SAHA，TRAIL and Apoptosis in Breast Cancer

LI Jing1，ZHOU Weiqiang2?
（1.Postgraduate of Grade 2014，Shenyang Medical College，Shenyang 110034，China；2.Shenyang Medical College；Key Laboratory of Environmental Pollution and Microecology of Liaoning Province）

R737.9

A

1008-2344（2016）03-0183-04

10.16753/j.cnki.1008-2344.2016.03.019

2015-10-29

（文敏 編輯）

國家自然科學基金項目（No.81172509）

周偉強（1970—），男（漢），教授，研究方向：乳腺癌發(fā)生與調(diào)控.E-mail：zhouwq@hotmail.com