內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及其誘導(dǎo)自噬與凋亡在順鉑耳毒性機(jī)制中的地位

黃凌飛，林瀚青，張濤，賈海英＊

（1. 暨南大學(xué) 第一臨床醫(yī)學(xué)院，廣東 廣州 510000；2.暨南大學(xué)附屬第一醫(yī)院 耳鼻喉科，廣東 廣州 510000）

0 引言

癌癥已被確定為經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)和欠發(fā)達(dá)國家的主要死亡原因。根據(jù)GLOBOCAN 2012的估計(jì)，由于全球人口的增長和老齡化，預(yù)計(jì)到2025年，每年新增癌癥病例將大幅增加至1930萬例。這可能會(huì)導(dǎo)致癌癥化療藥物的使用增加。順鉑是第一種用于抗腫瘤的重金屬化合物，自1978年獲得FDA批準(zhǔn)以來，它是癌癥治療中最廣泛使用的藥物之一。同時(shí)，順鉑具有廣泛的毒性，涉及胃腸、血液、腎和聽覺系統(tǒng)，而對(duì)抗其耳毒性的保護(hù)措施一直未被有效應(yīng)用于臨床，其機(jī)制亦尚未明了。

1 順鉑的研究背景

1.1 順鉑在腫瘤中的應(yīng)用。順鉑是第一種用于抗腫瘤的重金屬化合物，自1978年獲得FDA批準(zhǔn)以來，它是癌癥治療中最廣泛使用的藥物之一。它已單獨(dú)或與其他化療劑聯(lián)合使用，甚至與放射療法聯(lián)合使用，用于治療多種類型的癌癥[1]。目前，順鉑被認(rèn)為是兒童和成人中最有效的癌癥化療藥物之一，其對(duì)許多癌癥都具有有效性，同時(shí)，順鉑具有廣泛的毒性，涉及胃腸、血液、腎和聽覺系統(tǒng)。

隨著社會(huì)人口增長和老齡化的發(fā)生，腫瘤發(fā)病率的不斷增加，必然會(huì)導(dǎo)致癌癥化療藥物（如順鉑）的使用增加。但與此同時(shí)，順鉑由于其廣泛的細(xì)胞毒性，所造成的副作用的損傷也會(huì)大大增加。因此，深入了解順鉑細(xì)胞毒性的機(jī)制，可以為預(yù)防、治療其毒副作用以及更好運(yùn)用順鉑抗腫瘤治療提供堅(jiān)實(shí)的理論及實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1.2 順鉑的毒副作用

1.2.1 順鉑耳毒性特點(diǎn)：順鉑是鉑類化合物中最具神經(jīng)毒性的藥物，也是臨床實(shí)踐中最具耳毒性的藥物之一。耳毒性的癥狀包括耳聾、耳痛和耳鳴，近年來研究愈能驗(yàn)證鉑類藥物誘導(dǎo)的耳毒性具有不可逆性、延遲性、進(jìn)展性等特征。順鉑誘導(dǎo)的耳毒性與高劑量和在耳蝸中的積累有關(guān)，在耳蝸中，藥物在治療后會(huì)保留很長時(shí)間[2]。因此，順鉑主要損害外感覺毛細(xì)胞，但也可能損害耳蝸中存在的螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元。40%～80%接受順鉑化療的患者會(huì)出現(xiàn)永久性聽力損失，常表現(xiàn)為進(jìn)行性和不可逆的雙側(cè)高頻感音神經(jīng)性聽力損失，這類耳毒性常見于兒童，而且與其他化療藥物相比，鉑類化合物導(dǎo)致更長時(shí)間的神經(jīng)性癥狀[3]。順鉑引起的神經(jīng)毒性和耳毒性具有累積性和劑量依賴性。臨床前藥理學(xué)策略已經(jīng)評(píng)估了降低順鉑耳毒性作用的方法卻沒有一個(gè)得到美國食品和藥物管理局的批準(zhǔn)。過去的保護(hù)藥研究以抗氧化及抗炎癥反應(yīng)的藥物較多，針對(duì)自噬和凋亡的途徑研究近年來才愈發(fā)受重視，而關(guān)于他們的具體保護(hù)藥物相關(guān)研究則尚未完善。

1.2.2 順鉑耳毒性的機(jī)制：關(guān)于順鉑介導(dǎo)產(chǎn)生耳毒性的機(jī)制，主要集中在抗氧化防御系統(tǒng)失衡、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡。分子靶標(biāo)包括：IL-6的產(chǎn)生；細(xì)胞色素c的釋放；Caspases 1、3、8和9的激活；NF-kb的激活；谷胱甘肽的減少；超氧化物歧化酶和過氧化氫酶活性升高；谷胱甘肽過氧化物酶和谷胱甘肽還原酶活性降低；NOX3的激活，PARP的裂解；TNF-α的增加和JNK通路的誘導(dǎo)等等，順鉑還通過降低Nrf2和血紅素加氧酶-1（HO-1）的表達(dá)以及降低Akt的磷酸化來影響Akt-Nrf 2-HO-1途徑[4]。除此之外，自噬被認(rèn)為是順鉑誘導(dǎo)的耳毒性中細(xì)胞死亡的機(jī)制，所以，耳保護(hù)的主要策略除了抗炎、抗氧化、抗凋亡，抑制順鉑誘導(dǎo)的過度自噬和抑制組蛋白去乙?；敢脖徽J(rèn)為是預(yù)防順鉑耳毒性的機(jī)制。順鉑的細(xì)胞毒性機(jī)制可以理解為順鉑與DNA的結(jié)合抑制轉(zhuǎn)錄、DNA復(fù)制并導(dǎo)致細(xì)胞死亡[4]。修復(fù)順鉑-DNA加合物的不成功嘗試導(dǎo)致癌細(xì)胞凋亡。結(jié)合到DNA上的順鉑在腫瘤細(xì)胞中產(chǎn)生強(qiáng)烈的氧化應(yīng)激反應(yīng)[5-6]。脫氧核糖核酸結(jié)合和加合物形成似乎是順鉑在腫瘤細(xì)胞中的主要靶點(diǎn)。

2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能與順鉑耳毒性

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是分泌蛋白合成和折疊的位點(diǎn)。然而，在各種生理病理?xiàng)l件下，如中毒、缺血、病毒感染、pH值變化等，蛋白質(zhì)合成的正常進(jìn)程被破壞，統(tǒng)稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（Endoplasmic Reticuilum，ERS）是由錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)的積累引起的，這些蛋白質(zhì)的折疊會(huì)干擾細(xì)胞內(nèi)鈣的穩(wěn)態(tài)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、磷脂、膽固醇以及寡糖合成和修飾的場所，同樣也是鈣離子貯存以及內(nèi)源性和外源性物質(zhì)脫毒的場所[13-14]。

2.1 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的自噬。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)自噬是調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的碎片化，并把其遞呈給溶酶體進(jìn)行清除的一種選擇性自噬的方式[15-16]。它的主要功能是降解多余的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，控制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的體積和維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)。自噬是指一個(gè)由溶酶體介導(dǎo)的對(duì)細(xì)胞內(nèi)組分及細(xì)胞器降解和再利用的代謝過程，使得細(xì)胞能夠通過消耗部分細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物以進(jìn)行營養(yǎng)的自我調(diào)配。此外，細(xì)胞也能通過這種方式對(duì)過量的蛋白質(zhì)或細(xì)胞器或有毒的物質(zhì)進(jìn)行特異性的降解。最近有多項(xiàng)研究表明ERS促進(jìn)細(xì)胞凋亡，提出ERS介導(dǎo)細(xì)胞自噬和凋亡的機(jī)制[7-8]。相反，Lee H等人針對(duì)亨廷頓舞蹈病的研究表明，ER應(yīng)激會(huì)通過IRE1-TRAF2途徑損害自噬通量，從而增強(qiáng)mtHTT的細(xì)胞蓄積[9]。因此，ERS對(duì)細(xì)胞命運(yùn)的確切影響及其在CDDP誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷中的作用尚不清楚。

2.2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激途徑。參與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的經(jīng)典途徑有三，第一個(gè)途徑是平移衰減，激活的PERK在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激過程中磷酸化其目標(biāo)蛋白起始因子（eIF2），并抑制蛋白質(zhì)合成，從而阻止跟多蛋白質(zhì)流入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)[17]。第二個(gè)途徑是ATF6上調(diào)分子伴侶的表達(dá)，如免疫球蛋白結(jié)合蛋白（Bip）/葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78（GRP78）等，還有蛋白二硫化物異構(gòu)酶、Ca2+-ATPase2從而增加ER蛋白的折疊能力[18-19]。第三個(gè)途徑與游離Ca2+-NF-kB通路引發(fā)的膜蛋白的積累有關(guān)，因此也稱為ER過載響應(yīng)（EOR），IkB的退化激活了NF-kB，引發(fā)了儲(chǔ)存在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的離子鈣釋放以及活性氧媒介的后續(xù)效應(yīng)[20]。

每個(gè)通路最終調(diào)節(jié)相關(guān)基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，這一過程試圖重建ER穩(wěn)定狀態(tài)[10]。慢性不可修復(fù)因子可通過CHOP導(dǎo)致細(xì)胞功能障礙并最終誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[11]。ER的攝動(dòng)是轉(zhuǎn)錄因子C / EBP同源蛋白（CHOP）亦稱DNA損傷誘導(dǎo)基因153（GADD153）的強(qiáng)大誘導(dǎo)物。盡管已經(jīng)證明ER的過度或不利應(yīng)激會(huì)觸發(fā)細(xì)胞凋亡，但尚不清楚CHOP誘導(dǎo)這些過程的具體機(jī)制。據(jù)報(bào)道，過表達(dá)CHOP可導(dǎo)致細(xì)胞周期阻滯和/或細(xì)胞凋亡，CHOP已被證明可以調(diào)節(jié)多種抗凋亡基因，包括Bcl-2、TRB3和GADD34。Chop誘導(dǎo)凋亡一個(gè)被廣泛接受的機(jī)制是對(duì)促生存蛋白Bcl-2的抑制，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激下，CHOP可下調(diào)Bcl-2而非Bcl-X的表達(dá)，使細(xì)胞致敏凋亡[21]。到目前為止，CHOP誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激細(xì)胞凋亡已經(jīng)牽涉到許多人類疾病中，例如神經(jīng)退行性疾病，糖尿病，局部缺血性疾病，腫瘤等[12]。今年 Pan等人發(fā)現(xiàn)CHOP與C/EBPα蛋白的結(jié)合增加，C/EBPα蛋白作為ASIC1a的負(fù)調(diào)控因子被競爭性抑制，進(jìn)一步增加ERS，導(dǎo)致神經(jīng)元凋亡。CHOP可能作為轉(zhuǎn)錄因子激活ERS，參與胰島素缺乏引起的神經(jīng)細(xì)胞凋亡。這些結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了ERS與神經(jīng)細(xì)胞凋亡的相關(guān)性。

3 展望

順鉑目前在臨床上對(duì)多種腫瘤的顯著療效使其在當(dāng)今腫瘤治療的研究上有難以撼動(dòng)的地位，而對(duì)順鉑引發(fā)的副作用的防治仍任重道遠(yuǎn)。顯然內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激以及由其引發(fā)的一系列反應(yīng)在順鉑造成的耳毒性中占一席之地，但目前針對(duì)此路徑的研究及其保護(hù)藥的開發(fā)尚欠深入發(fā)展，因此，通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激-自噬及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激-凋亡及其下游相關(guān)通路的探究，可進(jìn)一步了解并驗(yàn)證順鉑耳毒性機(jī)制，并對(duì)目前仍未在臨床推出使用的順鉑耳毒性保護(hù)藥的研究開發(fā)具有指導(dǎo)意義。