胰腺癌細(xì)胞失巢凋亡相關(guān)抑制性分子研究進(jìn)展

趙馨旭 黃林生 劉佳玲 余惠凡 李飛

1 湖北醫(yī)藥學(xué)院藥學(xué)院，十堰 442000；2十堰市太和醫(yī)院肝膽胰外科，十堰 442000

【提要】 失巢凋亡是細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)或其他細(xì)胞脫離接觸而誘發(fā)的程序性凋亡，有利于機(jī)體發(fā)育及組織自身平衡，對(duì)惡性腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移及存活有重要作用。腫瘤細(xì)胞失巢凋亡抵抗在胰腺癌浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移過(guò)程中發(fā)揮重要作用，多種抑制胰腺癌細(xì)胞失巢調(diào)亡的分子通過(guò)干預(yù)腫瘤細(xì)胞失巢調(diào)亡而影響胰腺癌進(jìn)展。

失巢凋亡(anoikis)是細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)或其他細(xì)胞脫離接觸而誘發(fā)的程序性凋亡[1]。正常生理狀態(tài)下，細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)失黏附時(shí)會(huì)引發(fā)失巢凋亡；病理?xiàng)l件下，具有失巢凋亡抗性的腫瘤細(xì)胞離開原位后可經(jīng)淋巴或血液循環(huán)定位到遠(yuǎn)處新組織或淋巴結(jié)繼續(xù)發(fā)展，即發(fā)生失巢凋亡抵抗，此過(guò)程是腫瘤擴(kuò)散、轉(zhuǎn)移與侵襲的前提[2]。腫瘤細(xì)胞失巢凋亡抵抗在胰腺癌浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移過(guò)程中發(fā)揮重要作用[3]，本文就抑制胰腺癌細(xì)胞失巢凋亡的相關(guān)分子及其在胰腺癌進(jìn)展中的作用進(jìn)行綜述。

一、Bcl-2轉(zhuǎn)錄抑制因子1(Bcl-2 inhibitor of transcription 1，Bit1)

Bit1是唯一只受整合素負(fù)性調(diào)節(jié)的細(xì)胞死亡誘導(dǎo)因子，可通過(guò)下調(diào)Bcl-2表達(dá)發(fā)揮非caspase依賴型促凋亡功能[4]。研究表明，Bit1在胰腺癌組織中低表達(dá)且表達(dá)水平與胰腺癌神經(jīng)浸潤(rùn)程度及血清癌胚抗原水平呈負(fù)相關(guān)[5]。已有的研究表明，當(dāng)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)黏附時(shí)，Bitl可通過(guò)維持Integrin整合素信號(hào)通路活性狀態(tài)，激活其下游PI3K/AKT信號(hào)通路，并磷酸化NF-kB，促使核內(nèi)Bcl-2表達(dá)升高，發(fā)揮抑制細(xì)胞凋亡的作用。而細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)失黏附時(shí)，Integrin整合素信號(hào)通路活性受到抑制，線粒體膜的通透性發(fā)生改變，Bit1蛋白從線粒體內(nèi)膜向外膜遷移并發(fā)生磷酸化，從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡[5]。下調(diào)人胰腺癌PANC1細(xì)胞內(nèi)Bit1表達(dá)水平可增強(qiáng)懸浮培養(yǎng)下PANC1細(xì)胞失巢凋亡能力，從而發(fā)揮促凋亡作用。與之相反，過(guò)表達(dá)的人胰腺癌MiaPaCa2細(xì)胞內(nèi)Bit1表達(dá)水平可促進(jìn)懸浮培養(yǎng)下MiaPaCa2細(xì)胞的凋亡，原因可能與胞質(zhì)中的Bit1蛋白通過(guò)自身磷酸化與AES結(jié)合形成轉(zhuǎn)錄共調(diào)解復(fù)合物促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡有關(guān)。而貼壁培養(yǎng)的MiaPaCa-2細(xì)胞凋亡受到抑制，其可能通過(guò)激活Bcl-2的表達(dá)抑制細(xì)胞凋亡[6]。

二、局灶性黏著斑激酶(focal adhesion kinase， FAK)

FAK是以激酶依賴方式發(fā)揮作用的一種細(xì)胞質(zhì)功能性蛋白[7]，與細(xì)胞遷移[8]、存活[9]、增殖[10]及黏附[11]密切相關(guān)。研究表明，F(xiàn)AK可增加細(xì)胞基質(zhì)面積及局部黏附，抑制失巢凋亡。通過(guò)檢測(cè)poly HEMA誘導(dǎo)的胰腺癌細(xì)胞失巢凋亡后各細(xì)胞系的凋亡能力表明，高表達(dá)FAK的PANC1細(xì)胞抗失巢凋亡能力更強(qiáng)，而低表達(dá)FAK的人胰腺癌細(xì)胞Capan2失巢凋亡敏感性明顯高于對(duì)照組細(xì)胞系。沉默F(xiàn)AK基因可促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞失巢凋亡并逆轉(zhuǎn)MiaAR細(xì)胞(MiaPaCa2衍生的穩(wěn)定抗失巢凋亡亞系)的失巢凋亡抵抗。錨定依賴性培養(yǎng)下，抑制FAK可促進(jìn)MiaPaCa2及MiaAR細(xì)胞的caspase活化。此外，在腫瘤異種移植(patient-derived tumor xenograft， PDX)的裸鼠胰腺內(nèi)注射1×106個(gè)正常MiaPaCa2和MiaAR細(xì)胞及低表達(dá)FAK的MiaPaCa2和MiaAR細(xì)胞，結(jié)果表明FAK基因沉默可抑制肝轉(zhuǎn)移[12]。

三、基質(zhì)蛋白Del-1(developmental endothelial locus-1， Del-1)

Del-1是一種細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，因含3個(gè)重復(fù)的表皮生長(zhǎng)因子(epidermal growth factor， EGF)樣結(jié)構(gòu)域及2個(gè)盤狀結(jié)構(gòu)I(discoidin-I)樣結(jié)構(gòu)域，又被稱為EDIL3(epidermal growth factor-like repeats and discoidin I-like domains 3)。Del-1可通過(guò)誘導(dǎo)血管形成促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)，活化細(xì)胞因子或與腫瘤細(xì)胞表面特定受體結(jié)合，在腫瘤發(fā)生及發(fā)展中發(fā)揮重要作用[13-14]。研究表明，Del-1在胰腺癌中高表達(dá)且其表達(dá)水平與腫瘤神經(jīng)浸潤(rùn)呈正相關(guān)。Del-1可抑制胰腺癌細(xì)胞PANC1及Aspc-1失巢凋亡，其機(jī)制可能是通過(guò)改變凋亡相關(guān)蛋白Bcl-2及Bax的表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)腫瘤遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[15]。EDIL3在PDAC中高表達(dá)，可抑制胰腺癌細(xì)胞SW1990和BxPC3失巢凋亡，并促進(jìn)非錨定依賴性腫瘤的生長(zhǎng)。Jiang等[16]發(fā)現(xiàn)，給裸鼠背部皮下注射3×106個(gè)SW1990細(xì)胞，3周后顯示EDIL3對(duì)PDAC腫瘤生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用。此外，沉默EDIL3可顯著促進(jìn)caspase3及caspase7活性，其可通過(guò)改變Bcl-2家族蛋白表達(dá)發(fā)揮抗凋亡作用。

四、Eph受體酪氨酸激酶A2(phrintype-A receptor 2， EphA2)

促紅細(xì)胞生成素產(chǎn)生肝細(xì)胞受體(erythropoietin producing hepatocellular receptor，Eph)及其配體ephrin[17]是受體酪氨酸激酶(receptor protein tyrosine kinase， RPTKs)家族主要分支，EphA2作為促新生血管形成蛋白，可參與調(diào)節(jié)腫瘤血管生成[18-19]及腫瘤營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中起重要的作用[20-21]。研究表明，過(guò)表達(dá)EphA2可增強(qiáng)Capan2細(xì)胞的侵襲能力及失巢凋亡抗性，caspase3活性也隨之增加。此外，降低MiaPaCa2細(xì)胞中EphA2的表達(dá)水平，可抑制FAK磷酸化，給予裸鼠皮下注射MiaPaCa2細(xì)胞可抑制PDX模型中腫瘤生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)移[22]。

五、癌胚抗原相關(guān)黏附分子6(carcinoembryonic antigen related adhesion molecules 6， CEACAM6)

CEACAM6屬于免疫球蛋白超家族，可通過(guò)糖基磷脂酰肌醇錨在細(xì)胞膜表面[23-24]。研究表明，CEACAM6基因沉默可降低PANC1、Capan2、MiaPaCa2及MiaAR細(xì)胞的失巢凋亡抗性。沉默CEACAM6可增強(qiáng)caspase介導(dǎo)的MiaPaCa2及MiaAR細(xì)胞的失巢凋亡敏感性，這一效應(yīng)可被caspase抑制劑Z-Val-Ala-Asp-氟甲基酮(z-VAD-fmk)消除，其機(jī)制可能與下調(diào)CEACAM6后Akt活性下降及caspase8、caspase3活性升高相關(guān)[25]。人胰腺癌細(xì)胞BxPC3中CEACAM6與小凹蛋白1(caveolin-1， CAV1)交聯(lián)可增強(qiáng)c-Src活性，進(jìn)而磷酸化FAK，從而誘導(dǎo)細(xì)胞失巢凋亡抵抗，提高BxPC3細(xì)胞的侵襲能力[26]。

六、神經(jīng)生長(zhǎng)因子(nerve growth factor， NGF)

NGF是從其前體pro NGF中分離出的神經(jīng)系統(tǒng)生物活性分子，對(duì)神經(jīng)元再生、發(fā)育及分化起調(diào)節(jié)作用[27]。近期研究表明，下調(diào)PANC1和Aspc-1細(xì)胞中pro NGF表達(dá)水平可抑制PANC1和BxPC3細(xì)胞增殖及侵襲能力，促進(jìn)細(xì)胞失巢凋亡，其機(jī)制可能是通過(guò)下調(diào)自噬相關(guān)蛋白Beclin-1(酵母ATG6同源物)及自噬相關(guān)蛋白5(autophagy-related protein 5， ATG5)的表達(dá)，上調(diào)泛素結(jié)合蛋白p62的表達(dá)水平，從而促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞失巢凋亡[28]。

七、對(duì)氧磷酶 (paraoxonase， PON)

PON2基因家族包括PON1、PON2及PON3，三者具有高度同源性[29]。其中PON2在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮抗氧化作用，可促進(jìn)惡性腫瘤生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)移[30-31]。研究表明，PON2在胰腺癌中過(guò)表達(dá)，可通過(guò)刺激葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1(glucose transporter 1，GLUT1)介導(dǎo)的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)阻止AMPK介導(dǎo)的失巢凋亡，從而促進(jìn)PDAC轉(zhuǎn)移。給予caspase抑制劑z-VAD-fmk可抑制下調(diào)PON2表達(dá)水平后誘導(dǎo)的PANC1和Aspc-1細(xì)胞的失巢凋亡。能荷表示細(xì)胞所處能量狀態(tài)，對(duì)細(xì)胞代謝有重要調(diào)控作用。高能荷時(shí)ATP生成過(guò)程被抑制，而利用過(guò)程被激發(fā)；當(dāng)能荷值低時(shí)，其效應(yīng)相反。PON2與葡萄糖代謝相關(guān)酶GLUT1以及己糖激酶(hexokinase 2， HK2)基因敲除表型相似，下調(diào)PON2表達(dá)水平可顯著降低ATP/ADP及ADP/AMP，繼而導(dǎo)致腫瘤抑制因子叉頭蛋白O3A(forkhead box O3， FoxO3A)及其下游促凋亡靶基因p53上調(diào)凋亡調(diào)制物(p53 up-regulated modulator of apoptosis， PUMA)的激活，從而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞失巢凋亡，繼而抑制PDAC的生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)移[32]。

八、APOBEC3G(A3G)

APOBEC3是近年發(fā)現(xiàn)的具有脫氨基作用的一類胞苷脫氨酶，A3G為其家族成員之一，是具有抗病毒能力的病毒誘導(dǎo)蛋白，有廣譜抗病毒功能，可參與病毒的防御應(yīng)答，促使病毒DNA發(fā)生超突變[33-35]。A3G在腫瘤的進(jìn)展過(guò)程中也發(fā)揮重要作用，可通過(guò)抑制miR-29介導(dǎo)的基質(zhì)金屬蛋白酶2(matrix metalloproteinase， MMP2)促進(jìn)結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移[36]。A3G在胰腺癌中高表達(dá)，過(guò)表達(dá)的A3G通過(guò)抑制PTEN活性激活A(yù)kt通路，參與失巢凋亡抵抗，從而抑制BxPC3細(xì)胞失巢凋亡，并促進(jìn)早期腫瘤形成。給予裸鼠側(cè)腹皮下注射不同數(shù)量穩(wěn)定表達(dá)A3G的BxPC3細(xì)胞(1×105、5×105、1×106、5×106)，4周后移植瘤生長(zhǎng)情況表明，過(guò)表達(dá)A3G可抑制裸鼠致瘤實(shí)驗(yàn)后期腫瘤生長(zhǎng)，其可能通過(guò)影響卷曲蛋白(frizzled， FZD)表達(dá)繼而參與調(diào)控Wnt通路，從而抑制腫瘤生長(zhǎng)[37]。

九、GRHL2

果蠅粒狀頭樣(grainyhead like， GRHL)家族包括GRHL1(grainyhead-like 1，又稱mammalian granyhead， MGR或LBP-32)、GRHL2(grainyhead-like 2,又稱brother of mammalian grainyhead， BOM)和GRHL3(grainyhead-like 3，又稱sister of mammalian grainyhead， SOM，或粒狀頭樣上皮反式激活因子)，研究表明GRHL1和GRHL3的表達(dá)與皮膚鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生呈正相關(guān)，GRHL2不僅調(diào)控表皮細(xì)胞分化，同時(shí)還可促進(jìn)或抑制多種腫瘤細(xì)胞的增殖[38-39]。GRHL2在肝轉(zhuǎn)移性PDAC細(xì)胞CFPAC-1中表達(dá)高于正常胰腺導(dǎo)管上皮細(xì)胞HPDE，其表達(dá)水平與E-cadherin及CD133呈正相關(guān)。降低CFPAC-1的GRHL2表達(dá)水平可促進(jìn)細(xì)胞失巢凋亡，其可能通過(guò)誘導(dǎo)上皮細(xì)胞間質(zhì)轉(zhuǎn)化從而促進(jìn)癌細(xì)胞遷移及侵襲能力。此外，GRHL2可調(diào)節(jié)PDAC的上皮可塑性及干細(xì)胞樣特性，促進(jìn)CFPAC-1細(xì)胞自我更新，對(duì)腫瘤發(fā)生和發(fā)展至關(guān)重要[40]。

十、miR-137

微小RNAs(microRNAs， miRNAs)是長(zhǎng)度19～25個(gè)核苷酸的非編碼小分子RNA，主要參與靶基因的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控[41]。miRNA的異常表達(dá)與腫瘤的發(fā)生和進(jìn)展密切相關(guān)，近期miRNA與胰腺癌失巢凋亡抵抗亦有相關(guān)報(bào)道。miR-137是一種腫瘤抑制因子，在胰腺癌中低表達(dá)[42]。上調(diào)miR-137表達(dá)水平后，胰腺癌細(xì)胞MiaPaCa2及PANC1侵襲遷移能力明顯減弱[43]。此外，上調(diào)胰腺癌細(xì)胞PANC1及Aspc-1中miR-137表達(dá)水平可抑制細(xì)胞增殖能力并顯著提高細(xì)胞凋亡能力[44]。研究表明，過(guò)表達(dá)的miR-137可抑制胰腺癌細(xì)胞PANC1及Aspc-1的失巢凋亡，其可能通過(guò)抑制樁蛋白(paxillin， PXN)活性而激活A(yù)kt通路，參與失巢凋亡抵抗[45]。

失巢凋亡對(duì)維護(hù)組織結(jié)構(gòu)完整和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定具有重要意義。正常上皮細(xì)胞對(duì)失巢凋亡敏感度高，而腫瘤細(xì)胞可通過(guò)自分泌或旁分泌機(jī)制抑制失巢凋亡，通過(guò)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)、刺激血管新生而生存。腫瘤細(xì)胞尤其是易發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的惡性腫瘤細(xì)胞都具有極強(qiáng)的抗失巢凋亡能力，該能力的獲取被認(rèn)為是惡性腫瘤細(xì)胞進(jìn)行侵襲、轉(zhuǎn)移的先決條件。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突