內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激對(duì)黑色素瘤細(xì)胞凋亡影響的研究進(jìn)展

向志宇　趙紅瓊　史慧君　戴小華　王金泉　劉來(lái)珍　耿健　姚剛

摘要：黑色素瘤是一種惡性的皮膚腫瘤，具有發(fā)病率高、易轉(zhuǎn)移、預(yù)后差等特點(diǎn)，對(duì)人類及動(dòng)物造成極大的影響。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的黑色素瘤細(xì)胞凋亡可能成為治療黑色素瘤新的靶點(diǎn)，但具體機(jī)制還不明確。主要探討了其研究機(jī)制，為黑色素瘤今后的研究方向提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激；黑色素瘤；凋亡；未折疊蛋白反應(yīng)

中圖分類號(hào)：S857.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-273X（2018）09-0017-02

黑色素瘤是一類臨床上比較常見(jiàn)的皮膚性惡性腫瘤，無(wú)論是人還是動(dòng)物都會(huì)發(fā)生，其發(fā)病率呈逐年上升趨勢(shì)。有報(bào)道顯示，每年全球被確診為黑色素瘤的新增患者數(shù)目高達(dá)80 000例，且每年的增長(zhǎng)率達(dá)3%～5%[1]。西部地區(qū)由于高原、氣候干燥、較多晴天、強(qiáng)烈紫外線照射等諸多因素的影響，發(fā)病率會(huì)更高。李一平等[2]調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，甘肅等地區(qū)馬腫瘤的平均發(fā)病率為35.25%，而馬黑色素瘤占馬腫瘤所有類型的19.23%。黑色素瘤具有高侵襲、高轉(zhuǎn)移、預(yù)后差等特點(diǎn)，其發(fā)生原因尚不明確，影響的因素較多，例如內(nèi)分泌失調(diào)/紊亂、長(zhǎng)期摩擦、日光照射、紫外線損傷等。在皮膚惡性腫瘤中，其死亡率首屈一指，是威脅人類及寵物生命安全及損害畜牧業(yè)發(fā)展的重要疾病。

黑色素瘤由于其發(fā)展進(jìn)程不同、黑色素沉積不同顯示出大小及顏色的差異，其數(shù)量級(jí)從幾毫米到幾厘米不等，通常呈不規(guī)則狀。黑色素沉積較多的呈黑色，較少的呈棕色、灰色等。隨著病程的進(jìn)展，黑色素瘤很可能擴(kuò)大、轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致高的死亡率，因此要及早治療。黑色素瘤的治療包括手術(shù)療法、放射療法、化學(xué)療法、聯(lián)合治療法及免疫療法等，但治療效果仍不理想。因此，對(duì)其機(jī)制的研究成為各位學(xué)者研究的熱點(diǎn)。有研究表明，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的黑色素瘤細(xì)胞凋亡可能會(huì)成為治療黑色素瘤細(xì)胞的新靶點(diǎn)。

1 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是哺乳動(dòng)物重要的細(xì)胞器，具有折疊肽鏈，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白合成及調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鈣離子水平等功能。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)對(duì)細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度及細(xì)胞內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)敏感度高，當(dāng)鈣離子代謝紊亂、蛋白糖基化被抑制、細(xì)胞受到化學(xué)毒性物質(zhì)刺激、發(fā)生氧化應(yīng)激或大量非折疊蛋白質(zhì)堆積時(shí)，其生理功能受到損傷，這種現(xiàn)象被稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（ERS），即多種原因?qū)е挛凑郫B或錯(cuò)誤折疊蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)堆積，打破內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)[3]。為了緩解ERS，幫助機(jī)體度過(guò)難關(guān)，未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白會(huì)發(fā)出信號(hào)，使機(jī)體啟動(dòng)相應(yīng)的反應(yīng)，稱為折疊蛋白反應(yīng)（UPR）。UPR有助于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的動(dòng)態(tài)平衡重新建立，以保證細(xì)胞維持正常的功能。但持續(xù)、嚴(yán)重的應(yīng)激，導(dǎo)致大量的蛋白未折疊或錯(cuò)誤折疊，致使UPR反應(yīng)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

2 未折疊蛋白反應(yīng)

機(jī)體內(nèi)UPR反應(yīng)的發(fā)生由3種跨膜激酶介導(dǎo)，它們分別介導(dǎo)不同的信號(hào)通路并相互配合，聯(lián)絡(luò)成信號(hào)網(wǎng)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞功能的保護(hù)。3種跨膜激酶分別是肌醇蛋白1（IRE1）、雙鏈RNA活化蛋白激酶PKR樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶（PERK）和活化轉(zhuǎn)錄因子（ATF6）。葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78（GRP78）又被稱作內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分子伴侶免疫球蛋白重鏈結(jié)合蛋白（Bip），是UPR反應(yīng)的中央調(diào)節(jié)器。正常生理?xiàng)l件下，3種跨膜蛋白分別與GRP78結(jié)合，處于無(wú)活性狀態(tài)。當(dāng)ERS時(shí)，3種跨膜蛋白分別與GRP78分離而具有活性，通過(guò)各自的信號(hào)通路啟動(dòng)UPR，緩解ERS。當(dāng)3種跨膜激酶活化后，它們分別形成不同的信號(hào)通路。IRE1與XBP1結(jié)合，使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面積增加，進(jìn)而增強(qiáng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)處理未折疊蛋白或錯(cuò)誤折疊蛋白的能力，緩解ERS。PERK在腺體中表達(dá)量很高。當(dāng)ERS時(shí)，活化的PERK使eIF2α磷酸化，并與之結(jié)合，進(jìn)而起到蛋白的調(diào)節(jié)作用。ATF6是另一條UPR的途徑。ATF6活化后可通過(guò)促進(jìn)IRE1-XBP1、PERK-eIF2α信號(hào)通路的方式緩解ERS。

3 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡

在持續(xù)的ERS下，IRE1、PERK和ATF6途徑無(wú)法使應(yīng)激得到足夠的緩解，這時(shí)它們會(huì)通過(guò)各自的信號(hào)通路啟動(dòng)下游信號(hào)使細(xì)胞發(fā)生凋亡，這涉及到細(xì)胞凋亡因子GHOP、JNK及Caspase-12等促凋亡因子。

CHOP又稱生長(zhǎng)停滯及DNA損傷誘導(dǎo)基因153（GADD153），正常情況下在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)表達(dá)水平較低，隨著持續(xù)的ERS，三條信號(hào)通路均能使CHOP的表達(dá)量增加，進(jìn)而改變細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度，使Bcl家族表達(dá)改變而最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。

c-Jun氨基-末端激酶（JNK）又稱應(yīng)激-活化蛋白激酶（SAPK）。當(dāng)ERS時(shí)，IRE1可通過(guò)激活招募腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子2（TRAF2）、激酶凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ASK1）并與之形成IRE1-TRAF2-ASK1復(fù)合體的形式，進(jìn)而激活JNK，JNK可進(jìn)一步通過(guò)磷酸化作用激活促凋亡因子BIM和抑制抗凋亡因子Bcl-2，最終誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

此外，Caspase-12也是重要的促凋亡因子，Caspase家族執(zhí)行細(xì)胞的最終凋亡。當(dāng)持續(xù)的ERS時(shí)，IRE1-TRAF2、m-Cal-pain及Grp78/Caspase-7均能誘導(dǎo)Caspase-12的活化，進(jìn)而使Caspase-9被激活，之后激活Caspase-3啟動(dòng)Caspase凋亡途徑使細(xì)胞裂解死亡。

4 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與黑色素瘤

哺乳動(dòng)物腫瘤細(xì)胞與正常組織所處的微環(huán)境不同，表現(xiàn)為營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)、pH和氧化作用極度的異質(zhì)性，由于血液的供給與腫瘤生長(zhǎng)速度不匹配，可引起腫瘤細(xì)胞缺氧，加速腫瘤細(xì)胞的惡化。在腫瘤細(xì)胞中能檢測(cè)到UPR三條信號(hào)通路的因子表達(dá)。UPR通過(guò)使GRP78/Bip和GRP94上調(diào)，降解未折疊蛋白或錯(cuò)誤折疊蛋白，可緩解腫瘤細(xì)胞的缺氧而更易生存。此外UPR反應(yīng)還與腫瘤細(xì)胞的耐藥有關(guān)。UPR可誘導(dǎo)p38 c-Jun表達(dá)，高表達(dá)的p38 c-Jun抑制腫瘤的生長(zhǎng)而進(jìn)入休眠狀態(tài)，由此對(duì)大多數(shù)化療藥產(chǎn)生耐藥。因此，UPR途徑也許會(huì)成為突破腫瘤治療的新靶點(diǎn)。

馮獻(xiàn)啟等[4]研究表明，胡蘿卜素在一定濃度范圍內(nèi)可通過(guò)改變黑色素瘤細(xì)胞中Ca2+的濃度，改變GRP78的表達(dá)，誘導(dǎo)黑色素瘤細(xì)胞凋亡。李亞平等[5]研究表明，Bcl-2抑制劑S1可通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)凋亡途徑信號(hào)通路誘導(dǎo)黑色素瘤細(xì)胞B16發(fā)生凋亡。李群[6]研究表明，凋亡抑制因子Srvivin的下調(diào)對(duì)于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的黑色素瘤細(xì)胞凋亡至關(guān)重要，它是通過(guò)E2F1-survivin-cell cycle arrest這條信號(hào)通路完成的。侯麗麗[7]研究表明，Bim在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激狀態(tài)下的黑色素瘤細(xì)胞中受到異常調(diào)控，這可能和轉(zhuǎn)錄因子CHOP及OXO1有關(guān)，這種異常調(diào)控可能是導(dǎo)致黑色素瘤細(xì)胞對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激性凋亡耐受的重要原因。

5 小結(jié)

近年來(lái)，關(guān)于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的黑色素瘤細(xì)胞凋亡的研究逐漸增多，關(guān)于其具體治療機(jī)制還有待于研究。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與黑色素瘤的進(jìn)一步研究，有助于為黑色素瘤的治療開(kāi)辟新的靶點(diǎn)，進(jìn)一步為腫瘤治療的突破提供理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] RIGEL D S，F(xiàn)RIEDMAN R J，KOPF A W. The incidence of malignant melanoma in the United States：Issues as we approach the 21st century[J].J Am Acad Dermatol，1996，34（5）：83947.

[2] 李一平，李曉明.甘肅省馬腫瘤的流行病學(xué)調(diào)查[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，40（2）：149-152.

[3] 張錦航，馬麗霞，呂欣內(nèi).質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與胰島β細(xì)胞凋亡的研究進(jìn)展[J].生命的化學(xué)，2015，35（4）：574-578.

[4] 馮獻(xiàn)啟，肖 娟，聶淑敏，等.黑色素瘤抗原基因3在K562細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)性凋亡中的表達(dá)及意義[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)血液學(xué)雜志，2005（5）：741-745.

[5] 李亞平，鐘加滕，張志超，等.Bcl-2抑制劑S1通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)途徑誘導(dǎo)黑色素瘤B16細(xì)胞凋亡的機(jī)制[J].中國(guó)老年學(xué)雜志，2012，32（4）：767-769.

[6] 李 群.Survivin的下調(diào)對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的黑色素瘤細(xì)胞凋亡抗性的影響機(jī)制研究[D].合肥：安徽醫(yī)科大學(xué)，2012.

[7] 侯麗麗.Bim在黑色素瘤細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激狀態(tài)中的異常調(diào)控及作用[D].合肥：安徽醫(yī)科大學(xué)，2011.