Fas/FasL在膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡中的作用研究進(jìn)展

梁曉陽(yáng)綜述，陳禮剛審校

Fas 是一種死亡受體，作為一種凋亡相關(guān)分子參與了多種原因誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡過(guò)程，與許多腫瘤性疾病和非腫瘤性疾病的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)。近年來(lái)在Fas 及其配體FasL 介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡與膠質(zhì)瘤之間關(guān)系的研究取得了一定的進(jìn)展，本文就兩者之間的相互作用進(jìn)行綜述。

1 Fas/FasL的結(jié)構(gòu)與分布

Fas屬于腫瘤壞死因子受體和神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體家族，可誘導(dǎo)多種細(xì)胞凋亡。Fas 由胞膜外的N 末端區(qū)、跨膜區(qū)和胞漿的C末端區(qū)三部分組成。胞外區(qū)氨基酸序列相對(duì)保守，具有膜受體的特征；胞內(nèi)區(qū)分為死亡抑制域和死亡結(jié)構(gòu)域，其中死亡結(jié)構(gòu)域在凋亡信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮重要作用，其基因突變可導(dǎo)致凋亡信號(hào)傳導(dǎo)受阻。Fas 廣泛表達(dá)于活化的T 細(xì)胞和B 細(xì)胞、NK 細(xì)胞及單核細(xì)胞等免疫細(xì)胞，也可表達(dá)于肝、肺等組織細(xì)胞，以及內(nèi)皮細(xì)胞和上皮細(xì)胞［1］。

FasL 屬于腫瘤壞死因子／神經(jīng)生長(zhǎng)因子超家族成員，在體內(nèi)主要以膜結(jié)合形式存在。正常情況下，F(xiàn)asL主要表達(dá)于活化T淋巴細(xì)胞和NK細(xì)胞，除了以上細(xì)胞外，僅在少數(shù)組織中的正常體細(xì)胞有明顯的FasL表達(dá)，主要存在于一些免疫豁免組織中，如眼前房基底細(xì)胞、睪丸、某些神經(jīng)細(xì)胞等。在這些免疫豁免組織中，F(xiàn)asL 與Fas 結(jié)合可以活化并傳導(dǎo)凋亡信號(hào)，使免疫細(xì)胞凋亡，從而抑制炎癥反應(yīng)，維持相對(duì)的免疫抑制［2］。

2 Fas/FasL與細(xì)胞凋亡

增殖、分化、凋亡是細(xì)胞的三大特征，在維持正常組織的生長(zhǎng)平衡過(guò)程中三者相互協(xié)調(diào)、共同調(diào)節(jié)，其中細(xì)胞凋亡對(duì)細(xì)胞衰老與更新、保持“細(xì)胞社會(huì)”的有序穩(wěn)定起著重要作用。Fas/FasL 是介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的主要途徑之一。FasL與敏感細(xì)胞表面的Fas結(jié)合后，配體化的Fas 通過(guò)其死亡結(jié)構(gòu)域與銜接蛋白（Fas-associated death domain protein，F(xiàn)ADD）肽鏈C端的死亡結(jié)構(gòu)域交連，從而募集胞漿中的FADD。FADD 的肽鏈N端含有死亡效應(yīng)結(jié)構(gòu)域，可以集聚細(xì)胞凋亡蛋白酶-8 酶原（procaspase-8），從而使其集聚到Fas 受體，形成凋亡誘導(dǎo)信號(hào)復(fù)合物（death inducing signa1ing complex，DISC），導(dǎo)致凋亡蛋白酶-8（caspase-8）活化并將凋亡信號(hào)向下傳遞，最終活化Caspase-3。Caspase-3為細(xì)胞凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的關(guān)鍵效應(yīng)酶，其活化最終引發(fā)細(xì)胞凋亡。

Fas/FasL 介導(dǎo)的凋亡與免疫系統(tǒng)的功能關(guān)系密切,在胸腺T細(xì)胞的成熟過(guò)程中，CD4+、CD8+雙陽(yáng)性及CD4－、CD8－雙陰性不成熟T 細(xì)胞的克隆清除，可避免不成熟的T細(xì)胞被運(yùn)送到外周組織，導(dǎo)致正常組織的損傷和能量的浪費(fèi)［3］。

3 Fas/FasL與腫瘤

長(zhǎng)期以來(lái)人們側(cè)重于腫瘤增殖活性和分化特征方面的研究，關(guān)于腫瘤細(xì)胞凋亡的研究甚少,然而越來(lái)越多的研究表明腫瘤不僅是增殖和分化異常的疾病，同時(shí)也是凋亡異常的疾病。最近研究發(fā)現(xiàn)Fas/FasL 系統(tǒng)與宮頸癌、卵巢癌、肝癌、膠質(zhì)瘤等多種惡性腫瘤有關(guān)。張妍等［4］報(bào)道在正常宮頸上皮、宮頸上皮內(nèi)瘤樣病變、宮頸癌標(biāo)本中Fas的表達(dá)陽(yáng)性率分別為93.3%、75.0%、28.6%，而FasL 在上述組織中的表達(dá)陽(yáng)性率依次升高，分別為6.7%、25.0%、89.3%，且宮頸癌組織分化程度越差，F(xiàn)asL 表達(dá)陽(yáng)性率越高。由此可見,宮頸癌細(xì)胞由于內(nèi)外界環(huán)境的干擾使Fas 表達(dá)下降，使癌細(xì)胞逃過(guò)了機(jī)體的免疫監(jiān)控而凋亡受阻，而FasL 的表達(dá)上升使腫瘤細(xì)胞誘導(dǎo)免疫活性細(xì)胞凋亡的能力增強(qiáng)，免疫逃逸的能力增強(qiáng)，惡性程度增高。褪黑素是一種吲哚胺類物質(zhì)，Casado-Zapico S等［5］發(fā)現(xiàn)在急性髓系白血病中，褪黑素通過(guò)增加Fas/FasL的表達(dá)誘導(dǎo)了腫瘤細(xì)胞的凋亡。這些研究表明Fas/FasL在腫瘤細(xì)胞的凋亡中發(fā)揮著重要作用。

然而，最近一些研究表明某些腫瘤細(xì)胞可對(duì)Fas誘導(dǎo)的凋亡產(chǎn)生耐受，甚至Fas系統(tǒng)有促進(jìn)腫瘤生成的作用。國(guó)外有學(xué)者［6］報(bào)道，F(xiàn)as基因突變導(dǎo)致Fas表達(dá)產(chǎn)生多種變化，例如Fas在細(xì)胞表面表達(dá)的下調(diào)［7］，高水平的抗凋亡蛋白等。另外，Bcl-2 和凋亡抑制物降低了Fas介導(dǎo)的凋亡信號(hào)的效能，多種翻譯后修飾也影響了Fas 誘導(dǎo)的凋亡活性。Lissbeth Leon-Bollotte等［8］發(fā)現(xiàn)NO可以促進(jìn)Fas受體的199和304半胱氨酸殘基的巰基亞硝基化，304殘基的巰基亞硝基化促進(jìn)了Fas結(jié)合到脂筏，形成DISC誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡，從而逆轉(zhuǎn)細(xì)胞對(duì)Fas所誘導(dǎo)凋亡的耐受。由此可見，F(xiàn)as 受體的亞硝基化作為一種重要的翻譯后修飾對(duì)Fas系統(tǒng)的凋亡信號(hào)通路的調(diào)控起著重要作用。細(xì)胞FADD 樣白介素1-β轉(zhuǎn)化酶抑制蛋白（cellular FADDlike interleukin-1β–converting enzyme inhibitory proteins，c-FLIPs）參與Fas 誘導(dǎo)凋亡通路的下游調(diào)控，Nicolai Fricker等［9］報(bào)道細(xì)胞內(nèi)c-FLIPs亞型濃度及分布對(duì)激動(dòng)Fas 后產(chǎn)生細(xì)胞凋亡或存活信號(hào)有重要作用。Lina Chen 等［10］研究顯示，在小鼠卵巢癌和肝癌模型中Fas 通過(guò)下游通路JNK 和c-Jun 誘導(dǎo)腫瘤生成，提示Fas通路可能有致瘤活性，抑制Fas通路的活性而不是促進(jìn)其活性可作為腫瘤治療的研究方向。

4 Fas/FasL與膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡

近年來(lái)膠質(zhì)瘤發(fā)病機(jī)制的研究主要集中在腫瘤的分子生物學(xué)機(jī)制、腫瘤疫苗和細(xì)胞凋亡等方面，對(duì)Fas/FasL 系統(tǒng)和膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡之間的關(guān)系做了大量的的研究。Gunter Eisele 等［11］發(fā)現(xiàn)，用一種人工合成的FasL 六聚體APO010 在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中可觸發(fā)Caspase-8 依賴的細(xì)胞凋亡，聯(lián)合替莫唑胺治療可明顯提高治療效果，延長(zhǎng)了荷瘤小鼠的生存期。Guo Y等［12］用脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染IFN-β基因進(jìn)入人SHG44 膠質(zhì)瘤細(xì)胞系，用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)證實(shí)IFN-β基因穩(wěn)定表達(dá)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染組凋亡細(xì)胞的數(shù)量明顯高于非轉(zhuǎn)染組，F(xiàn)as 的表達(dá)明顯上調(diào)，腫瘤的生長(zhǎng)受到抑制，IFN-β可能通過(guò)調(diào)節(jié)Fas/FasL 通路誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。免疫反應(yīng)與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)，膠質(zhì)瘤的免疫治療受到各國(guó)學(xué)者的重視，但是因?yàn)槟[瘤細(xì)胞往往缺乏高度特異性的腫瘤排斥抗原（tumor rejection antigen，TRA）而使免疫治療的效果欠佳。Konkankit W等［13］在T98膠質(zhì)瘤細(xì)胞系中應(yīng)用地西他濱提高TRA 的表達(dá)，促進(jìn)了TRA-特異性T 細(xì)胞的免疫監(jiān)視作用，同時(shí)他們發(fā)現(xiàn)地西他濱治療提高了T98 膠質(zhì)瘤細(xì)胞對(duì)Fas 介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡的敏感性，抑制了腫瘤的生長(zhǎng)。Chetty C等［14］在裸鼠膠質(zhì)母細(xì)胞瘤移植模型中發(fā)現(xiàn)，siRNA介導(dǎo)了尿激酶型纖溶酶原激活物受體（urokinase plasminogen activator receptor,uPAR）和基質(zhì)金屬蛋白酶-9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）的轉(zhuǎn)錄下調(diào)，uPAR 和MMP-9 的轉(zhuǎn)錄失活升高了Fas 的表達(dá)水平，促進(jìn)了DISC 的形成，誘導(dǎo)了人膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞株4910 和5310 的凋亡。Jansen T 等［15］在體外共同培養(yǎng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞和T細(xì)胞時(shí)，發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞表達(dá)的FasL介導(dǎo)了植物凝集素引起的T 細(xì)胞死亡。在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中，Jansen T 等［15］用shRNA 干擾腫瘤細(xì)胞FasL的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)在免疫功能正常的Fisher 344大鼠中9L膠質(zhì)瘤細(xì)胞株在皮下和顱內(nèi)的生長(zhǎng)體積減少了將近50%，相比之下在T 細(xì)胞功能缺陷的無(wú)胸腺大鼠中，9L 膠質(zhì)瘤細(xì)胞株的生長(zhǎng)沒有受到限制。綜上所述，通過(guò)藥物增強(qiáng)Fas/FasL 系統(tǒng)的功能可能促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的凋亡，減緩膠質(zhì)瘤的生長(zhǎng)速度。

近年來(lái)有關(guān)腦膠質(zhì)瘤干細(xì)胞（brain glioma stem cells，BGSCs）的研究認(rèn)為，膠質(zhì)瘤可能起源于BGSCs，而且膠質(zhì)瘤的生物學(xué)特性也與BGSCs 有關(guān)。Tao J 等［16］從膠質(zhì)瘤臨床標(biāo)本中培養(yǎng)分離出BGSCs，并測(cè)定其中Fas/FasL mRNA的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)在BGSCs 中Fas/FasL mRNA 的表達(dá)明顯低于原代培養(yǎng)的膠質(zhì)瘤細(xì)胞，說(shuō)明Fas/FasL 相關(guān)的免疫治療可能難以完全清除BGSCs，從而導(dǎo)致膠質(zhì)瘤的復(fù)發(fā)。由此可見，提高膠質(zhì)瘤組織中Fas受體的表達(dá)可作為防止膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)的一個(gè)靶點(diǎn)。反義基因治療是一種可特異性阻斷或下調(diào)致病基因表達(dá)的技術(shù)，包括反義DNA、反義RNA、核酶等。核酶是一種具有催化活性的RNA 分子，可序列特異性地結(jié)合并切割靶RNA，抑制相關(guān)基因的表達(dá)。Chio 等［17］設(shè)計(jì)針對(duì)FasL mRNA的錘頭狀核酶轉(zhuǎn)染膠質(zhì)瘤細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)錘頭狀核酶下調(diào)FasL mRNA 水平及蛋白的表達(dá)，降低了腫瘤細(xì)胞誘導(dǎo)免疫細(xì)胞凋亡的能力，明顯抑制了腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。這一實(shí)驗(yàn)表明，反義基因治療在膠質(zhì)瘤的治療中有廣闊的應(yīng)用前景。

5 展 望

近年來(lái)盡管在膠質(zhì)瘤的分子機(jī)制、腫瘤免疫等方面取得了很大的進(jìn)展，但膠質(zhì)瘤的治療效果仍然不能令人滿意，高級(jí)別膠質(zhì)瘤尤其是膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的中位生存期仍然徘徊在12～14個(gè)月［18］。最近發(fā)現(xiàn)Fas/FasL系統(tǒng)還存在非凋亡活性，甚至導(dǎo)致腫瘤發(fā)生，從而使Fas/FasL 系統(tǒng)的功能更加復(fù)雜化，探討選擇性調(diào)節(jié)Fas/FasL 系統(tǒng)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡或增殖的機(jī)制以及與其他信號(hào)通路之間的關(guān)系,將是未來(lái)研究的熱點(diǎn)問題。隨著分子生物學(xué)的飛速發(fā)展，必將為膠質(zhì)瘤的治療提供特異性的靶點(diǎn)，大幅提高膠質(zhì)瘤的治療效果。

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