信號(hào)傳導(dǎo)通路在卵巢癌耐藥形成中的作用

梁偉晨 劉健 馬玲

(蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院腫瘤婦科，安徽 蚌埠 233004)

卵巢癌的早期診斷率很低，臨床上大部分患者發(fā)現(xiàn)已屬晚期，所以治療效果及病人的生存質(zhì)量始終欠佳〔1～3〕。目前，雖然約80%的晚期患者早期治療有效，但治療后期會(huì)因化療耐藥的出現(xiàn)而導(dǎo)致疾病復(fù)發(fā)〔4〕。現(xiàn)如今，被臨床認(rèn)可且常用的治療方法主要為卵巢癌減瘤術(shù)輔以術(shù)后腹腔化療及靜脈化療的方案，但至少會(huì)有將近60%的患者出現(xiàn)獲得性耐藥〔5〕。由此可見，術(shù)后輔助化療對(duì)卵巢癌患者的總體生存率無(wú)顯著改善，治愈較低，除了與疾病本身發(fā)現(xiàn)已是晚期有關(guān)，還有一個(gè)極為重要的因素就是多藥耐藥性(MDR)。多藥耐藥現(xiàn)象是指腫瘤細(xì)胞對(duì)一種抗癌藥物產(chǎn)生耐藥性后，容易對(duì)其他不同種藥物產(chǎn)生交叉耐藥的現(xiàn)象。產(chǎn)生MDR的分子機(jī)制主要有：①跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白將藥物從腫瘤細(xì)胞中泵出，從而減少藥效。②細(xì)胞內(nèi)和氧化還原與解毒有關(guān)的酶發(fā)生改變。③藥物靶分子發(fā)生改變。④控制凋亡的基因和蛋白發(fā)生改變〔5～8〕。

因此，臨床應(yīng)用化療藥物的治療潛力受到了耐藥性的限制。細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是指細(xì)胞通過(guò)胞內(nèi)或胞膜的受體，接受細(xì)胞外界信號(hào)蛋白的刺激，通過(guò)一系列信號(hào)蛋白的酶促反應(yīng)來(lái)誘導(dǎo)胞核內(nèi)相應(yīng)的基因表達(dá)，進(jìn)而引起相應(yīng)生物學(xué)效應(yīng)及細(xì)胞應(yīng)答反應(yīng)。本文擬就卵巢癌耐藥形成中的主要信號(hào)傳導(dǎo)通路障礙及其機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 p38-絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)通路與卵巢癌耐藥

1.1MAPK家族 MAPK是普遍存在于絲/蘇氨酸蛋白激酶(Akt)超家族中一員，它能對(duì)細(xì)胞外各種環(huán)境因素產(chǎn)生應(yīng)激。MAPK家族包括p53-MAPK、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)和c-Jun氨基末端激酶(JNK)等多個(gè)亞家族〔9,10〕。MAPK激酶(MKK)、MAPK激酶激酶(MKKK)和MAPK組成了MAPK通路，這3種激酶能將細(xì)胞外的信號(hào)發(fā)傳到細(xì)胞核，參與調(diào)控腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和轉(zhuǎn)移〔11〕。在哺乳動(dòng)物中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)5種不同的MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，分別為ERK(ERK1和 ERK2) 、JNK(JNK/SAPK)、p38激酶同工酶(p38α、p38β、p38γ和p38δ)、ERK3/ERK4、ERK5。每一種MAPK傳導(dǎo)通路都擁有復(fù)雜的信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)，在腫瘤細(xì)胞增殖、凋亡、侵襲與轉(zhuǎn)移及血管形成過(guò)程中起到重要作用〔12〕。

1.2p38-MAPK信號(hào)通路 p38-MAPK信號(hào)途徑是MAPK家族中的重要組成部分，多種應(yīng)激刺激如紫外線、熱損傷、促炎因子、高滲環(huán)境等能夠促使p38-MAPK通路的酪氨酸/蘇氨酸磷酸化，從而激活p38進(jìn)入細(xì)胞核，進(jìn)而活化轉(zhuǎn)錄因子如活化轉(zhuǎn)錄因子(ATF)2/6、MYC相關(guān)因子X(MAX)、熱休克轉(zhuǎn)錄因子(HSF)-1、CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白(CHOP/GADD)153、子孢子富含天冬酰胺蛋白(SAP)-1等調(diào)節(jié)下游細(xì)胞反應(yīng)因子如腫瘤壞死因子(TNF)-α、白細(xì)胞介素(IL)-1、IL-4、IL-6、IL-8、血管細(xì)胞黏附分子-1等參與調(diào)節(jié)細(xì)胞本身的生長(zhǎng)發(fā)育、營(yíng)養(yǎng)代謝以及細(xì)胞間的信息傳遞和交流〔13,14〕。Parente等〔15〕發(fā)現(xiàn)，活化的p38-MAPK通路可誘導(dǎo)環(huán)氧合酶(COX)-2的表達(dá)量增加進(jìn)而提高細(xì)胞的增殖效能。另外，Tormos等〔16〕發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小鼠體內(nèi)丟失p38α可導(dǎo)致蛋白激酶激酶(MEK)2的磷酸化降低，抑制肝細(xì)胞的增殖。也有研究報(bào)道，多糖(PSG)-1具有抗腫瘤活性，可磷酸化p38-MAPK、ERK1/2、JNK等誘導(dǎo)核因子(NF)-κB的表達(dá)增加與轉(zhuǎn)移，促使巨噬細(xì)胞的活性及吞噬能力增強(qiáng)，進(jìn)而降低腫瘤細(xì)胞的增殖能力〔17〕。此外，p38-MAPK信號(hào)介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡也起著至關(guān)重要的作用。據(jù)研究報(bào)道，p38-MAPK信號(hào)可通過(guò)直接或間接途徑、通過(guò)含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(Caspase)依賴途徑或caspase非依賴途徑來(lái)調(diào)控腫瘤細(xì)凋亡〔18～21〕。

1.3p38-MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與卵巢癌耐藥 近幾年發(fā)現(xiàn)，p38-MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在卵巢癌化療耐藥中起著重要作用。有研究表明，順鉑(CDDP)能夠特異性的作用p38-MAPK信號(hào)通路引起下游死亡受體fasl的轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞凋亡，但對(duì)于DDP耐藥的卵巢癌細(xì)胞株其p38活性明顯下降，甚至缺失，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)抑制p38-MAPK的活性或干擾其基因表達(dá)，可提高卵巢癌DDP耐藥指數(shù)，間接說(shuō)明p38-MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路受抑制是卵巢癌DDP耐藥機(jī)制之一〔22〕。另有研究發(fā)現(xiàn)，紫杉醇通過(guò)p38-MAPK途徑作用于MDR-1基因進(jìn)而上調(diào)其轉(zhuǎn)錄翻譯，細(xì)胞內(nèi)高表達(dá)P-糖蛋白(gp)蛋白可將化療藥物泵出細(xì)胞外，最終形成MDR〔23〕。此外，研究發(fā)現(xiàn)水通道蛋白家族成員水通道蛋白(AQP)9基因可通過(guò)活化p38-MAPK通路使得p38激酶磷酸化，降低紫杉醇對(duì)卵巢癌細(xì)胞株的殺傷效果〔24〕。二甲雙胍通過(guò)調(diào)控p38-MAPK信號(hào)通路而抑制ERCC1的表達(dá)進(jìn)而可以逆轉(zhuǎn)卵巢癌細(xì)胞的順鉑耐藥性〔25〕。

2 ERK1/2信號(hào)通路與卵巢癌耐藥

2.1ERK1/2信號(hào) ERK1/2屬于絲氨酸/蘇氨酸殘基的蛋白激酶，也是MAPK家族中的重要成員。ERK1/2活化后即p-ERK1/2，進(jìn)入細(xì)胞核作用于各種轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)節(jié)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而影響細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育及增殖分化等多種生理過(guò)程。眾多研究證實(shí)，ERK1/2信號(hào)通路可作用于MDR1，使P-gp表達(dá)增多，產(chǎn)生耐藥〔26,27〕。此外，P-gp是由MDR1基因編碼的，在腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)總是與細(xì)胞的多藥耐藥性相關(guān)，其具體機(jī)制是：它是一種能量依賴性藥物排出膜泵〔三磷酸腺苷(ATP)供能〕，其與抗腫瘤藥物結(jié)合后將藥物泵出細(xì)胞外，剩余藥物濃度不能有效殺滅腫瘤細(xì)胞，這也就是耐藥性的產(chǎn)生〔28,29〕。

2.2ERK1/2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與卵巢癌耐藥 ERK1/2的過(guò)度激活可通過(guò)抑制細(xì)胞凋亡促使腫瘤的多藥耐藥性的發(fā)生。卵巢上皮癌細(xì)胞OVCAR3親本細(xì)胞中ERK1/2的表達(dá)高于耐藥細(xì)胞，并具有濃度依賴性的特點(diǎn)，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，抑制ERK1/2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可提高卵巢癌細(xì)胞對(duì)DDP的敏感性，且高活性的ERK2可提高OVCAR3對(duì)DDP的耐藥性〔30～32〕。此外，Seidman等〔33〕研究證實(shí)，PD98059抑制卵巢癌細(xì)胞SKOV3中的ERK1/2的活性后，能增加泰素所誘發(fā)的細(xì)胞毒性進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞凋亡。另有人卵巢癌細(xì)胞研究發(fā)現(xiàn)，低濃度的紫杉醇(1～100 nmol/L)作用24 h后可以抑制ERK1/2的磷酸化活性，高濃度的紫杉醇(1～10 μmol/L)作用較短時(shí)間即可明顯抑制ERK1/2的磷酸化活性，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，ERK1/2抑制劑PD98059可通過(guò)抑制ERK1/2活性而增強(qiáng)紫杉醇的細(xì)胞毒作用〔33〕。另有實(shí)驗(yàn)證實(shí)，ERK1/2抑制劑U0126抑制了卵巢癌順鉑耐藥SKOV3細(xì)胞的增殖與侵襲能力，這些抑制效應(yīng)可能與上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)途徑有關(guān)〔34〕。

3 磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/Akt/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信號(hào)通路與與卵巢癌耐藥

3.1PI3K家族 PI3K家族，含有一個(gè)催化亞基P110和一個(gè)調(diào)節(jié)亞基P85，是一種可以特異性磷酸化肌醇磷脂3位羥基的脂類激酶，以一種復(fù)合體的形式存在于細(xì)胞質(zhì)中，在多種生長(zhǎng)因子的刺激下，PI3K的P85與之結(jié)合，P110解除抑制，PI3k被激活〔35,36〕。

3.2Akt家族 Akt是PI3K下游蛋白的一個(gè)關(guān)鍵分子，是一種57 kD的Akt，又稱蛋白激酶B(PKB)。Akt的構(gòu)成主要包括三個(gè)部分，C末端的調(diào)節(jié)活性區(qū)、中部的催化活性區(qū)、N末端的PH結(jié)構(gòu)域，其中最重要的是PH結(jié)構(gòu)域，當(dāng)其發(fā)生突變或者缺失會(huì)引起Akt活性的降低，此與卵巢癌耐藥性的研究有關(guān)〔35,36〕。

3.3mTOR mTOR是Akt下游中的一種Akt，通過(guò)激活核糖體激酶來(lái)影響腫瘤細(xì)胞的增殖、存活和侵襲轉(zhuǎn)移。mTOR可在多種腫瘤組織亦發(fā)現(xiàn)過(guò)度表達(dá)，包括胃癌、垂體瘤、肺癌、宮頸癌等〔37～40〕。

3.4PI3K/Akt/mTOR通路與卵巢癌耐藥 腫瘤形成過(guò)程與PI3K/Akt/mTOR通路的激活異常密切相關(guān)，其中以10號(hào)染色體上的新型抑癌基因(PTEN)的突變或丟失、Akt及磷酸肌醇依賴激酶(PDK)1的擴(kuò)增、磷脂腺肌醇-4,5-二磷酸肌醇3-激酶催化亞基α(PIK3CA)基因突變等最常見〔41〕。PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路的活化是抗癌因素減弱，促癌因素增強(qiáng)和腫瘤細(xì)胞耐藥的關(guān)鍵原因，PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路是卵巢癌耐藥的重要通路，該通路的異常激活可能是引起腫瘤細(xì)胞凋亡的重要原因〔42〕。Xing〔43〕研究提示雷帕霉素(Rapamycin)對(duì)依賴Akt途徑的卵巢癌腫瘤細(xì)胞具有殺傷作用，但對(duì)于不以Akt途徑激活為主的腫瘤細(xì)胞無(wú)效；當(dāng)把活化的Akt引入Rapamycin敏感的卵巢癌細(xì)胞中可以變得耐藥，但將其引入Rapamycin耐藥的腫瘤細(xì)胞中無(wú)效。Lee等〔44〕研究發(fā)現(xiàn)，卵巢癌耐藥細(xì)胞株OVCAR-3/CDDP中的Akt基礎(chǔ)磷酸化水平明顯高于親代OVCAR-3，并且順鉑可下調(diào)親代Akt的活性和磷酸化水平，但對(duì)OVCAR-3/CDDP無(wú)作用。且PI3K活性抑制劑可明顯增強(qiáng)DDP對(duì)耐藥細(xì)胞株的細(xì)胞毒作用。具體PI3K/Akt通路介導(dǎo)卵巢癌耐藥機(jī)制：①調(diào)控Bcl-2蛋白家族。該家族是對(duì)內(nèi)源性抗凋亡途徑起著重要作用，包括一些抗凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-xl及促凋亡蛋白Bad、Bax。Lee等〔44〕研究發(fā)現(xiàn)，30 μmol/L CDDP作用于OVCAR-3，12 h后可明顯觀察到Bax從胞質(zhì)轉(zhuǎn)移至線粒體繼發(fā)cytC釋放到胞質(zhì)，進(jìn)而增強(qiáng)對(duì)CDDP的敏感性，而相應(yīng)的耐藥癌細(xì)胞株就無(wú)此現(xiàn)象。并且在對(duì)紫杉醇耐藥的卵巢癌細(xì)胞中，也有此種機(jī)制的發(fā)現(xiàn)。②調(diào)控X連鎖凋亡抑制蛋白(XIAP)。Dan等〔45〕研究發(fā)現(xiàn)，Akt可結(jié)合并磷酸化XIAP(調(diào)控XIAP)的ser87進(jìn)而保護(hù)自身發(fā)生泛素化或者CDDP誘導(dǎo)的泛素化而發(fā)生降解，這可能是Akt激活導(dǎo)致卵巢癌耐藥的重要機(jī)制。③調(diào)控P53。P53蛋白是細(xì)胞發(fā)揮G1檢查點(diǎn)阻滯細(xì)胞周期進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞凋亡的基因。Fraser等〔46〕研究發(fā)現(xiàn)，CDDP不可以誘導(dǎo)卵巢癌耐藥菌株對(duì)P53蛋白的表達(dá)，而轉(zhuǎn)染了顯性負(fù)效應(yīng)Akt蛋白后，P53蛋白表達(dá)增加，并且與DN-Akt有濃度依賴效應(yīng)，即增強(qiáng)了腫瘤細(xì)胞對(duì)CDDP的敏感性。Yang等〔47〕研究發(fā)現(xiàn)，CDDP可誘導(dǎo)卵巢癌敏感細(xì)胞株P(guān)53的釋放繼而Smac等細(xì)胞因子釋放，提高對(duì)順鉑的敏感性，并且與P53呈依賴效應(yīng)。④調(diào)控MAPK信號(hào)通路 PI3K/Akt通路與MAPK通路彼此之間存在密切聯(lián)系，能夠交叉激活，調(diào)節(jié)細(xì)胞生命運(yùn)動(dòng)。Yuan等〔48〕研究發(fā)現(xiàn)，活化的Akt1通過(guò)磷酸化ASK1的Ser83位點(diǎn)以此阻斷對(duì)JNK/p38的活化和對(duì)Bax基因的活性轉(zhuǎn)化，從而誘導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞對(duì)CDDP的耐藥性。此研究也間接的反應(yīng)了胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的“交談”效應(yīng)。

4 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄活化蛋白(STAT)3信號(hào)通路與卵巢癌耐藥

4.1STAT信號(hào) STAT具有6個(gè)保守結(jié)構(gòu)域：連接結(jié)構(gòu)域、螺旋-螺旋結(jié)構(gòu)域、寡聚體結(jié)構(gòu)域、DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域、SH2結(jié)構(gòu)域(含有一個(gè)關(guān)鍵的位點(diǎn)，大約位于第700個(gè)氨基酸，磷酸化后能與受體結(jié)合并形成二聚體，后轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核，進(jìn)而激活一些基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)來(lái)影響腫瘤進(jìn)展)、轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域。該家族在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，有7個(gè)亞型：STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5A、STAT5B、STAT6，相對(duì)JAK2而言，其C末端結(jié)構(gòu)域在各亞型中存在著較大的差異，這與不同類的細(xì)胞因子激活下游STAT有關(guān)。細(xì)胞膜上的細(xì)胞因子受體與配體結(jié)合后，激活胞質(zhì)內(nèi)JAK使其磷酸化，活化的JAK靠近STAT的酪氨酸并使其磷酸化，從而激活下游STAT。活化后STAT與受體分離，在胞核中形成二聚體并識(shí)別有效的目的序列后，可大大提高目的基因的轉(zhuǎn)錄效率。當(dāng)STAT脫磷酸化時(shí)可終止信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)。該途徑介導(dǎo)了細(xì)胞的生長(zhǎng)和抗凋亡及促進(jìn)細(xì)胞周期，提示該途徑的激活可能與腫瘤耐藥的發(fā)生密切相關(guān)〔49〕。

4.2STAT3信號(hào) STAT3作為蛋白酪氨酸激酶(JAK)/STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中最重要的信號(hào)分子，是由帶有g(shù)p130亞型的受體家族所激活的，是一類由750～800個(gè)氨基酸組成的DNA結(jié)合蛋白，有α、β、γ 3種亞型，STAT3是一種天然存在于胞質(zhì)內(nèi)并且能夠與酪氨酸信號(hào)通路相耦聯(lián)的雙功能蛋白，同時(shí)也是非受體酪氨酸激酶(Src)、IL-6/JAK和表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)等多條致癌性酪氨酸信號(hào)通路交匯點(diǎn)，可被多種刺激因子激活發(fā)生磷酸化(pSTAT3),對(duì)于胚胎的發(fā)育和骨髓細(xì)胞的分化起著不可或缺的作用，可影響腫瘤細(xì)胞的增殖，分化，凋亡〔50，51〕。

4.3STAT3傳導(dǎo)通路與卵巢癌耐藥的關(guān)系 研究發(fā)現(xiàn)，卵巢癌耐藥性的產(chǎn)生受CDDP對(duì)STAT3信號(hào)通路的早期作用的影響，STAT3可通過(guò)調(diào)節(jié)EGFR等激酶作用來(lái)破壞E-鈣黏蛋白/β-鏈蛋白復(fù)合物，從而細(xì)胞間的黏附力下降，卵巢癌細(xì)胞向遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，臨床上顯現(xiàn)患者對(duì)CDDP耐藥；若阻斷STAT3通路后，卵巢癌細(xì)胞間質(zhì)化減退，可恢復(fù)其對(duì)CDDP的敏感性〔52〕。如上文提及，STAT3是由帶有g(shù)p130亞型的受體家族所激活的，IL-6受體家族是該類受體的代表，gp130能夠使JAK1和JAK2磷酸化，進(jìn)而結(jié)合STAT3并與其形成二聚體進(jìn)入細(xì)胞核識(shí)別目的基因〔53,54〕。另有研究發(fā)現(xiàn)，IL-6是誘導(dǎo)卵巢癌炎性分泌系統(tǒng)的關(guān)鍵因子之一，IL-6/STAT3通路通過(guò)促進(jìn)耐藥蛋白及抗凋亡蛋白的高表達(dá)來(lái)誘導(dǎo)卵巢癌的鉑類耐藥，并且針對(duì)IL-6或STAT3的靶向藥物已經(jīng)進(jìn)入臨床實(shí)驗(yàn)階段，并顯現(xiàn)一定的療效〔55，56〕。

5 結(jié) 語(yǔ)

腫瘤的發(fā)生發(fā)展與細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞間的信號(hào)傳遞密切相關(guān)，信號(hào)傳導(dǎo)通路失調(diào)可引起細(xì)胞內(nèi)化療藥物解毒作用增加、細(xì)胞內(nèi)化療藥物外排、DNA損傷修復(fù)功能增強(qiáng)等，進(jìn)而促成腫瘤耐藥的發(fā)生?；熌退幨悄壳奥殉舶┡R床治療過(guò)程中失敗的重要因素之一，本文介紹的各種傳導(dǎo)通路的活化或抑制在卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后起著重要作用。近年來(lái)對(duì)信號(hào)傳導(dǎo)通路的研究及抑制劑的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用在臨床上略有成效，那么今后進(jìn)一步明確化療耐藥的分子機(jī)制對(duì)探索更加有效的靶向治療甚至研發(fā)逆轉(zhuǎn)耐藥的新藥物具有極其重要的價(jià)值，掌握各個(gè)傳導(dǎo)通路的機(jī)制及有效運(yùn)用有望成為卵巢癌治療的新靶點(diǎn)。