肝X受體作為腫瘤潛在靶點的研究進展*

付衛(wèi)華，陳婷婷 綜述，徐 杰 審校

(陸軍軍醫(yī)大學新橋醫(yī)院泌尿外科，重慶 400037)

膽固醇是構(gòu)成細胞膜脂質(zhì)雙分子層不可缺少的重要物質(zhì)，是合成甾體類激素(如雄激素、雌激素)、膽汁酸及維生素D的原料，同時也是細胞重要的能量來源，以及維持細胞生長和增殖，合成新的細胞膜結(jié)構(gòu)所必需的成分。膽固醇堆積是癌癥細胞的普遍特征。大量流行病學調(diào)查、癌癥基因譜分析及臨床前研究證據(jù)顯示，膽固醇穩(wěn)態(tài)紊亂在癌癥發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用[1]。

肝X受體(liver X receptors，LXRs)屬于孤兒核受體(nuclear receptor，NR)超家族成員及配體依賴性轉(zhuǎn)錄因子，均于1994年在人肝cDNA庫中首次篩選出來。LXRs存在LXR-α(NR1H3)和LXR-β(NR1H2)兩個亞型，其中LXR-α主要分布在肝臟、腸、脂肪組織及腎臟等，并且在肝臟組織中高表達，而 LXR-β則廣泛表達于全身各組織[2]。LXRs分子包括4個結(jié)構(gòu)域：(1)N端不依賴配體的獨立活化功能結(jié)構(gòu)域；(2)DNA結(jié)合域，由兩個鋅指結(jié)構(gòu)組成；(3)疏水配體結(jié)合區(qū)域，與配體結(jié)合，是形成受體二聚體的必需結(jié)構(gòu)；(4)C端配體依賴轉(zhuǎn)活序列，與配體結(jié)合激活轉(zhuǎn)錄效應(yīng)[2]。LXRs通過與視黃酸X受體(retinoid X receptor，RXR)形成異二聚體LXR/RXR，再被內(nèi)源性配體(氧化型膽固醇)或合成激動劑(非類固醇激動劑，如T0901317、GW3965；類固醇激動劑，如6α、羥化膽汁酸和YT-32)激活后，優(yōu)先與LXRs的反應(yīng)元件(LXR response element，LXRE)結(jié)合，直接調(diào)控如三磷酸腺苷(ATP)結(jié)合盒式轉(zhuǎn)運體A1、G1(ABCA1、ABCG1)、脂肪酸合成酶(fatty acid synthase，F(xiàn)AS)、膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1(sterol regulatory element binding protein-1c，SREBP-1c)等下游靶基因轉(zhuǎn)錄表達，在維持細胞內(nèi)膽固醇穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮關(guān)鍵作用；另外，在調(diào)節(jié)細胞內(nèi)脂肪酸合成、糖代謝和炎癥、炎癥及免疫反應(yīng)中也發(fā)揮重要作用[2-3]。近年來越來越多的證據(jù)表明，LXRs參與包括前列腺癌、結(jié)腸癌、乳腺癌、卵巢癌和白血病等眾多惡性腫瘤的發(fā)生與進展等病理過程，并已成為癌癥治療的潛在新靶點[4-5]。本文就LXRs在幾種常見腫瘤中的作用和機制研究作一綜述。

1 前列腺癌

前列腺癌是全球男性發(fā)病率排第2位、病死率排第5位的惡性腫瘤[6]。大量證據(jù)表明，前列腺癌的發(fā)生、進展與膽固醇代謝紊亂密切相關(guān)：(1)流行病學研究提示，高脂肪、高膽固醇飲食人群前列腺癌患病率明顯升高；(2)前列腺癌細胞內(nèi)膽固醇異常儲積，其膽固醇含量是正常前列腺組織的2倍；(3)前列腺癌細胞內(nèi)膽固醇堆積，可促進腫瘤惡性進展及骨轉(zhuǎn)移的發(fā)生；(4)他汀類藥物如3-羥基-3甲戊二酰輔酶A還原酶抑制劑(HMG-CoA還原酶抑制劑)可延緩前列腺癌惡性進展，延長患者生存期[7]。LXR-α與LXR-β在前列腺癌細胞中均有表達。研究發(fā)現(xiàn)，LXRs激動劑T0901317顯著抑制前列腺癌細胞PC-3增殖，誘導細胞凋亡，細胞內(nèi)β-catenin及其下游基因細胞周期蛋白D1(cyclin D1)基因、c-MYC基因表達下調(diào)，因此認為LXRs可通過調(diào)節(jié)β-catenin信號通路實現(xiàn)PC-3的生長抑制[8]。而在對雄激素依賴型前列腺癌細胞株(LNCaP)研究中發(fā)現(xiàn)，T0901317誘導LNCaP細胞凋亡，下調(diào)細胞內(nèi)磷酸化蛋白激酶B(AKT)表達，使細胞質(zhì)膜上脂筏減小[9]。脂筏是質(zhì)膜上富含膽固醇和鞘磷脂的微結(jié)構(gòu)域，在細胞信號轉(zhuǎn)導、蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運、維持細胞內(nèi)鈣離子(Ca2+)穩(wěn)態(tài)等過程中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用[10]。POMMIER等[9]認為，T0901317可能通過上調(diào)靶基因ABCA1，促進細胞內(nèi)膽固醇外流，減少LNCaP內(nèi)膽固醇含量，造成脂質(zhì)筏信號紊亂，后者通過影響磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)-AKT信號通路實現(xiàn)抑制LNCaP促凋亡效應(yīng)。更早的研究還發(fā)現(xiàn)，T0901317處理LNCaP后，S期細胞百分比呈劑量依賴性下降，細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑p27表達增加，因此，認為LXRs可通過細胞周期調(diào)控，抑制前列腺癌生長[11]。雄激素受體(androgen receptor，AR)信號是維持前列腺癌細胞生長的關(guān)鍵機制。在前列腺癌細胞，AR與LXRs互為拮抗，AR可下調(diào)LXRs活性，降低LXRs(ABCA1、ABCG1)靶基因的表達；LXRs激動劑可抑制雄激素與AR的結(jié)合，直接拮抗AR受體信號[12-13]。LXRs 也參與前列腺癌的腫瘤進展，F(xiàn)UKUCHI等[14]研究發(fā)現(xiàn)，在LNCaP中，LXRs靶基因ABCA1的表達是雄激素非依賴型前列腺癌細胞的15～20倍，這表明ABCA1的表達水平可能與前列腺癌的進展有關(guān)。最近研究發(fā)現(xiàn)，LXR-α活化可顯著抑制雄激素非依賴型前列腺癌細胞PC-3的侵襲及轉(zhuǎn)移[15]。此外，LXRs另一重要作用為參與炎性反應(yīng)調(diào)節(jié)，細胞因子信號轉(zhuǎn)導抑制蛋白3(SOCS3)是炎性信號通路中重要的抑制分子。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，LXRs可通過抑制SOCS3信號通路調(diào)控前列腺癌的增殖、侵襲和遷移[16]。

2 結(jié)直腸癌

結(jié)直腸癌是全球發(fā)病率排第4位，病死率排第5位的癌癥[6]。膽固醇代謝紊亂與結(jié)直腸癌的關(guān)系密切：(1)流行病學研究表明，高膽固醇飲食增加結(jié)直腸癌患病風險[17]；(2)膽固醇促進結(jié)直腸癌進展[18]。LXRs在結(jié)直腸癌的研究發(fā)現(xiàn)，激活LXR-α可以通過下調(diào)表皮生長因子受體(EGFR)途徑來抑制大腸癌細胞的增殖[19]。激活LXRs還可以導致結(jié)腸癌細胞發(fā)生細胞周期的停滯，調(diào)控細胞周期相關(guān)基因的表達，如SKP2、c-Myc、CDKs、cyclins和p15。與野生型小鼠相比，LXRαβ(-/-)小鼠結(jié)腸中的增殖標記物(Ki67和BrdU)顯著增加，但是長期給予LXRs激動劑GW3965顯著降低了小鼠結(jié)腸中的增殖標記物表達[20]。Wnt信號通路是結(jié)腸癌經(jīng)常突變的途徑，而β-catenin是Wnt信號轉(zhuǎn)導的關(guān)鍵介質(zhì)。LXRs可以與β-catenin相互作用，并抑制β-catenin反式激活及結(jié)腸癌細胞增殖；此外，LXR激動劑T0901317可以降低MYC、基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)-7和骨形態(tài)發(fā)生蛋白4(BMP4)的mRNA水平，并將LXRs招募到MYC和MMP-7啟動子中[9]。有研究還報道，LXRs激動劑通過LXR-β與縫隙連接蛋白1(pannexin 1)相互作用，能特異性地誘導半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(caspase)-1依賴型結(jié)腸癌細胞的熱休克死亡[21]。

3 乳腺癌

乳腺癌是全球女性發(fā)病率和病死率最高的惡性腫瘤[6]。膽固醇代謝紊亂是乳腺癌發(fā)病的危險因素之一，但高膽固醇血癥與乳腺癌發(fā)生之間的關(guān)系尚存爭議[22-23]。最近幾年LXRs在乳腺癌的作用及機制研究逐漸被認識。EL ROZ等[24]研究發(fā)現(xiàn)，TO901317及22ROHC激活乳腺癌細胞MCF-7 LXR后，可通過上調(diào)其靶基因ABCA1、ABCG1，促進膽固醇外流，抑制腫瘤細胞增殖，促進細胞凋亡。該研究團隊在后續(xù)研究中發(fā)現(xiàn)，巨噬細胞載脂蛋白E(Apolipoprotein E，ApoE)及3個共軛亞油酸異構(gòu)體(c9,t11-CLA；t9,t11-CLA及t10,c12-CLA)參與LXR激活介導的乳腺癌細胞MCF-7增殖抑制及促凋亡效應(yīng)[25-26]。CARBONNELLE等[27]研究發(fā)現(xiàn)，LXRs激活后改變MCF-7細胞脂筏完整性，降低細胞內(nèi)AKT磷酸化水平，從而抑制細胞增殖。三陰性乳腺癌(TNBC)是一種高度侵襲性的亞型，用激素、人表皮生長因子受體2(HER2)基因靶向治療及免疫治療效果不佳。CARPENTER等[28]研究發(fā)現(xiàn)，LXRs在TNBC腫瘤相關(guān)骨髓細胞中高度激活，藥物抑制LXRs活性通過刺激CD8+T淋巴細胞的細胞毒活性和線粒體代謝途徑可誘導腫瘤破壞，LXRs反向激動劑可能是一類有前景的TNBC免疫治療新方法。

4 黑色素瘤

黑色素瘤是具有高侵襲性的皮膚癌，其病死率高。黑色素瘤組織內(nèi)參與膽固醇合成的基因表達明顯升高，流行病學調(diào)查發(fā)現(xiàn)他汀類藥物可降低黑色素瘤的發(fā)病風險。ApoE具有抗黑色素瘤血管生成和抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的作用[29]。而ApoE是LXRs的靶基因，研究表明黑色素瘤細胞LXRs激活后上調(diào)ApoE表達，致使細胞侵襲能力和轉(zhuǎn)移能力降低，口服LXRs激動劑可抑制黑色素瘤侵襲、血管生成、腫瘤進展和轉(zhuǎn)移，并且LXRs激動劑可與一線治療藥物達卡巴嗪、B-Raf激酶抑制劑、抗CTLA-4抗體聯(lián)用，在黑色素瘤治療中具有協(xié)同作用，還可以有效抑制對B-Raf或達卡巴嗪產(chǎn)生耐藥性的黑色素瘤生長[30]。LEE等[31]進一步研究發(fā)現(xiàn)，在黑色素瘤細胞內(nèi)，LXR-β是抑癌效應(yīng)的主要亞型，其作用機制與LXR-β激活加速細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK)介導的小眼畸形相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子(MITF)降解相關(guān)。也有研究認為，LXRs激動劑T0901317以劑量依賴的方式通過caspase-3途徑誘導B16F10黑色素瘤細胞凋亡，這一發(fā)現(xiàn)在動物水平得到證實[32]。

5 血液系統(tǒng)惡性腫瘤

近年來，LXRs在血液系統(tǒng)惡性腫瘤的研究也取得較大進展。GEYEREGGER等[33]研究發(fā)現(xiàn)，LXRs激活可以通過抑制RB磷酸化和降低細胞周期蛋白B(cyclin B)的表達來干擾白細胞介素(IL)-2和IL-7誘導的人T淋巴細胞的增殖和細胞周期進程；此外，LXRs抑制Bcl-2和MMP-9的表達，顯著降低慢性B淋巴細胞白血病(B-CLL)細胞存活率，并且使用LXRs激動劑處理后導致B-CLL細胞發(fā)生凋亡。Hedgehog(Hh)信號通路在癌癥細胞內(nèi)普遍異常激活，參與腫瘤的發(fā)生與進展。LXRs激活不僅可抑制正常小鼠胚胎成纖維細胞Hh信號通路，也能抑制人多發(fā)性骨髓瘤細胞Hh信號通路并抑制腫瘤生長，導致腫瘤啟動和自我更新潛能的喪失[34]。有研究證實，用RXR激動劑貝沙羅汀治療急性髓系白血病(AML)不足以促進癌細胞分化，而LXRs激動劑T0901317或GW3965持續(xù)增強AML細胞系中的bexa蛋白效應(yīng)，聯(lián)合貝沙羅汀可誘導原代AML細胞的細胞毒性或分化且對正常前體細胞無作用[35]。

6 小 結(jié)

膽固醇堆積是癌癥細胞的普遍特征。LXRs是維持細胞內(nèi)膽固醇穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵分子，并在細胞糖代謝和炎癥、免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。LXRs在癌癥方面的研究方興未艾，其中大量研究證據(jù)指向LXRs通過調(diào)控脂筏信號、促凋亡信號通路及腫瘤免疫實現(xiàn)對多種腫瘤細胞的生長抑制效應(yīng)。癌癥治療已進入精準治療時代，未來靶向LXRs及其介導的信號通路有望成為癌癥治療新策略，但尚需進一步闡明其在各種腫瘤發(fā)生與進展中的作用及機制，以期夯實臨床前理論基礎(chǔ)。