核糖體蛋白如何影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展及治療

田飛 ，武云

（1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特；2.包頭市中心醫(yī)院，內(nèi)蒙古 包頭）

近些年來，隨著人們生活方式的與周圍生存環(huán)境的改變，惡性腫瘤的發(fā)病率呈遞增趨勢，但隨著最新的靶向藥物與免疫藥物應(yīng)用于臨床，惡性腫瘤患者的生存期與生存質(zhì)量得到一定的提高，但治愈率仍較低，目前的針對惡性腫瘤仍缺乏一些對腫瘤早期診斷敏感的標(biāo)記物及特異性靶點的抗腫瘤藥物。近年來，隨著技術(shù)手段的進步和科學(xué)研究的深入，核糖體蛋白（ribosomal，RP）在腫瘤早期診斷與腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用越來越多地被人們發(fā)現(xiàn)，對于RP在腫瘤診斷與發(fā)生發(fā)展中的作用的探索成為科學(xué)領(lǐng)域的一大熱點。核糖體蛋白質(zhì)（ribosomal protein，RP）是一種廣泛存在的RNA結(jié)合蛋白，既往認(rèn)為RP的功能僅僅是與核糖體RNA（rRNA）共同參與蛋白質(zhì)的合成。近些年來發(fā)現(xiàn)組成核糖體的RP有80多種。RP在進化過程中高度保守，其氨基酸序列在幾乎所有哺乳動物中均相同，在原核細(xì)菌、真菌和酵母菌中也極其相似。RP根據(jù)來源的大小亞基分別被命名為RPL和RPS，在蛋白質(zhì)合成過程中起重要作用。例如，對rRNA進行折疊，使其形成能行使功能的三維結(jié)構(gòu)；調(diào)整核糖體的空間構(gòu)象，使其與RNA結(jié)合進行蛋白質(zhì)合成等等。近年來，隨著對核糖體研究的深入，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)核糖體蛋白的異常表達或者突變對癌癥的發(fā)生發(fā)展具有重要的調(diào)節(jié)作用。核糖體蛋白的基因突變、表達異?；虻鞍仔揎棶惓６紩鸷颂求w和/或核糖體蛋白的功能變化，進而導(dǎo)致諸如腫瘤等疾病的發(fā)生。腫瘤細(xì)胞的一個最顯著特點就是過度增殖，而核糖體主要是參與蛋白合成，在腫瘤細(xì)胞的快速生長中需要更高效的核糖體翻譯機制。腫瘤的發(fā)生發(fā)展常伴有基因組的不穩(wěn)定性而導(dǎo)致編碼核糖體蛋白的基因改變，腫瘤周邊區(qū)域的乏氧和營養(yǎng)不足，治療所使用的化學(xué)藥物和放療都有可能影響到核糖體的合成，核糖體蛋白的失衡或者功能障礙會導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

核糖體蛋白在腫瘤發(fā)生發(fā)展的作用：一部分游離RP（ribosomal protein），如RPL11和RPL5可以通過抑制癌蛋白c-Myc的表達發(fā)揮抑癌基因的作用[1-4]。反之，一些RPL36A在肝細(xì)胞癌中高表達，促進細(xì)胞增殖，并參與化療耐藥[5-6]。一些RP的改變可以導(dǎo)致相應(yīng)核糖體大小亞基其他RP的結(jié)合改變而危及整個腫瘤細(xì)胞的生存。臨床上，核糖體蛋白家族在腫瘤組織和腫瘤周圍組織中呈現(xiàn)明顯的差異表達，提示RP家族與腫瘤細(xì)胞之間有著內(nèi)在聯(lián)系。RP除了在腫瘤組織和癌旁組織中檢測外，也可以在體液，血液和排泄物中檢測，如糞便中RPS27L水平與癌組織中呈正相關(guān)[7]，可以作為早期診斷的潛在指標(biāo)。治療前后糞便中的RPL19水平聯(lián)合血清CEA水平可以判斷結(jié)直腸癌患者的預(yù)后[8-9]，然而相關(guān)血清等體液或者排泄物中RP蛋白在宮頸癌中的表達與療效評價缺乏報道。

近年來多項研究指出核糖體蛋白表達水平在惡性腫瘤組織及其血漿中與周邊正常組織及血漿中，存在差異表達，并且與腫瘤的臨床分期及病理分級存在相關(guān)性，使RP可能成為腫瘤診斷，治療及評價預(yù)后的潛在指標(biāo)。多項研究發(fā)現(xiàn)核糖體蛋白L6（RPL6）相比與正常癌旁組織，在前列腺癌中高表達，并且與腫瘤惡性程度直接相關(guān),有望成為前列腺癌輔助診斷及預(yù)后評估的重要手段[10]。RPS16蛋白在前列腺癌組織中的表達均高于對應(yīng)的良性組織（P=0.008）；IHC檢測發(fā)現(xiàn)RPS16蛋白在前列腺癌和良性組織中染色強度差異明顯（P=0.009）。RPS16蛋白表達和患者年齡、是否轉(zhuǎn)移無相關(guān)性,與腫瘤臨床分期（P=0.044）、病理分級（P=0.004）顯著相關(guān)。RPS16-si RNA不僅能顯著降低前列腺癌DU145及LNCa P細(xì)胞RPS16蛋白水平,并且能明顯抑制其細(xì)胞增殖和侵襲；細(xì)胞周期停滯在G2/M期[11]。 相關(guān)研究表明：我們的結(jié)果顯示，與配對的非癌組織和非轉(zhuǎn)化上皮細(xì)胞相比，RPL15在人類原發(fā)性結(jié)腸癌組織和培養(yǎng)細(xì)胞系中顯著上調(diào)。結(jié)腸癌組織中RPL15的高表達與患者的臨床病理特征密切相關(guān)。我們測定了RPL15對人細(xì)胞核仁維持、核糖體生物合成和細(xì)胞增殖的影響。我們發(fā)現(xiàn)RPL15是維持核仁結(jié)構(gòu)和形成核仁中前60S亞單位所必需的。RPL15缺失導(dǎo)致核糖體應(yīng)激，導(dǎo)致未轉(zhuǎn)化的人上皮細(xì)胞G1-G1/S細(xì)胞周期停滯，而結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡?？傊@些結(jié)果表明RPL15參與了人類結(jié)腸癌的發(fā)生，可能是結(jié)腸癌治療的潛在臨床生物標(biāo)志物和/或靶點。與MNGM相比，RPS15A在GC中的表達明顯上調(diào)，其表達與TNM分期、腫瘤大小、分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及患者生存率差密切相關(guān)。RPS15A的異位表達明顯增強了GC細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移[12]。RPS15A的過表達也促進了GC細(xì)胞上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）表型的形成。研究發(fā)現(xiàn)，RPS15A通過誘導(dǎo)p65核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB亞基的核移位和磷酸化、NF-κB報告子的反式激活以及上調(diào)NF-κB信號通路的靶基因，激活了NF-κB信號通路。此外，RPS15A過表達激活，而RPS15A敲除抑制GC細(xì)胞中Akt/IKK-β信號軸。Akt抑制劑LY294002和IKK抑制劑Bay117082均能中和RPS15A過度表達引起的p65和p-p65核移位。我們的研究結(jié)果表明，RPS15A通過Akt/IKK-β信號通路激活NF-κB通路，從而促進EMT和GC轉(zhuǎn)移。這一新發(fā)現(xiàn)的RPS15A/Akt/IKK-β/NF-κB信號通路可能是預(yù)防GC進展的潛在治療靶點[13]。

核糖體蛋白在腫瘤治療中的作用放射治療（XRT）是前列腺癌（PCa）的標(biāo)準(zhǔn)治療方法。雖然劑量遞增增加局部控制，毒性阻礙進一步升級。通過添加輔助療法，可能會有更廣泛的改善，輔助療法可以與輻射協(xié)同作用，從而提高療效。我們已經(jīng)鑒定出一種天然化合物（Nexrutine，Nx），它能抑制PCa細(xì)胞的存活和生長，并與輻射結(jié)合。聯(lián)合研究顯示Nx與輻射在體外多個PCa細(xì)胞系和轉(zhuǎn)基因小鼠前列腺癌（TRAMP）模型中都有很強的相互作用。Nx通過下調(diào)核糖體蛋白S6K（RPS6KB1）、CyclinD1、Chk1和HIF-1α，延長G2/M檢測點阻滯，增強IR的生長抑制作用。RPS6KB1在前列腺癌中表達上調(diào)，其表達與腫瘤分級有關(guān)。PCa細(xì)胞RPS6KB1基因敲除增加了其對輻射誘導(dǎo)生存抑制的敏感性?？傊覀兲峁┝丝茖W(xué)證據(jù)（i）支持Nx作為PCa患者接受XRT的輔助治療（ii）表明RPS6KB1是Nx介導(dǎo)的組合益處的重要參與者，并強調(diào)RPS6KB1是PCa治療的新靶點[14]。相關(guān)研究表明，慢性粒細(xì)胞白血?。–ML）的特征是腫瘤蛋白BCR-ABL的表達。BCR-ABL抑制劑徹底改變了CML化療，而急變期（BC）CML患者的反應(yīng)較差。由于抑制核糖體蛋白S6磷酸化修飾逆轉(zhuǎn)了慢性粒細(xì)胞白血病細(xì)胞中BCR-ABL抑制劑的耐藥性，抑制了順鉑對肺癌細(xì)胞的毒性，我們推測，聯(lián)合使用抑制劑和順鉑可能有助于消除慢性粒細(xì)胞白血病細(xì)胞。令我們驚訝的是，S6K1抑制只降低了p53-BC-CML細(xì)胞中順鉑誘導(dǎo)的DNA損傷和細(xì)胞死亡，而沒有降低p53-BC-CML細(xì)胞中的DNA損傷和細(xì)胞死亡。在CML的發(fā)展過程中，p53的表達或減少或突變。p53的表達影響CML細(xì)胞的藥物反應(yīng)。我們的結(jié)果證實，S6K1抑制逆轉(zhuǎn)順鉑毒性依賴于CML細(xì)胞中的p53表達。此外，p53通過減弱3-磷酸肌醇依賴性蛋白激酶-1（PDK1）的磷酸化作用來減弱S6K1的磷酸化和定位。此外，S6K1通過DNA PKC作用來調(diào)節(jié)H2AX磷酸化和PARP切割?？傊?，我們的結(jié)果表明P53/PDK1/S6K1是一種新的調(diào)節(jié)順鉑毒性的途徑[15]。