骨肉瘤細(xì)胞的多藥耐藥性通路綜述

謝詩(shī)哲

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150030）

骨肉瘤化療后產(chǎn)生的多藥耐藥是指骨肉瘤細(xì)胞對(duì)于化療藥物產(chǎn)生相應(yīng)耐藥性的同時(shí)，對(duì)于其他從未接觸過(guò)的、結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制都不同的藥物，也會(huì)產(chǎn)生耐藥性。由于各種原因，近些年骨肉瘤的生存率都沒(méi)有出現(xiàn)明顯的上升，其主要原因就是骨肉瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物產(chǎn)生了多藥耐藥性[1]。40多年前，外國(guó)科學(xué)家Biedler和Riehm發(fā)現(xiàn)，小鼠白血病細(xì)胞p388和我國(guó)倉(cāng)鼠肺癌細(xì)胞p383對(duì)放線菌素類(lèi)藥物產(chǎn)生耐藥性的同時(shí)，對(duì)作用機(jī)制不同的抗腫瘤藥物（長(zhǎng)春新堿、絲裂霉素等）也產(chǎn)生了交叉耐藥性[2]。1974年，Ling等詳細(xì)地描述了多藥耐藥現(xiàn)象與一種存在于細(xì)胞膜上的跨膜糖蛋白[3]的關(guān)系。

近年來(lái)，許多研究結(jié)果都有證據(jù)表明腫瘤細(xì)胞多藥耐藥性的復(fù)雜性。其中，與多藥耐藥相關(guān)的藥物多用于臨床化療，例如長(zhǎng)春新堿、阿霉素等。多藥耐藥性的形成一般包括以下幾個(gè)機(jī)制：①相關(guān)蛋白介導(dǎo)的耐藥性通路；②相關(guān)酶系統(tǒng)介導(dǎo)的耐藥通路；③抑制細(xì)胞凋亡系統(tǒng)的耐藥通路等。

1 PI3K介導(dǎo)的耐藥性通路

PI3K/Akt/mTOR通路是一條重要的細(xì)胞通路，這條通路異?？蓪?dǎo)致許多疾病發(fā)生，其中較為典型的疾病有乳腺癌、肺癌、食管癌和骨腫瘤等[4]。研究表明，激活PI3K/Akt/mTOR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路后，骨肉瘤細(xì)胞的耐藥性有很大改變。通路激活后，骨肉瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、侵襲以及血管新生的速度都得到了提升[5]。Hidalgo和Rowinsky[6]研究發(fā)現(xiàn)，激活PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路后，其會(huì)進(jìn)一步調(diào)節(jié)核糖體激酶和啟動(dòng)子結(jié)合蛋白等下游分子，使相應(yīng)mRNA上調(diào)，繼而使c-myc的轉(zhuǎn)錄也上調(diào)，尤其促進(jìn)細(xì)胞的增殖。骨肉瘤細(xì)胞中c-myc的擴(kuò)增對(duì)抗腫瘤藥物的療效有著不可忽視的影響，它能使骨肉瘤細(xì)胞的耐藥性增強(qiáng)[7]。Herrera[8]、Ma[5]和 Gupta[9]等研究發(fā)現(xiàn)，PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路在激活狀態(tài)下對(duì)腫瘤細(xì)胞有促進(jìn)生長(zhǎng)作用，細(xì)胞的凋亡過(guò)程受到抑制，對(duì)腫瘤細(xì)胞的耐藥性起到提高作用。Duo等[10]研究顯示，激活mTOR后，會(huì)增強(qiáng)骨肉瘤細(xì)胞的增殖和分化能力，骨肉瘤細(xì)胞的多藥耐藥性增強(qiáng)。Pugazhenthi等[11]研究發(fā)現(xiàn)，PI3K/Akt/mTOR通路通過(guò)轉(zhuǎn)錄因子CREB使B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2的表達(dá)上調(diào)。Bcl-2基因通過(guò)延長(zhǎng)其存活時(shí)間來(lái)抑制細(xì)胞的凋亡，并由此產(chǎn)生耐藥性[12]。

2 Wnt通路介導(dǎo)的耐藥性通路

Wnt信號(hào)通路是另外一條重要的細(xì)胞通路，當(dāng)這條通路發(fā)生異常時(shí)，會(huì)導(dǎo)致多種疾病包括腫瘤、阿爾茨海默病、多種退行性疾病以及骨骼、眼睛、心臟的疾病的發(fā)生[13]。Wnt通路產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)與骨肉瘤耐藥性的產(chǎn)生有直接的聯(lián)系[14]。Wnt通路可通過(guò)增強(qiáng)骨肉瘤細(xì)胞的增殖、分化、轉(zhuǎn)移性和侵襲性等介導(dǎo)骨肉瘤耐藥性的發(fā)生[15]。Wnt配體和受體在骨肉瘤細(xì)胞中的表達(dá)上調(diào)會(huì)使Wnt抑制劑在骨肉瘤中的表達(dá)減少[16]。Wnt通路通過(guò)活化β聯(lián)蛋白，使其在細(xì)胞質(zhì)中的表達(dá)上調(diào)，使其轉(zhuǎn)移向細(xì)胞核內(nèi)，與核內(nèi)T細(xì)胞因子或淋巴樣增強(qiáng)因子結(jié)合，從而達(dá)到激活相關(guān)耐藥性基因（包括c-myc、細(xì)胞周期蛋白 D1、存活蛋白等）表達(dá)的目的[10]，導(dǎo)致細(xì)胞的增殖異常。Trieb等[18]研究發(fā)現(xiàn)，在有耐藥現(xiàn)象的腫瘤細(xì)胞中，上述相關(guān)耐藥性基因的表達(dá)都異常增高。外國(guó)科學(xué)家[18]的體外實(shí)驗(yàn)有所發(fā)現(xiàn)，“Saos-2”和“U20S”骨肉瘤細(xì)胞株的侵襲性明顯增強(qiáng)，與Wnt5a或Ror2信號(hào)通路的激活密不可分。

3 MAPKs通路介導(dǎo)的耐藥性通路

MAPKs是存在于細(xì)胞內(nèi)的一類(lèi)絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶，對(duì)于細(xì)胞增殖、分化、凋亡和耐藥性的發(fā)生過(guò)程都有著極其重要的調(diào)節(jié)作用[19]。Shimo等[20]報(bào)道，成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子和表皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子等生長(zhǎng)因子通過(guò)激活受體酪氨酸激酶ERK1/2，促使細(xì)胞周期蛋白D高表達(dá)，從而抑制細(xì)胞周期抑制蛋白p27的活性，促進(jìn)細(xì)胞異常增殖，介導(dǎo)骨肉瘤多藥耐藥的發(fā)生。

各種細(xì)胞毒素類(lèi)藥物都可把JNK通路激活，磷酸化轉(zhuǎn)錄因子c-Jun，誘導(dǎo)細(xì)胞的死亡。有關(guān)動(dòng)物模型的研究結(jié)果顯示，骨肉瘤細(xì)胞的存活和腫瘤的發(fā)生與c-Jun的存在息息相關(guān)[21]。p38在骨肉瘤細(xì)胞中的表達(dá)水平顯著上調(diào)[22]。p38信號(hào)通路參與了調(diào)節(jié)骨肉瘤細(xì)胞的增殖、分化和炎癥反應(yīng)[23]。以上研究結(jié)果表明，MAPK通路參與細(xì)胞的增殖、分化、凋亡以及侵襲和轉(zhuǎn)移，也促進(jìn)骨肉瘤細(xì)胞耐藥性的發(fā)生。

4 MRP通路介導(dǎo)的耐藥性通路

MRP是一種相對(duì)分子量為190KD[24]的膜蛋白，它由1 531個(gè)氨基酸組成，屬于三磷酸腺苷結(jié)合盒式結(jié)構(gòu)超家族中的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)（ATP binging cassette，ABC）[25]。MRP1大多數(shù)位于上皮細(xì)胞膜上[26]。

MRP導(dǎo)致多藥耐藥的機(jī)制可能有以下幾種：①M(fèi)RP主動(dòng)將藥物轉(zhuǎn)入亞細(xì)胞器，影響藥物在細(xì)胞內(nèi)的分布，使藥物核質(zhì)分配比降低，胞內(nèi)藥物則重新分布，從而導(dǎo)致骨肉瘤細(xì)胞的多藥耐藥[27]；②先形成氯離子通道，使細(xì)胞內(nèi)的pH值下降，質(zhì)子化的藥物大量外排；③經(jīng)過(guò)MRP的誘導(dǎo)，通過(guò)囊泡或胞吐作用將藥物排出細(xì)胞；④脫離藥物的活性成分，藥物即失去作用[28]；⑤介導(dǎo)藥物中的谷胱甘肽硫共軛物等共軛物排出細(xì)胞。

5 MDR1基因及其產(chǎn)物P-gp糖蛋白所介導(dǎo)的耐藥性通路

MDR1基因和它的表達(dá)產(chǎn)物P-gp糖蛋白介導(dǎo)耐藥性通路是一種有遺傳控制的解毒途徑，也是現(xiàn)在科學(xué)研究里最為充分、在多藥耐藥中最重要的部分[29]。P-gp糖蛋白是一種跨膜蛋白，依賴(lài)ATP，當(dāng)脂溶性抗腫瘤藥物進(jìn)入細(xì)胞后，細(xì)胞內(nèi)部分的P-gp同時(shí)有藥物結(jié)合位點(diǎn)和ATP結(jié)合位點(diǎn)（2個(gè)），因此，藥物與P-gp結(jié)合并通過(guò)水解ATP得到所需的能量，從細(xì)胞內(nèi)泵出藥物，以達(dá)到使細(xì)胞內(nèi)抗癌藥物濃度降低的目的[30]。當(dāng)P-gp在腫瘤細(xì)胞膜上的表達(dá)不正常增加后，與化療藥物活化ATP，水解ATP釋放能量，在鎂離子的作用下改變了P-gp構(gòu)象，在糖蛋白中部即形成通道，可使中性或帶陽(yáng)離子的疏水性藥物直接通過(guò)并排出細(xì)胞外[31]。當(dāng)藥物細(xì)胞毒作用還未發(fā)生時(shí)，細(xì)胞的抗腫瘤藥物由P-gp轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外，這就使得細(xì)胞內(nèi)化療藥物的濃度不斷下降，于是導(dǎo)致耐藥。

6 小結(jié)

多藥耐藥自被人們認(rèn)識(shí)后，就成為腫瘤化療的難點(diǎn)，對(duì)多藥耐藥機(jī)制及其逆轉(zhuǎn)劑的研究是目前腫瘤治療學(xué)和藥物學(xué)研究的一大熱點(diǎn)。美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)估計(jì)，90%以上的腫瘤患者的死亡都與多藥耐藥現(xiàn)象有關(guān)。通過(guò)研究信號(hào)通路與骨肉瘤耐藥性之間的關(guān)系可以發(fā)現(xiàn)，與之關(guān)聯(lián)的信號(hào)通路無(wú)論是在骨肉瘤細(xì)胞中生長(zhǎng)，還是其耐藥性中，都有著不可或缺的作用。最近幾年，對(duì)骨肉瘤耐藥性相關(guān)信號(hào)通路的研究愈發(fā)深入，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)在骨肉瘤診斷、治療和預(yù)后評(píng)估方面的重要作用愈發(fā)受到科學(xué)家們的重視，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在骨肉瘤MDR發(fā)生中的作用及機(jī)制這一方面尤其是這樣，或許將會(huì)是骨肉瘤未來(lái)研究最重要的領(lǐng)域之一。

腫瘤細(xì)胞多藥耐藥的機(jī)制非常復(fù)雜，除了本文撰寫(xiě)的大概機(jī)制以外，還有一些多藥耐藥產(chǎn)生的機(jī)制，這包括藥物與細(xì)胞膜結(jié)合載體蛋白的親和力下降，或者細(xì)胞所表達(dá)的載體蛋白的數(shù)量下降，細(xì)胞膜流動(dòng)性增加，環(huán)境因素，比如pH、溫度、氧濃度的改變等。總之，腫瘤多藥耐藥的機(jī)制非常復(fù)雜，不同腫瘤可能有不同的耐藥機(jī)制，同一腫瘤在不同的條件下耐藥機(jī)制也可能不同。

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