Cx43和mTOR/p70S6K信號(hào)通路在胃癌中的研究進(jìn)展

劉 歡，劉莎莎，申興斌

（承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，河北承德 067000）

在我國(guó)，胃癌占惡性腫瘤的第二位[1]，好發(fā)于中老年男性。胃癌一直是研究熱點(diǎn)，但胃癌的發(fā)生機(jī)制尚不清楚。目前達(dá)成共識(shí)的結(jié)論是：胃癌的發(fā)生發(fā)展是一個(gè)多因素、多步驟、復(fù)雜的漸進(jìn)過(guò)程，涉及多條信號(hào)傳導(dǎo)通路的異常改變[2]。近年來(lái)，對(duì)于細(xì)胞縫隙連接通訊（gap junction intercellular communciation,GJIC）結(jié)構(gòu)和功能的研究，為探索多種腫瘤的發(fā)生機(jī)制提供了新思路[3]。GJIC是由6個(gè)相同或相似的縫隙連接蛋白（Connexin，Cx）環(huán)繞而成的直徑約1.5mm親水性跨膜孔道，其中Cx43介導(dǎo)的GJIC與腫瘤關(guān)系最為密切。許多研究發(fā)現(xiàn)，Cx43介導(dǎo)的GJIC在腫瘤中表達(dá)水平和膜定位可影響癌細(xì)胞的發(fā)生、粘附及轉(zhuǎn)移[4]。

PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路在許多腫瘤中通過(guò)過(guò)度激活來(lái)抑制細(xì)胞凋亡，促進(jìn)細(xì)胞增殖、血管形成，最終導(dǎo)致腫瘤。mTOR/p70S6K信號(hào)通路是由上游一些生長(zhǎng)因子等激活雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin mTOR）后，使其下游p70S6K 激活，促進(jìn)p70S6KmRNA 翻譯活性增強(qiáng)，協(xié)同刺激癌細(xì)胞蛋白質(zhì)及核糖體合成，從而控制細(xì)胞從G1 期到S 期，促進(jìn)癌細(xì)胞生長(zhǎng)及增殖[5]。

1 Cx43與腫瘤的關(guān)系

在正常組織中，Cx43廣泛表達(dá)在細(xì)胞膜上，在不同的腫瘤組織中，其表達(dá)有增高或降低。如在胃及結(jié)直腸癌、卵巢癌、尤文肉瘤中，Cx43表達(dá)量較正常組織降低；在膀胱癌、乳腺癌、肺癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤中，Cx43表達(dá)量較正常組織增高，但在肺癌、乳腺癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤中，Cx43的表達(dá)量增高表現(xiàn)出抑癌和促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的雙向性[6]。研究表明，Cx43在腫瘤中表達(dá)增高多是位于細(xì)胞質(zhì)，其位于細(xì)胞膜上仍是減少或缺如。Cx43表達(dá)位于細(xì)胞膜上才能使GJIC發(fā)揮正常的增殖功能，說(shuō)明Cx43在腫瘤中表達(dá)量無(wú)論高與低，發(fā)揮功能的是減少的，故在腫瘤中，Cx43是一種抑制腫瘤作用的蛋白。目前，許多抗腫瘤研究熱點(diǎn)也是通過(guò)提高Cx43介導(dǎo)的GJIC功能，從而來(lái)達(dá)到抑制腫瘤的目的。最近有學(xué)者已經(jīng)報(bào)道，過(guò)度表達(dá)的Cx43介導(dǎo)的GJIC通過(guò)促進(jìn)cAMP的傳遞能夠抑制腫瘤的生長(zhǎng)[4]。但也有文獻(xiàn)報(bào)道[7]，Cx43在腫瘤早期原發(fā)病灶中表達(dá)量減少或缺如，在腫瘤晚期轉(zhuǎn)移病灶中表達(dá)量增多，故Cx43介導(dǎo)的CJIC與腫瘤的關(guān)系有待進(jìn)一步研究。

1.1 Cx43與胃癌的關(guān)系

Cx有至少21個(gè)成員，其中正常胃組織中的表達(dá)類(lèi)型有Cx6、Cx32、Cx43，但Cx43與胃癌最為關(guān)系密切。慢性的幽門(mén)螺旋桿菌（HP）感染是公認(rèn)的導(dǎo)致胃癌的最嚴(yán)重的危險(xiǎn)因素[8]。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，HP主要集中在胃黏膜腺上皮細(xì)胞的連接處，能改變頂部連接復(fù)合物結(jié)構(gòu)和功能，降低胃癌細(xì)胞GJIC功能[9-13]。根除HP可上調(diào)感染胃腺癌患者中Cx43的表達(dá)[9]。另外，Cx43隨著胃腺癌分化程度越差及TNM分期越晚，則陽(yáng)性表達(dá)量逐漸下降，甚至缺如[10]。在胃癌中，Cx43陽(yáng)性表達(dá)顆粒出現(xiàn)在細(xì)胞質(zhì)，而未見(jiàn)在細(xì)胞膜上有表達(dá)，從而使GJIC功能障礙[14]。由此可見(jiàn)，Cx43對(duì)調(diào)節(jié)胃癌的發(fā)生、發(fā)展起至關(guān)重要的作用。通過(guò)查閱文獻(xiàn)[15]，總結(jié)以下幾種原因?qū)е翪x43蛋白定位出現(xiàn)異常：（1）Cx基因突變；（2）Cx mRNA表達(dá)異常；（3）Cx蛋白表達(dá)異常；（4）Cx蛋白異常磷酸化；（5）Cx蛋白分布異常；（6）其他蛋白對(duì)Cx功能的異常調(diào)節(jié)。但Tang等[16]研究發(fā)現(xiàn)，Cx43在胃癌中有淋巴轉(zhuǎn)移的表達(dá)量比無(wú)淋巴轉(zhuǎn)移的表達(dá)量高，考慮可能與Cx43通過(guò)縫隙連接的粘附性及對(duì)接有關(guān)。后續(xù)有研究發(fā)現(xiàn)[17]，在腹腔脫落的胃癌細(xì)胞和胃癌轉(zhuǎn)移性腹膜組織中，Cx43的表達(dá)較原發(fā)胃癌組織明顯增加，考慮可能是Cx43的胃癌細(xì)胞與腹膜間皮細(xì)胞建立了有效的異性GJIC，從而促進(jìn)了胃癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。

1.2 Cx43與治療胃癌的關(guān)系

眾所周知，Cx43作為腫瘤抑制因子，在胃癌中表達(dá)下降，目前絕大部分研究均是通過(guò)上調(diào)Cx43所介導(dǎo)的GJIC通道發(fā)揮治療胃癌作用。有研究顯示[18]，Cx43通過(guò)上調(diào)SKP2自身泛素化而增加SKP2的降解，從而減少P27(CDKI)的降解，而P27(CDKI)對(duì)cyclin/CDK具有抑制作用，進(jìn)而促進(jìn)Cx43抑制G1/S期轉(zhuǎn)化。根除HP感染的胃癌前病變可上調(diào)胃黏膜腺上皮連接處的Cx43的表達(dá)，有助于GJIC功能的恢復(fù)。Liu等[19]發(fā)現(xiàn)，HP感染相關(guān)的胃癌中，GATA-3可直接與啟動(dòng)子結(jié)合而抑制Cx43的產(chǎn)生，使GATA-3沉默則可修復(fù)Cx43的表達(dá)，從而上調(diào)Cx43，抑制胃癌進(jìn)展。張立偉等[20]研究發(fā)現(xiàn)，在胃癌中抑制磷酸化的細(xì)胞骨架蛋白（P-Ezrin）能夠減少Cx43的磷酸化，恢復(fù)GJIC功能。通過(guò)cAMP參與GJ依賴(lài)的生長(zhǎng)抑制，干擾正常胃黏膜細(xì)胞的調(diào)節(jié)信號(hào)[21]。Liu 等［22］發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)病毒轉(zhuǎn)染的胃癌細(xì)胞可上調(diào)Cx43的表達(dá)，從而增加對(duì)化療藥物的敏感性。另外，某些物質(zhì)（如類(lèi)胡蘿卜素與類(lèi)維生素A等）能夠誘發(fā)或增強(qiáng) GJIC 功能，從而抑制腫瘤發(fā)生，但是否在胃癌中發(fā)揮作用，目前尚不清楚。

2 mTOR/p70S6K信號(hào)通路與腫瘤的關(guān)系

mTOR/p70S6K是PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路的下游，二者在正常細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞中均有表達(dá)。許多研究表明，二者的過(guò)度表達(dá)參與了腫瘤的發(fā)生發(fā)展。二者參與腫瘤的機(jī)制為：mTOR被通路上游生長(zhǎng)因子、PTEN基因或胰島素受體等激活后，促進(jìn)p70S6KmRNA 翻譯活性增強(qiáng)，協(xié)同刺激癌細(xì)胞蛋白質(zhì)及核糖體合成，加快細(xì)胞從G1期到S 期，促進(jìn)腫瘤血管形成和侵襲轉(zhuǎn)移［23-24］。在實(shí)驗(yàn)室及臨床的研究中，p70S6K的磷酸化狀態(tài)常被用來(lái)衡量mTOR的活性［25］，p70S6K的基因擴(kuò)增或者過(guò)表達(dá)與腫瘤患者的預(yù)后不良有關(guān)［26］。

2.1 mTOR/p70S6K信號(hào)通路與胃癌的關(guān)系

許多研究發(fā)現(xiàn)，mTOR及p70S6K在胃癌發(fā)生發(fā)展中存在過(guò)度表達(dá)，并與胃癌的浸潤(rùn)深度、TNM 分期、淋巴轉(zhuǎn)移和腹膜轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，與腫瘤直徑、性別等無(wú)明顯關(guān)系，且兩者在癌旁胃組織及正常胃組織中的表達(dá)亦呈正相關(guān)。二者導(dǎo)致胃癌的發(fā)生機(jī)制如下：（1）可能是胃癌細(xì)胞mTOR及p70S6K的基因編碼出現(xiàn)異常，導(dǎo)致蛋白的異常表達(dá)［27］；（2）可能是mTOR上調(diào)cyclinD1的表達(dá)，從而調(diào)控細(xì)胞周期G1向S期的轉(zhuǎn)變；（3）對(duì)mTOR 可以直接或間接上調(diào)VEGF［28］；（4）ADAR1激活mTOR/p70S6K/S6核糖體蛋白信號(hào)軸［29］。

2.2 mTOR/p70S6K信號(hào)通路與胃癌治療的關(guān)系

近幾年，mTOR/p70S6K下游通路在胃癌治療中成為研究熱點(diǎn)，許多學(xué)者通過(guò)抑制二者的表達(dá)、阻斷轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)來(lái)治療胃癌。由于mTOR在PI3K-Akt-mTOR 信號(hào)通路中扮演著中央調(diào)節(jié)者的角色，故許多針對(duì)胃癌的治療熱點(diǎn)圍繞于此。

目前，治療胃癌的藥物為雷帕霉素及雷帕霉素的衍生物，第一代RADO01、CCI-779和AP23573等，研究最多的為RADO01；第二代AZD8055，第三代RapalinK-1，第二代及第三代抑制劑目前缺少大樣本的臨床研究，故不做過(guò)多敘述。雷帕霉素及其第一代衍生物的藥代動(dòng)力學(xué)為均能與FK506結(jié)合，間接下調(diào)mTOR的活性，從而降低其效應(yīng)物p70S6K的磷酸化和活化，使細(xì)胞周期停滯在G1期，抑制胃癌細(xì)胞的增殖［30］。隨著研究發(fā)現(xiàn)雷帕霉素本身水溶性及穩(wěn)定性較差，故目前研究雷帕霉素衍生物RAD001（伊維莫司）較多。既往臨床II研究顯示［31］，單純接受伊維莫司治療的晚期胃癌患者與接受依維莫司二線(xiàn)或三線(xiàn)治療的疾病控制率結(jié)果一致，而且不良反應(yīng)輕，說(shuō)明依維莫司在晚期胃癌患者中耐受性及有效性良好。但是在另外兩項(xiàng)臨床試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)［32-33］，胃癌晚期患者應(yīng)用伊維莫司中位生存期及腫瘤控制率未顯示出該藥物的有效性。這可能是因?yàn)槔着撩顾丶捌漕?lèi)似物通過(guò)負(fù)反饋引起AKT 過(guò)度活化，減弱了其抗腫瘤作用，限制了單藥靶向治療的作用［34］。

最新研究表明，多點(diǎn)靶向聯(lián)合抑制劑（PI3K/mTOR雙重抑制劑VS-5584、PF-04691502、PI103及NVP- BEZ235）能夠改善治療效果，其優(yōu)勢(shì)在于能夠抑制mTORC1及所有PI3K的異構(gòu)體。VS-5584對(duì)于PI3KCA突變的細(xì)胞具有更好的敏感性。在HER過(guò)表達(dá)的胃癌細(xì)胞中，VS-5584能夠明顯抑制胃癌生長(zhǎng)，并且與吉非替尼在異種移植模型中表現(xiàn)出協(xié)調(diào)效應(yīng)［35］。費(fèi)洪榮等［36］研究發(fā)現(xiàn)，PF-04691502能夠通過(guò)阻滯細(xì)胞周期來(lái)抑制SGC-7901細(xì)胞的增殖，同時(shí)能夠激活細(xì)胞內(nèi)caspase，使PARP發(fā)生剪切而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。PI103及NVP-BEZ235是一種具有ATP競(jìng)爭(zhēng)性的PI3K和mTOR抑制劑。有研究顯示，在胃癌治療中，PI-103與5-Fu有協(xié)同作用，但由于這些患者的反應(yīng)率存在差異而顯示出局限性，考慮與PIK3CA突變以及PI3K/Akt/mTOR通路下游效應(yīng)因子和胸苷激酶合成酶的減少有關(guān)[37]。臨床上，有PIK3CA突變的患者比無(wú)PIK3CA突變的患者對(duì)BEZ235的應(yīng)答率高[38]。然而，最近的另一項(xiàng)研究顯示，單純使用BEZ235或與NCI-N87、AGS、SNU-16 GC細(xì)胞聯(lián)合使用，可增強(qiáng)其抗腫瘤反應(yīng)，而不受PIK3CA突變狀態(tài)的影響，且在體內(nèi)采用了SNU16異種移植模型[39]。

3 展望

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)Cx43和mTOR/p70S6K信號(hào)通路在胃癌中的作用均有研究，但是前者與后者之間是否直接或者間接導(dǎo)致胃癌發(fā)生發(fā)展的機(jī)制尚不清楚，還有待進(jìn)一步研究。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，相信對(duì)Cx43和mTOR/p70S6K信號(hào)通路的研究也會(huì)進(jìn)一步深入，有望為胃癌治療帶來(lái)新的曙光。