細胞自噬與卵巢癌侵襲轉移關系的研究進展

葉萍，賴鳳娣，徐玲，謝曉英

(1贛南醫(yī)學院，江西贛州341000；2贛南醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院)

侵襲轉移是惡性腫瘤進展中最關鍵的一個過程。盡管手術及聯合放化療等治療手段廣泛應用于臨床，但中晚期癌癥患者病死率仍無改觀。惡性腫瘤侵襲轉移機制復雜，是近年來研究的熱點。自噬是細胞在缺氧及能量缺乏等惡劣條件下自我吞噬的一種生物現象，存在于正常細胞及腫瘤細胞，且在腫瘤進展中起“雙刃劍”作用。自噬通過降解受損細胞器以維持細胞內平衡，抑制腫瘤發(fā)生；也為惡性腫瘤細胞提供營養(yǎng)物質以支持其進一步侵襲轉移。本文將系統(tǒng)闡述細胞自噬與卵巢癌侵襲轉移的關系。

1 自噬概述

自噬即“自食”，是真核生物進化高度保守的自我消化過程。1962年Ashford[1]在胰高血糖素處理的小鼠肝細胞模型下用電子顯微鏡首次觀察到自噬；1963年，Duve提出自噬的生物學概念，在缺氧、能量缺乏等惡劣條件下，細胞通過自我消化并吞噬受損的細胞器、異常蛋白質等物質以維持細胞生命活動及機體內穩(wěn)態(tài)的現象。面對內外環(huán)境的脅迫，自噬可誘導細胞死亡，而這種死亡與細胞凋亡不同，被稱為細胞程序性死亡[2]。

自噬根據其不同來源可分為巨自噬、分子伴侶介導的自噬和微自噬。通常提到的自噬為“巨自噬”，即由內質網包繞待降解物質形成自噬體，并與溶酶體結合降解其內容物形成自噬溶酶體的過程[3]。此外，根據降解物質的不同，自噬還分為選擇性自噬和非選擇性自噬。自噬的生物學作用廣泛，與多種生理及病理性疾病相關，如衰老、神經退行性疾病、感染及腫瘤等[4]，在細胞生長、疾病發(fā)生、腫瘤發(fā)生及侵襲轉移過程中扮演重要角色[5]。

電鏡下觀察到雙膜或多膜結構自噬小體的形成為自噬最主要特征。自噬發(fā)生過程分為四個階段：自噬體發(fā)生、自噬體的延伸及成熟、自噬溶酶體形成[6]。自噬有特定的自噬相關基因，自噬過度或不足都可引起機體疾病的發(fā)生。自噬體的形成有兩個泛素化蛋白結合系統(tǒng)決定，即調節(jié)自噬蛋白的自噬基因共軛復合體結合系統(tǒng)及自噬相關蛋白8脂化系統(tǒng)[7]。雷帕霉素靶蛋白復合物1(mTORCl)信號通路是自噬最主要的一條信號通路。mTORC1與自噬相關蛋白1(Atg1)/哺乳動物同源蛋白(ULK1)激酶復合物結合并磷酸化ATG13和ULK1/2，抑制ULK1/2激酶活性；缺氧、能量缺乏等壓力應激條件下可直接激活ULK1/2復合物，促進自噬泡的形成[8]。單磷酸腺苷(AMP)依賴蛋白激酶(AMPK)是細胞中感受能量狀態(tài)調節(jié)代謝的蛋白激酶，在自噬發(fā)生的調控中發(fā)揮重要作用。在三磷酸腺苷(ATP)的缺乏狀態(tài)下AMPK通過感受ATP水平的變化而激活，從而磷酸化結節(jié)性硬化癥蛋白抗體(TSC2)，加強TSC1/2對Ras相關小分子G蛋白的抑制，最終使雷帕霉素靶蛋白(mTOR)活性被抑制，誘導細胞自噬發(fā)生[9]。在能量缺乏時AMPK也可通過磷酸化ULK1激活其活性，從而進一步促進自噬發(fā)生。在胰島素樣生長因子刺激下，Ⅰ型PI3K/AKT通路信號分子可誘導mTOR活化，從而抑制自噬。

2 細胞自噬與卵巢癌侵襲轉移的關系

2.1 調節(jié)腫瘤微環(huán)境 成纖維細胞及腫瘤浸潤免疫細胞等腫瘤基質，是腫瘤微環(huán)境中主要的腫瘤生長因子及趨化因子，與腫瘤細胞侵襲轉移關系密切[10]。自噬具有調節(jié)腫瘤細胞及基質細胞間旁分泌信號的多重功能，調控腫瘤微環(huán)境中腫瘤細胞逃逸；自噬還可通過調控炎癥體的激活及促炎性細胞因子釋放來參與腫瘤侵襲轉移。如白細胞介素6(IL-6)是與癌癥相關的成纖維細胞釋放的促炎細胞因子，被證實與卵巢癌細胞侵襲轉移行為相關。IL-6下調arh-i蛋白抑制自噬泡的形成，促進細胞遷移；反之，白藜蘆可抑制IL-6誘導的細胞自噬進而抑制卵巢癌細胞發(fā)生遷移[11]。卵巢癌細胞從原發(fā)灶脫落種植至腹腔，并在腹水微環(huán)境中進一步種植過程中，表皮生長因子受體(EGFR)的作用至關重要。卵巢癌腹膜及腹腔轉移模型中，EGFR特異性抑制劑AG1478誘導癌細胞自噬后，自噬相關蛋白LC3Ⅱ、Beclin1表達升高；使用3-MA抑制自噬后導致卵巢癌細胞凋亡，腹膜及腹腔轉移病灶減少，表明卵巢癌細胞侵襲轉移被抑制[12]。

2.2 促進腫瘤細胞抗失巢凋亡 細胞的存活依賴于細胞與細胞外基質間的信號整合，當細胞脫離原位而發(fā)生凋亡的現象定義為“失巢凋亡”[13]。而多數惡性腫瘤細胞可抗失巢凋亡以實現其侵襲轉移的生物學特征[14]。細胞自噬可提高腫瘤細胞脫落細胞外基質的抗失巢凋亡，以促進腫瘤細胞的存活和轉移[15]。自噬在抗失巢凋亡及腫瘤生存中發(fā)揮著重要作用。

自噬通過促進腫瘤細胞抗失巢凋亡參與卵巢癌侵襲轉移過程。Bai等[16]證實自噬在卵巢癌侵襲轉移中作用非常關鍵，激活P13K/Akt信號通路后，高侵襲性卵巢癌SKOV3細胞失巢凋亡能力減弱，而侵襲遷移能力顯著增加。Chen等[17]用免疫組化法檢測到卵巢癌腹腔轉移性癌灶中自噬相關蛋白Beclin1表達升高，且在腹腔轉移性癌的體外模型中證實，使用雷帕霉素誘導自噬后增強其抗失巢凋亡，癌細胞增殖及侵襲能力明顯增強，而自噬抑制后癌細胞凋亡增加，侵襲轉移被抑制。

2.3 抑制上皮間充質轉化(EMT) EMT是指上皮細胞向間質細胞轉變的過程，促使細胞獲得遷移及侵襲的能力。腫瘤細胞發(fā)生EMT后導致黏附上皮細胞變形成高度運動的間充質細胞，是癌癥侵襲和轉移的早期階段[18]。EMT誘導劑、缺氧及轉化生長因子β(TGF-β)等可有效的激活自噬。然而EMT與自噬相互作用機制在促進腫瘤侵襲轉移中的作用文獻報道甚少。

熱休克蛋白血紅素氧合酶1(HO-1)的過表達與多種腫瘤患者的不良預后、侵襲轉移相關。研究發(fā)現，自噬抑制后通過激活活性氧(ROS)/HO-1信號通路促使卵巢癌細胞發(fā)生EMT，從而進一步促進細胞侵襲轉移。在自噬缺陷的卵巢癌細胞中ROS及HO-1表達上調，而ROS抑制劑NAC可通過降低HO-1的表達而逆轉卵巢癌細胞發(fā)生EMT，從而抑制細胞侵襲轉移[19]。P13K/mTOR抑制劑NVP-BEZ235可阻斷卵巢癌SKOV3細胞在缺氧及TGF-β1誘導的EMT，NVP-BEZ235不僅能逆轉形態(tài)學上EMT的改變、下調鈣黏蛋白表達，還可通過P13K/mTOR信號通路干擾低氧誘導因子1的表達及轉錄，從而增強卵巢癌細胞的轉移能力[20]。瘦素在卵巢癌中高表達，且與卵巢癌患者不良預后相關。體外卵巢癌模型實驗證實瘦素可通過激活P13K/mTOR信號通路誘導EMT，促進卵巢癌細胞增殖、侵襲轉移，阻斷瘦素可顯著抑制卵巢癌細胞腹腔轉移的速度[21]。

2.4 miRNA調控 miRNA是一類非編碼長度為22～24個核苷酸的內源性小RNA，主要在轉錄后水平調控多種生物過程，Wightman等[22]在研究線蟲時首次發(fā)現。miRNA調控著人類1/3基因表達，參與了一系列重要的細胞過程，如細胞增殖、凋亡、自噬及腫瘤發(fā)生發(fā)展、侵襲轉移、治療等[23,24]。

miRNA在調控腫瘤細胞自噬活性中發(fā)揮著重要作用，然而國內關于miRNA調控自噬在卵巢癌中的研究報道非常少。國內學者報道，在卵巢癌細胞株中miR-30d能夠抑制細胞自噬，并能負性調控自噬相關基因ATG5、ATG12的表達，在壓力應激狀態(tài)最終通過抑制自噬促使細胞死亡，抑制癌癥進一步侵襲轉移[25]。在線粒體分裂的重要調節(jié)器MARCH5沉默后，通過抑制TGF-β/SMAD2信號通路，進而抑制由TGF-β誘導卵巢癌SKOV3細胞自噬及侵襲轉移能力。此外，TGF-β/SMAD2信號通路可通過miR-30a調控MARCH5和ATG5，該研究確定MARCH5可作為卵巢癌候選致癌基因及潛在治療靶點[26]。Zuberi等[27]通過RT-PCR技術檢測發(fā)現，miR-199a在正常卵巢組織和卵巢癌組織中表達存在差異，但其在上皮性卵巢癌的侵襲轉移作用及是否通過調控自噬影響卵巢癌侵襲轉移的相關機制未見文獻報道。

侵襲轉移是卵巢癌患者生存期短、預后差的主要原因之一。期望以卵巢癌侵襲轉移機制為切入點，明確卵巢癌侵襲轉移機制，有望阻斷其侵襲轉移過程中某一環(huán)節(jié)的，從而尋找有效抑制卵巢癌侵襲轉移的方法及藥物，為臨床卵巢癌患者治療提供新的思路及對策。自噬在腫瘤侵襲轉移中起“雙重”作用，上述已表明自噬在卵巢癌侵襲轉移過程中扮演重要角色，然而自噬在卵巢癌侵襲轉移進展中的具體機制尚未完全闡明，其在卵巢癌侵襲轉移進程中是促進還是抑制作用待進一步研究。期待將來自噬在腫瘤細胞的作用可抑制腫瘤侵襲轉移，并成為抗卵巢癌藥物治療的新靶點。

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