嘌呤能配體門控離子通道 7受體與宮頸癌關(guān)系的研究進(jìn)展△

陳永紅，付捷，黃馨萍，李若男，劉新悅，趙榮蘭

濰坊醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)學(xué)系，山東 濰坊261053

P2受體是與核苷酸類物質(zhì)如三磷酸腺苷（ade‐nosine triphosphate，ATP）相結(jié)合的細(xì)胞膜受體，可分為P2X和P2Y受體家族，其中P2X受體家族又分為7個(gè)亞型（P2X1～7），嘌呤能配體門控離子通道 7 受體（purinergic ligand‐gated ion channel 7 re‐ceptor，P2X7R）為P2X家族中最晚克隆的受體，參與腫瘤細(xì)胞的生長、增殖與凋亡[1‐2]。宮頸癌是一種常見的惡性腫瘤，發(fā)病人群主要見于低收入和中等收入國家的女性，其發(fā)病最主要原因?yàn)槿巳轭^瘤病毒（human papilloma virus，HPV）長期慢性感染，尤其是高風(fēng)險(xiǎn)的HPV16/18[3]。各型HPV引起的癌變類型不一、復(fù)雜多樣，臨床常見的病理類型有子宮頸鱗狀細(xì)胞癌、腺癌等[4]。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，近年來宮頸癌在全世界高收入國家的發(fā)病率及病死率均有所下降，而在低收入和發(fā)展中國家呈上升趨勢，且發(fā)病年齡日趨年輕化[5]。研究表明，P2X7R在宮頸癌的發(fā)生和進(jìn)展中有著重要作用，闡明其在該腫瘤中的表達(dá)及作用機(jī)制對(duì)于宮頸癌的治療和預(yù)后具有重要意義。

1 P2X7R的結(jié)構(gòu)、分布及功能

1.1 P2X7R的結(jié)構(gòu)與體內(nèi)分布

P2X7R編碼基因位于12q24.31，含13個(gè)外顯子，由595個(gè)氨基酸殘基組成，包括氨基（N）端和羧基（C）端、兩個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域以及一個(gè)保守的胞外環(huán)，對(duì)P2X7R發(fā)揮其獨(dú)特功能具有重要意義[6]。多種信號(hào)調(diào)控分子例如細(xì)胞骨架結(jié)合蛋白、Src同源結(jié)構(gòu)域3（SRC‐homology domain 3，SH3）、1型腫瘤壞死因子受體（tumor necrosis factor receptor 1，TN‐FR1）含有與P2X7R羧基端相似的蛋白結(jié)合基序，提示P2X7R可能作為多個(gè)信號(hào)通路的共同調(diào)控節(jié)點(diǎn)[7]。另外，其胞外環(huán)保守區(qū)域富含半胱氨酸，被認(rèn)為是ATP結(jié)合位點(diǎn)[7]。正常情況下，P2X7R表達(dá)于人體多種細(xì)胞，如免疫細(xì)胞、血源性細(xì)胞和膠質(zhì)細(xì)胞等；病理情況下，P2X7R在不同細(xì)胞類型中的表達(dá)水平存在一定差異，既可高表達(dá)也可低表達(dá)，與疾病類型有關(guān)[7‐9]。

1.2 P2X7R的功能

P2X7R屬配體門控離子通道，ATP為其天然激動(dòng)劑，與嘌呤受體家族的其他成員相比，P2X7R與ATP的親和力最低，其激活后最主要的功能是形成離子通道和膜孔，且在不同ATP濃度下發(fā)揮不同作用：胞外低濃度ATP作用時(shí)，P2X7R被快速激活（幾毫秒內(nèi)），選擇性膜通道打開，允許K+、Na+、Ca2+等陽離子通過；持續(xù)ATP刺激時(shí)，P2X7R會(huì)形成較大非選擇性膜孔，允許親水性的溶質(zhì)分子（分子量＜900 kD）通過[10‐13]。P2X7R還參與調(diào)控多種生理病理過程，例如激活炎癥小體，調(diào)節(jié)白細(xì)胞介素（in‐terleukin，IL）‐1β和 IL‐18釋放，刺激金屬蛋白酶導(dǎo)致細(xì)胞表面分子如CD23、CD27和CD62L的脫落以及作為清道夫受體獨(dú)立介導(dǎo)細(xì)胞吞噬作用而不依賴于細(xì)胞外ATP的激活[14]。除此之外，活化后的P2X7R還能通過誘導(dǎo)細(xì)胞因子分泌從而參與細(xì)胞增殖和腫瘤轉(zhuǎn)移[15]。

2 P2X7R在腫瘤中的雙重作用

大量研究證實(shí)，腫瘤的發(fā)生和發(fā)展與P2X7R在腫瘤細(xì)胞表面的表達(dá)水平密切相關(guān)。不同類型腫瘤中P2X7R表達(dá)水平不同，既可能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長增殖、誘導(dǎo)腫瘤的侵襲性、改變腫瘤的微環(huán)境，又可能發(fā)揮促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡、抑制其生長增殖的作用[16‐17]。

2.P2X7R高表達(dá)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長和增殖

P2X7R于自發(fā)性神經(jīng)母細(xì)胞瘤N2a細(xì)胞中活化后，可誘導(dǎo)細(xì)胞釋放P物質(zhì)，促使腫瘤細(xì)胞生長[16]。Slater等[18]研究發(fā)現(xiàn)，在正常和輕度增生的乳腺上皮組織中P2X7R幾乎不表達(dá)，而在乳腺癌（導(dǎo)管癌或小葉癌）中卻高度表達(dá)。同時(shí)，研究顯示，乳腺癌組織中的雌激素受體（estrogen receptor，ER）與P2X7R表達(dá)呈正相關(guān)，雌激素作用于ER使P2X7R的表達(dá)水平升高，進(jìn)而促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖[19]。位于單核系髓源抑制性細(xì)胞（monocytic myeloid‐de‐rived suppressor cell，M‐MDSC）膜上的P2X7R能介導(dǎo)精氨酸酶 1、轉(zhuǎn)化生長因子‐β1（transforming growth factor‐β1，TGF‐β1）表達(dá)水平升高及活性氧分泌增多，從而促進(jìn)腫瘤生長[20]。研究發(fā)現(xiàn)，在急性T淋巴細(xì)胞白血病小鼠模型中，腹腔巨噬細(xì)胞上P2X7R的表達(dá)水平與白血病進(jìn)程有關(guān)，且隨病程延長呈逐漸上升趨勢[21]。成骨細(xì)胞上的P2X7R可通過激活活化T細(xì)胞核因子1（nuclear factor of ac‐tivated T‐cell 1，NFATc1）、磷脂酰肌醇3‐激酶（phos‐phoinositide 3‐kinase，PI3K）/蛋白激酶 B（protein ki‐nase B，PKB，又稱AKT）、Ras同源基因（Ras homo‐log gene，Rho）/Rho相關(guān)螺旋卷曲蛋白激酶（Rho‐associated coiled‐forming protein kinase，ROCK）、血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等信號(hào)途徑，造成成骨細(xì)胞的損傷以及早期腫瘤的發(fā)生[22]。大黃素可作為P2X7R抑制劑應(yīng)用在人A549肺腺癌細(xì)胞和MDA‐MB‐435乳腺癌細(xì)胞中，抑制其在體內(nèi)及體外的侵襲和遷移[23]。構(gòu)建P2X7R短發(fā)夾RNA表達(dá)載體特異性封閉P2X7R、應(yīng)用P2X7R拮抗劑KN‐62均能有效抑制MCF‐7乳腺癌細(xì)胞中P2X7R的表達(dá)，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡并降低細(xì)胞增殖水平[24]。P2X7R在3種惡性胸膜間皮瘤（malignant pleural mesothelioma，MPM）細(xì)胞系中均有表達(dá)，其選擇性阻斷劑AZ10606120可抑制MPM小鼠腫瘤細(xì)胞的增殖，提示P2X7R可能成為治療MPM的新靶點(diǎn)[25]。

2.P2X7R的抑癌作用

在某些腫瘤組織中，P2X7R高表達(dá)可抑制腫瘤生長與增殖，而低表達(dá)可促進(jìn)某些腫瘤的發(fā)生發(fā)展[16]。研究表明，腫瘤細(xì)胞中的P2X7R高表達(dá)可促進(jìn)腫瘤發(fā)展，而宿主細(xì)胞中的P2X7R高表達(dá)可抑制腫瘤的生長；腫瘤發(fā)生時(shí)，宿主P2X7R缺失可嚴(yán)重影響其抗腫瘤免疫功能[15]。研究發(fā)現(xiàn)，阻斷P2X7R可保護(hù)腸上皮細(xì)胞免于凋亡，并促進(jìn)其增殖，這與TGF‐β1產(chǎn)生增加有關(guān)[26]。P2X7R作為一種膜受體，抑制腫瘤細(xì)胞增殖的作用受多種激動(dòng)劑和抑制劑的調(diào)控。苯甲酰基苯甲酰ATP[2’，3’‐O（‐4‐Benzoylbenzoyl）‐ATP，BzATP]是P2X7R特異性激動(dòng)劑，實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)結(jié)腸炎相關(guān)性結(jié)腸癌（coli‐tis‐associated cancer，CAC）模型小鼠施用 BzATP，結(jié)果顯示該激動(dòng)劑可通過激活P2X7R抑制小鼠腸道腫瘤組織信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）的磷酸化，從而抑制腫瘤細(xì)胞增殖[27]。在乳腺癌MDA‐MB‐231和MCF‐7細(xì)胞中，P2X7R低表達(dá)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的克隆形成并抑制其凋亡，這與腫瘤組織中miRNA‐150過表達(dá)并與P2X7R的3'非翻譯區(qū)結(jié)合，使P2X7R表達(dá)水平下降有關(guān)[28]。

3 P2X7R在宮頸癌中的表達(dá)及臨床意義

P2X7R作為一種離子通道型受體，在腫瘤的演化中發(fā)揮著重要作用，通過影響不同信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的調(diào)節(jié)基因、蛋白激酶和下游分子等表達(dá)和產(chǎn)生，參與包括蛋白質(zhì)合成、細(xì)胞增殖、凋亡、生長抑制等生理過程。研究表明，P2X7R表達(dá)水平下降可能與宮頸癌發(fā)生存在一定的相關(guān)性，在其激動(dòng)劑BzATP誘導(dǎo)下，P2X7R可介導(dǎo)正常宮頸細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡[9,29‐30]。

在正常的子宮組織內(nèi)，P2X7R在子宮腔內(nèi)膜、子宮頸內(nèi)膜及外宮頸的上皮組織中均有表達(dá)[9]。研究顯示，與腫瘤細(xì)胞相比較，P2X7R在正常宮頸細(xì)胞中的表達(dá)水平更高，在其天然配體ATP作用下，P2X7R可被活化，導(dǎo)致Ca2+內(nèi)流增加，激活Ca2+依賴的caspase 9，進(jìn)而介導(dǎo)線粒體凋亡通路，誘導(dǎo)宮頸上皮細(xì)胞發(fā)生凋亡[9,31]。

大量研究表明，HPV與宮頸癌密切相關(guān)，往往以整合到宿主基因組的方式進(jìn)行復(fù)制[32]。Ki‐67是一種核抗原，標(biāo)志著細(xì)胞增殖的過程[33]。p16是一種腫瘤抑制因子，可抑制細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶4和6，這些激酶將G1期的檢查點(diǎn)調(diào)節(jié)到S期[34]。當(dāng)HPV感染宮頸上皮細(xì)胞后，Ki‐67、p16等表達(dá)會(huì)隨之發(fā)生改變[35]，且p16/Ki‐67雙重染色可作為宮頸癌篩查的輔助標(biāo)志物[36‐37]。實(shí)驗(yàn)證明，P2X7R在宮頸病變組織中的表達(dá)與高危HPV的陽性循環(huán)閾值（cycle threshold，CT）呈正相關(guān)，在宮頸癌組織中的表達(dá)與Ki‐67及p16呈負(fù)相關(guān)，因此，P2X7R對(duì)預(yù)測宮頸癌的發(fā)生發(fā)展具有重要參考價(jià)值，對(duì)腫瘤的治療、預(yù)后有指導(dǎo)意義[9,30]。

P2X7R在宮頸癌細(xì)胞中表達(dá)水平較正常宮頸細(xì)胞低，這與宮頸細(xì)胞的生長密切相關(guān)；P2X7R可通過參與誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡這一生理過程參與腫瘤細(xì)胞的演化，而宮頸癌細(xì)胞中P2X7R表達(dá)水平降低，這對(duì)宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展具有重要意義[38]。研究表明，在宮頸癌患者子宮組織中P2X7R可產(chǎn)生名為P2X7‐j的突變體，人類正常的宮頸組織和腫瘤組織的裂解物中均可見其表達(dá)，且表達(dá)水平無顯著差異，但腫瘤組織中缺乏具有免疫活性的P2X7R同源三聚體，可導(dǎo)致機(jī)體抗腫瘤作用下降，更易誘發(fā)腫瘤[9,16]。研究顯示，在癌變子宮頸細(xì)胞中，可發(fā)現(xiàn)P2X7R的自然截短變體，截短的P2X7R無法介導(dǎo)細(xì)胞凋亡，而是以一種被認(rèn)為是自動(dòng)異源寡聚化的方式與野生型P2X7R相互作用，與腫瘤細(xì)胞相比，新型截短的P2X7R在正常子宮頸細(xì)胞中的表達(dá)相對(duì)較少[39]。臨床數(shù)據(jù)顯示，在子宮內(nèi)膜非典型增生、子宮內(nèi)膜癌等患者的子宮組織中，全長P2X7R的mRNA及蛋白水平較正常組織而言往往更低；P2X7‐j在正常細(xì)胞與宮頸癌細(xì)胞中的表達(dá)水平相似，但可與全長P2X7R相互作用并形成雜聚體，從而對(duì)細(xì)胞膜孔的形成產(chǎn)生抑制作用，無法誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[40‐41]。因此，進(jìn)一步探究P2X7R在宮頸癌中的機(jī)制及其意義，很大程度上能為宮頸癌的診治提供新的研究方向。

4 小結(jié)與展望

P2X7R是一種廣泛表達(dá)的細(xì)胞膜受體，通過調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、凋亡等生理過程，參與多種疾病的發(fā)生發(fā)展。在未來抗癌及其相關(guān)研究中，P2X7R可能成為抗腫瘤治療的新靶點(diǎn)，被應(yīng)用于抑制腫瘤生長等相關(guān)治療。宮頸癌是女性常見的惡性腫瘤之一，其腫瘤細(xì)胞表面的P2X7R表達(dá)減少，可能為宮頸癌發(fā)生進(jìn)展的重要原因；通過轉(zhuǎn)染增加宮頸癌細(xì)胞表面P2X7R的表達(dá)，可導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞凋亡，這提示提高宮頸癌患者的P2X7R表達(dá)水平，對(duì)于宮頸癌的治療和預(yù)后可能是一個(gè)重大突破口，但P2X7R介導(dǎo)的體內(nèi)反應(yīng)具有多變性和復(fù)雜性，其在宮頸癌細(xì)胞中的具體表達(dá)和功能機(jī)制還有待進(jìn)一步的探討和研究。