自噬調(diào)節(jié)因子Ambra1在腫瘤中的研究進展

李真 韋慶軍

作者單位：530021 南寧 1廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院創(chuàng)傷骨科手外科；530021 南寧 2廣西醫(yī)科大學(xué)再生醫(yī)學(xué)研究中心；618200 綿竹 3四川省綿竹市人民醫(yī)院骨一科

自噬是一種保守的分解代謝過程，可將細胞內(nèi)的成分包裹形成自噬泡，繼而形成自噬體，再通過與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)/溶酶體細胞器融合而形成自噬溶酶體，從而降解細胞成分及循環(huán)利用［1］，對維持干細胞以及有絲分裂后細胞如神經(jīng)元的存活和穩(wěn)態(tài)尤為重要［2］。當(dāng)細胞自噬功能正常時，對人體抵御疾病具有幫助作用；但細胞自噬功能若發(fā)生異常，則會導(dǎo)致神經(jīng)退行性疾病、炎癥性疾病和癌癥等多種疾病發(fā)生［3-5］。根據(jù)細胞內(nèi)物質(zhì)降解途徑的不同，自噬主要分為巨自噬、微自噬和由分子伴侶介導(dǎo)的自噬三種類型［6］，而通常所說的自噬即指巨自噬。細胞自噬過程主要受自噬相關(guān)基因的調(diào)控。Ambra1是自噬相關(guān)基因Beclin-1的活化因子，主要通過與Beclin-1結(jié)合，正向調(diào)節(jié)Beclin-1/VPS34復(fù)合物的脂質(zhì)激酶活性，從而促進自噬體形成［7-9］。目前研究顯示，Ambra1介導(dǎo)的自噬對腫瘤的發(fā)生發(fā)展具有促進和抑制雙重作用，本文就自噬調(diào)節(jié)因子Ambra1在腫瘤中的研究進展作一綜述。

1 Ambra1概述

Ambra1也稱為自噬/Beclin-1調(diào)節(jié)劑1，最初由FIMIA等［7］發(fā)現(xiàn)，是由1 300個氨基酸組成，分子量約為130 kDa，本質(zhì)上為高度無序的脊椎動物保守銜接蛋白。AMBRA1基因位于11號染色體上，由18個外顯子組成［7］，N-末端區(qū)域有一個對神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育起重要作用的WD40結(jié)構(gòu)域［10］。Ambra1是自噬信號網(wǎng)絡(luò)的一部分［11］，可充當(dāng)Beclin-1的正調(diào)節(jié)因子，參與自噬體形成［12］。多項研究發(fā)現(xiàn)Ambra1介導(dǎo)的自噬參與增殖、分化、發(fā)育、凋亡等細胞活動［13-14］。CIANFANELLI等［15］報道其通過促進原癌基因c-Myc的去磷酸化和降解調(diào)節(jié)細胞增殖。而神經(jīng)生長因子（NGF）通過活化Atg9b和Ambra1調(diào)控的自噬，可誘導(dǎo)神經(jīng)元分化［16］。在小鼠模型中，Ambra1導(dǎo)致海馬體的抑制/興奮失調(diào)是神經(jīng)發(fā)育障礙所致大腦異?；顒拥脑颍?7］。而Ambra1在小鼠和斑馬魚模型中表達降低可導(dǎo)致肌纖維缺損和肌節(jié)解體等異常的肌肉形態(tài)［18］。在斑馬魚中抑制同源基因Ambra1a和Ambra1b同樣可導(dǎo)致伴有嚴重胚胎畸形的不完全發(fā)育［19］。此外，還有研究發(fā)現(xiàn)，Ambra1是自噬與凋亡之間的紐帶以及在這兩個過程之間切換的重要因素。Ambra1除異常分布和與其他蛋白質(zhì)的相互作用外，其在細胞中過表達或降解受損導(dǎo)致的水平升高，可能使平衡轉(zhuǎn)向自噬而不是細胞凋亡，從而幫助細胞存活，導(dǎo)致細胞對抗癌藥物抵抗［20］。有研究通過全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）確定Ambra1是與自身免疫標志物重疊的新變體，且為選擇性免疫球蛋白A缺乏癥（IgAD）的易感位點［21］。綜上，Ambra1可能通過調(diào)節(jié)自噬參與了多種細胞生物學(xué)過程，與腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、免疫系統(tǒng)疾病等的發(fā)生有關(guān)［22］。

2 Ambra1在腫瘤中的作用

2.1 Ambra1在不同組織中的表達

檢索人類基因的綜合數(shù)據(jù)庫Genecard（http：//www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=AMBRA1&keywords=ambra1）中有關(guān)Ambra1基因在正常組織中的表達情況，發(fā)現(xiàn)Ambra1在免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、運動系統(tǒng)、內(nèi)臟、內(nèi)分泌、生殖系統(tǒng)，如扁桃體、額前皮質(zhì)、心肌細胞、氣管、松果體、子宮等多個部位均表達且表達水平相當(dāng)，由此認為Ambra1在正常組織中的表達具有非特異性。然而，檢索癌癥細胞系數(shù)據(jù)庫CCLE（https：//portals.broadinstitute.org/ccle/page?gene=AMBRA1），發(fā)現(xiàn)Ambra1在不同腫瘤組織中的表達水平存在一定差異，如在淋巴瘤組織中表達水平偏高，在結(jié)直腸癌組織中表達水平中等，而在軟骨肉瘤組織中表達水平則較低。TCGA可視化數(shù)據(jù)庫GEPIA（http：//gepia.cancer-pku.cn/detail.php?gene=AMBRA1）檢索結(jié)果顯示，與癌旁組織相比，Ambra1在不同腫瘤組織中表達有升高、降低和基本一致三種情況，體現(xiàn)了Ambra1對腫瘤發(fā)生發(fā)展的促進和抑制雙重作用特性。此外，檢索還發(fā)現(xiàn)Ambra1表達與腫瘤患者預(yù)后相關(guān)，Ambra1高表達患者無病生存率較低表達者低。

2.2 Ambra1對腫瘤的促進作用

Ambra1對腫瘤促進作用的研究主要集中于其介導(dǎo)的自噬對腫瘤細胞具有保護作用，及其導(dǎo)致細胞對化療耐藥。GU等［9］報道Ambra1可與Beclin-1相互作用從而調(diào)節(jié)人結(jié)腸癌細胞SW620自噬，采用siRNA降低Ambra1表達時，發(fā)現(xiàn)SW620細胞自噬水平亦降低，且對星形孢菌素或依托泊苷誘導(dǎo)的細胞凋亡更敏感。在人卵巢癌細胞研究中亦發(fā)現(xiàn)順鉑誘導(dǎo)人卵巢癌細胞發(fā)生自噬與Ambra1在卵巢癌細胞中上調(diào)有關(guān)，當(dāng)Ambra1表達水平降低，卵巢癌細胞對順鉑亦更敏感［23］。也有研究發(fā)現(xiàn)，Ambra1可以介導(dǎo)人神經(jīng)母細胞瘤SH-SY5Y細胞發(fā)生線粒體自噬，從而抑制6-羥基多巴胺和魚藤酮導(dǎo)致的氧化應(yīng)激和細胞凋亡［24］。另有研究顯示，Ambra1通過靶向ATG12調(diào)節(jié)自噬從而降低乳腺癌細胞對表阿霉素的敏感性［25］。進一步研究發(fā)現(xiàn)在乳腺癌細胞MCF-7、MDA-MB-231和SK-Br-3中Ambra1可抑制紫杉醇誘導(dǎo)的乳腺癌細胞凋亡［26］。此外，LIU等［27］觀察Ambra1對順鉑干預(yù)的人前列腺癌細胞DU145凋亡和自噬的調(diào)節(jié)作用，亦發(fā)現(xiàn)上調(diào)Ambra1可降低順鉑誘導(dǎo)的DU145細胞凋亡，且與Ambra1介導(dǎo)的自噬增加有關(guān)。另有研究報道Ambra1介導(dǎo)自噬對腫瘤細胞的保護可導(dǎo)致其對化療藥物耐藥［28］，而化療藥物耐藥是腫瘤治療效果欠佳的主要原因。綜上認為，Ambra1介導(dǎo)的自噬可能是細胞耐藥的重要機制，進一步深入研究Ambra1可為解決腫瘤化療耐藥開辟新的思路。

2.3 Ambra1對腫瘤的抑制作用

研究發(fā)現(xiàn)Ambra1可作為腫瘤抑制因子參與腫瘤發(fā)生發(fā)展。陳偉泉等［29］發(fā)現(xiàn)在 SCC-9、SCC-15、SCC-25等多種舌癌細胞中Ambra1的表達水平顯著低于正常舌上皮細胞Hacat，且Ambra1在舌癌細胞SCC-25中過表達可抑制細胞增殖能力；而在舌癌細胞Tca8113中沉默Ambra1表達則能促進細胞增殖，認為靶向抑制Ambra1的表達可促進舌癌細胞增殖。彭成清等［30］研究結(jié)果顯示，Ambra1蛋白在宮頸癌組織的陽性表達率（54.7%）顯著低于上皮組織（86.7%），且其陽性表達與宮頸癌組織學(xué)類型和TNM分期相關(guān)，推測自噬基因Ambra1表達缺失可能促進宮頸癌發(fā)生和惡性進展。此外，CIANFANELLI等［15，31］研究發(fā)現(xiàn)雜合缺失Ambra1基因小鼠的自發(fā)性腫瘤發(fā)生率較野生型小鼠高，而上調(diào)Ambra1的表達可降低肺腺癌和乳腺癌細胞株的致癌性和增殖率。有學(xué)者［32］應(yīng)用siRNA-Ambra1沉默人結(jié)直腸癌HCT15和SW480細胞中Ambra1的表達，結(jié)果發(fā)現(xiàn)沉默Ambra1可促進SW480和HCT15細胞的克隆形成、增殖、遷移和侵襲能力，同時上調(diào)SW480和HCT15細胞中EMT相關(guān)蛋白N-cadherin和ERK信號通路關(guān)鍵蛋白磷酸化ERK1/2（phosphorylated ERK1/2，p-ERK1/2）表達，并下調(diào)E-cadherin表達。推測Ambra1可能通過調(diào)控EMT及ERK信號通路促進結(jié)直腸癌SW480和HCT15細胞增殖、遷移和侵襲。目前對于Ambra1抑制腫瘤的作用機制，有觀點認為Ambra1與自噬體適配器LC3結(jié)合，對E3連接酶PARKIN參與或者不參與的線粒體清除至關(guān)重要，而Ambra1可以通過介導(dǎo)線粒體自噬通路抑制腫瘤發(fā)生［33-34］。也有觀點認為線粒體的Ambra1-BCL2復(fù)合物是自噬和細胞死亡的樞紐，Ambra1的C端可以通過直接與類BH3樣區(qū)域結(jié)合，從而抑制抗凋亡因子 BCL2表達，促進腫瘤細胞凋亡［14，35］?？梢姡珹mbra1可能通過調(diào)控其他信號通路發(fā)揮腫瘤抑制作用。

3 小結(jié)

Ambra1作為自噬調(diào)節(jié)因子，在自噬體的形成過程中扮演重要角色。目前研究認為Ambra1對腫瘤具有促進作用，其介導(dǎo)的自噬對腫瘤細胞具有保護作用，可能是細胞耐藥的重要機制；同時Ambra1亦可能通過調(diào)控其他信號通路而發(fā)揮腫瘤抑制作用。Ambra1有望成為腫瘤輔助診斷、療效評估的新型標志物以及治療靶點，然而如何有效利用Ambra1在腫瘤中的雙重作用，尚需考量腫瘤類型、腫瘤所在環(huán)境及不同治療方式等因素。