自噬與表達(dá)EGFR腫瘤發(fā)生發(fā)展及耐藥形成的關(guān)系

劉兆蕓，王蕾蕾，于志勇

(1濟(jì)南大學(xué)·山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，濟(jì)南250022;2山東省腫瘤醫(yī)院)

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自噬與表達(dá)EGFR腫瘤發(fā)生發(fā)展及耐藥形成的關(guān)系

劉兆蕓1,2，王蕾蕾2，于志勇2

(1濟(jì)南大學(xué)·山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，濟(jì)南250022;2山東省腫瘤醫(yī)院)

摘要：自噬作為一種細(xì)胞應(yīng)對(duì)代謝應(yīng)激的代償機(jī)制，能使腫瘤細(xì)胞適應(yīng)代謝應(yīng)激，阻止細(xì)胞凋亡、促其存活，表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)通路在自噬功能調(diào)節(jié)中發(fā)揮一定作用。自噬與表達(dá)EGFR腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，早期可抑制細(xì)胞癌變，在成熟的腫瘤細(xì)胞中則可維持其存活、抑制凋亡。自噬還參與了EGFR靶向藥物耐藥性形成，抑制自噬可顯著增加EGFR靶向治療的敏感性。

關(guān)鍵詞：惡性腫瘤；表皮生長(zhǎng)因子受體；自噬；腫瘤耐藥

自噬是真核細(xì)胞中廣泛存在的正常生理現(xiàn)象，自噬可通過(guò)降解損傷或錯(cuò)配的蛋白及衰老的細(xì)胞器來(lái)維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)或基因組的完整性，其不僅參與細(xì)胞的正常生長(zhǎng)發(fā)育，還與腫瘤發(fā)病及耐藥性的產(chǎn)生密切相關(guān)。表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)在細(xì)胞增殖、遷移過(guò)程中發(fā)揮重要作用，其在多種腫瘤組織中高表達(dá)，參與腫瘤進(jìn)展及耐藥性形成。最近研究[1，2]表明，自噬與EGFR抑制劑耐藥性密切相關(guān)。現(xiàn)將自噬與表達(dá)EGFR腫瘤發(fā)生發(fā)展及耐藥形成的關(guān)系相關(guān)研究進(jìn)展綜述如下。

1自噬的基本功能及其調(diào)節(jié)

自噬是存在于大部分真核細(xì)胞中的一個(gè)保守的分解代謝過(guò)程，可降解細(xì)胞內(nèi)受損的結(jié)構(gòu)、衰老的細(xì)胞器及廢棄的生物大分子，為細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的構(gòu)建提供原料，構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)的再循環(huán)。自噬可被看做是細(xì)胞的自救行為。饑餓、低氧和藥物處理可誘導(dǎo)自噬，自噬可加速細(xì)胞內(nèi)新陳代謝，或使細(xì)胞在饑餓狀態(tài)時(shí)從分解產(chǎn)物中獲得能量?；熕幬锟烧T導(dǎo)腫瘤細(xì)胞保護(hù)性自噬，從而維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，使腫瘤細(xì)胞適應(yīng)缺氧環(huán)境，繼續(xù)存活。一些信號(hào)通路參與了自噬的功能調(diào)節(jié)，主要包括PI3K-Akt-mTOR信號(hào)通路、Ras信號(hào)通路、STAT3信號(hào)通路、Beclin1基因信號(hào)通路、EGFR依賴(lài)自噬介導(dǎo)線(xiàn)粒體穩(wěn)態(tài)相關(guān)通路等[3]。

1.1PI3K-Akt-mTOR信號(hào)通路活化的EGFR可激活PI3K-Akt-mTOR信號(hào)通路，在細(xì)胞生長(zhǎng)、存活、增殖、凋亡、血管生成、自噬等過(guò)程中發(fā)揮重要作用[4]。

1.2Ras信號(hào)通路Ras基因參與細(xì)胞存活和生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)，在多數(shù)腫瘤中高表達(dá)。Ras信號(hào)通路活化可誘導(dǎo)自噬，表現(xiàn)為Ras基因轉(zhuǎn)染后自噬流顯著增加用以維持細(xì)胞的高代謝率，防止受損的線(xiàn)粒體累積，降低耗氧量，并減少代謝底物消耗。在Ras轉(zhuǎn)染細(xì)胞中，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)匱乏時(shí)，抑制自噬可導(dǎo)致細(xì)胞凋亡增多[5]。

1.3STAT3信號(hào)通路STAT3被認(rèn)為是一種新的自噬調(diào)節(jié)劑[6]。STAT3可調(diào)控許多自噬相關(guān)蛋白的表達(dá)，如BCL-2、Bcl-XL和MCL-1，并可通過(guò)與Beclin1基因作用抑制自噬[7]。

1.4Beclin1信號(hào)通路Beclin1是酵母ATG6蛋白的哺乳類(lèi)同源體，在乳腺癌和卵巢癌患者中都發(fā)現(xiàn)Beclin1基因拷貝丟失，Beclin1基因敲除的雜合小鼠傾向于發(fā)生多種腫瘤[8]。研究[9]表明，Beclin1基因高表達(dá)可促進(jìn)自噬，Beclin1表達(dá)減少時(shí)細(xì)胞自噬活性降低。

1.5EGFR依賴(lài)自噬介導(dǎo)線(xiàn)粒體穩(wěn)態(tài)相關(guān)通路EGFR參與線(xiàn)粒體生物合成、維持線(xiàn)粒體穩(wěn)定、阻止細(xì)胞凋亡。細(xì)胞受到化療、放療等損害時(shí)，自噬可提供替代的能量來(lái)源。在EGFR過(guò)表達(dá)的細(xì)胞中，抑制自噬有望成為一種新的治療手段。研究[10]發(fā)現(xiàn)，EGFR高表達(dá)的細(xì)胞自噬流減少，這些細(xì)胞正常情況下依賴(lài)于自噬增殖和存活。而EGFR siRNA轉(zhuǎn)染后，前列腺癌細(xì)胞自噬活性增強(qiáng)[11]；在非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)及其他多種腫瘤細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)EGFR抑制劑可誘導(dǎo)自噬的發(fā)生。頭頸部鱗狀細(xì)胞癌(HNSCC)移植瘤模型中，EGFR與自噬標(biāo)記物L(fēng)c3b表達(dá)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明EGFR信號(hào)參與了自噬功能調(diào)節(jié)[10]。此外，EGFR還通過(guò)維持PI3K-Akt-mTOR信號(hào)通路高度激活狀態(tài)從而抑制自噬。上述研究共同表明，EGFR表達(dá)與自噬標(biāo)志物的表達(dá)和細(xì)胞自噬活性密切相關(guān)。

2自噬與表達(dá)EGFR腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系

自噬在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中起到了重要作用。有學(xué)者認(rèn)為[9,12]，自噬阻滯了腫瘤的啟動(dòng)，自噬相關(guān)功能基因(Beclin1、Atg5、Atg7)缺失突變的小鼠更容易發(fā)生腫瘤。然而也有報(bào)道指出，在成熟腫瘤細(xì)胞中，自噬可促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)并且與化療耐藥性有關(guān)，自噬作為一種保護(hù)因素，使腫瘤細(xì)胞免于化療損傷[13]。

目前認(rèn)為，自噬在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起雙向調(diào)控作用。在腫瘤發(fā)生早期，自噬能發(fā)揮類(lèi)似抑癌基因的功能，防止有毒或致癌物質(zhì)累積，抑制細(xì)胞癌變。自噬缺陷能使衰老損傷的細(xì)胞器(如氧化磷酸化解耦聯(lián)的線(xiàn)粒體)及ROS堆積從而誘導(dǎo)癌變。在成熟的腫瘤細(xì)胞中，腫瘤快速生長(zhǎng)往往伴隨腫瘤細(xì)胞血供、氧供及營(yíng)養(yǎng)匱乏，產(chǎn)生代謝應(yīng)激從而誘導(dǎo)自噬。自噬在腫瘤成熟期能通過(guò)降解自身蛋白或衰老的細(xì)胞器為腫瘤快速生長(zhǎng)提供必需的能量，阻止腫瘤細(xì)胞凋亡、促其存活，發(fā)揮類(lèi)似原癌基因的作用。

自噬參與了細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)，腫瘤細(xì)胞中異常表達(dá)的EGFR可調(diào)節(jié)自噬功能。Wei等[9]發(fā)現(xiàn)，活化的EGFR與自噬相關(guān)蛋白Beclin1結(jié)合，導(dǎo)致其多位點(diǎn)磷酸化，降低Beclin1相關(guān)Class Ⅲ PI3K的活性。EGFR酪氨酸激酶抑制劑治療可干擾Beclin1的酪氨酸磷酸化。在EGFR突變的NSCLC移植瘤模型中，EGFR依賴(lài)性酪氨酸激酶磷酸化位點(diǎn)突變可使Beclin1表達(dá)異常，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展，特別是增強(qiáng)了腫瘤對(duì)EGFR-TKI的耐藥性。EGFR酪氨酸激酶直接調(diào)節(jié)自噬的核心結(jié)構(gòu)，可能與腫瘤進(jìn)展及耐藥性產(chǎn)生有關(guān)。

3自噬在表達(dá)EGFR腫瘤耐藥形成中的作用

大量研究證明，自噬功能與腫瘤對(duì)化療藥物的敏感性密切相關(guān)。有學(xué)者[10]研究表明，抑制自噬可使腫瘤生長(zhǎng)速度明顯減緩，并使耐藥腫瘤細(xì)胞對(duì)放療的敏感性增加。Gonzalez-Malerva等[14]發(fā)現(xiàn)他莫西芬可能通過(guò)激活細(xì)胞自噬上調(diào)Beclin1表達(dá)從而發(fā)揮治療作用。Ren等[15]研究認(rèn)為細(xì)胞自噬是導(dǎo)致肺癌細(xì)胞對(duì)順鉑產(chǎn)生耐藥的重要機(jī)制之一。通過(guò)自噬清除受損的大分子或線(xiàn)粒體等細(xì)胞器，從而保護(hù)腫瘤細(xì)胞免于凋亡，均提示抑制腫瘤細(xì)胞自噬可增強(qiáng)抗腫瘤療效。

誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡是目前藥物治療腫瘤的主要機(jī)制。然而，目前在HNSCC、NSCLC、乳腺癌等多種EGFR過(guò)表達(dá)腫瘤細(xì)胞中，藥物治療在誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的同時(shí)產(chǎn)生了自噬[16]。這種自噬既能參與腫瘤細(xì)胞的凋亡,也能作為一種保護(hù)性機(jī)制，保護(hù)腫瘤細(xì)胞免受藥物損傷。藥物誘導(dǎo)的自噬對(duì)細(xì)胞的不同作用可能與自噬自身的水平有關(guān), 低水平自噬可促進(jìn)細(xì)胞存活[17]；相反，高水平自噬可導(dǎo)致細(xì)胞的凋亡。腫瘤產(chǎn)生的保護(hù)性自噬是細(xì)胞耐藥性產(chǎn)生的重要機(jī)制之一。抑制自噬可增強(qiáng)腫瘤對(duì)化療藥物的敏感性。目前抗EGFR藥物的臨床療效受到獲得性耐藥和固有耐藥的限制。腫瘤細(xì)胞對(duì)于抗EGFR治療適應(yīng)迅速，導(dǎo)致抗EGFR單藥治療效果不理想。目前，EGFR抑制劑與自噬抑制劑聯(lián)合用藥在體外實(shí)驗(yàn)中收效明顯。如在EGFR異常表達(dá)的NSCLC細(xì)胞系，抑制自噬可提高腫瘤對(duì)厄洛替尼的敏感性[18]。此外，野生型EGFR表達(dá)的NSCLC細(xì)胞對(duì)厄洛替尼的耐藥可通過(guò)抑制自噬逆轉(zhuǎn)[19]。上述研究結(jié)果表明，通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞基礎(chǔ)自噬水平來(lái)調(diào)節(jié)腫瘤對(duì)藥物的敏感性、逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥或許將成為治療腫瘤的新手段。

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(收稿日期：2015-10-12)

中圖分類(lèi)號(hào)：R737.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-266X(2016)07-0097-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2016.07.038

通信作者：于志勇(E-mail: drzhiyongyu@aliyun.com)