FAT10在膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展和放療抵抗中的可能作用機(jī)制

劉 輝，閔 彬，涂艷陽(yáng)

（1第四軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院實(shí)驗(yàn)外科，陜西 西安710038；2空軍工程大學(xué)門診部，陜西西安710051）

0 引言

惡性膠質(zhì)瘤（malignant glioma）是嚴(yán)重危害人類健康的惡性腫瘤之一，是最常見(jiàn)的顱內(nèi)原發(fā)性腫瘤，具有較強(qiáng)的復(fù)發(fā)性及侵襲性，臨床上治愈率極低，且預(yù)后較差。因其多呈浸潤(rùn)性生長(zhǎng)，外科手術(shù)很難達(dá)到真正的全切除，因此常于術(shù)后輔以放、化療，以提高膠質(zhì)瘤患者的綜合治療效果。放射治療是有效的并被廣泛采用的治療惡性膠質(zhì)瘤的方法之一，但許多臨床資料卻顯示，放療對(duì)膠質(zhì)瘤的總體療效不盡人意，治療效果存在極大的個(gè)體差異，大多數(shù)使用高劑量放療后的膠質(zhì)瘤依舊復(fù)發(fā)，或者在加大照射劑量后，放療在殺滅膠質(zhì)瘤細(xì)胞的同時(shí)，也會(huì)造成周圍甚至全身的正常組織或器官的損傷，從而提示我們，膠質(zhì)瘤有較強(qiáng)的放療抵抗性。因此，尋找膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展和放療抵抗調(diào)控中的關(guān)鍵信號(hào)途徑和核心調(diào)控分子是對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞進(jìn)行分子干預(yù)的前提，對(duì)膠質(zhì)瘤的臨床治療具有重要的意義。

FAT10也稱為雙泛素，屬于泛素樣調(diào)節(jié)子（ubiq?uitin?like protein，UBL）蛋白家族，在許多腫瘤組織中高水平表達(dá)，如卵巢癌、結(jié)直腸癌、肝癌等，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移等生物學(xué)過(guò)程密切相關(guān)。研究［1］表明，F(xiàn)AT10會(huì)引起人結(jié)直腸癌細(xì)胞的紡錘體聚集檢測(cè)點(diǎn)蛋白（mitotic arrest defect 2，MAD2）的功能異常而導(dǎo)致染色體不穩(wěn)定，從而發(fā)生癌變。另外，研究［2］還發(fā)現(xiàn)FAT10可以受到抑癌基因p53的負(fù)調(diào)控，且通過(guò)參與細(xì)胞周期調(diào)節(jié)在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用。膠質(zhì)瘤的發(fā)病原因同其他腫瘤一樣，都是多基因、多事件積累的結(jié)果。研究細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在膠質(zhì)瘤中的過(guò)度表達(dá)或關(guān)閉已成為探索膠質(zhì)瘤病因、發(fā)展、放化療抵抗、預(yù)后的一種重要方法。許多研究［3－5］結(jié)果表明，PI3K／AKT信號(hào)通路可以調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲、凋亡、分化等特性，進(jìn)而在腫瘤發(fā)生的過(guò)程中起重要作用，而這種調(diào)控活性在人腦膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中同樣發(fā)揮作用。GSK3β作為PI3K／Akt信號(hào)傳導(dǎo)通路的下游蛋白，可受pAkt的抑制，從而降低了細(xì)胞周期素CyclinD1的降解。這一過(guò)程也是膠質(zhì)瘤在放療抵抗過(guò)程中的重要因素之一。

FAT10基因在肝癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，并且其功能是通過(guò)PI3K／Akt／GSK3β通路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而 PI3K／Akt／GSK3β／CyclinD1 通路在腫瘤放療抵抗中又起到至關(guān)重要的作用。那么FAT10／PI3K／Akt／GSK3β／CyclinD1通路是否會(huì)影響膠質(zhì)瘤發(fā)生、發(fā)展以及放療抵抗，其具體的分子機(jī)制又是怎樣的？因此，本文旨在探討 FAT10通過(guò)調(diào)控 PI3K／Akt／GSK3β／CyclinD1通路影響膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展和放療抵抗的可能分子機(jī)制，闡明 FAT10是否對(duì) PI3K／Akt／GSK3β／CyclinD1通路具有調(diào)節(jié)作用，并從G1／S期轉(zhuǎn)變、DNA損傷反應(yīng)和DNA雙鏈斷裂三個(gè)方面探索膠質(zhì)瘤放療抵抗的分子機(jī)制，從而揭示影響膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展以及放療抵抗的新的分子機(jī)制，為針對(duì)膠質(zhì)瘤的治療提供新的潛在靶點(diǎn)，為膠質(zhì)瘤的分子治療策略提供實(shí)驗(yàn)和理論依據(jù).

1 膠質(zhì)瘤

膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)最常見(jiàn)的惡性腫瘤，占顱內(nèi)腫瘤的50%～60%。其不僅增殖能力較強(qiáng)，易形成大塊腫物，而且還具有很強(qiáng)的侵襲特性，能與正常腦組織混合生長(zhǎng)，因而用手術(shù)無(wú)法將瘤組織全部清除。即使輔以放、化療，膠質(zhì)瘤的治療效果仍然較差。據(jù)統(tǒng)計(jì)，膠質(zhì)瘤治療后，患者平均五年存活率為20%～30%，而膠質(zhì)母細(xì)胞瘤五年存活率僅為1%［6］。因此，尋找和發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展及放療抵抗調(diào)控中的關(guān)鍵信號(hào)途徑和核心調(diào)控分子是對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞進(jìn)行分子干預(yù)的前提，對(duì)膠質(zhì)瘤的臨床治療具有

重要的意義。

2 FAT10的研究進(jìn)展

2.1 FAT10簡(jiǎn)介FAT10蛋白大小 18 kDa，由 165個(gè)氨基酸組成，屬于UBL家族，由兩個(gè)泛素樣部分融合而成，在每個(gè)組成部分中有保守的賴氨酸殘基，是共價(jià)結(jié)合底物蛋白并形成多泛素的位點(diǎn)［7－9］。泛素?蛋白酶體主要負(fù)責(zé)降解細(xì)胞內(nèi)的蛋白，它可根據(jù)代謝和功能的需要降解轉(zhuǎn)錄因子、關(guān)鍵酶以及細(xì)胞周期調(diào)控蛋白等。FAT10可通過(guò)其羧基末端2個(gè)甘氨酸共價(jià)結(jié)合靶蛋白而發(fā)揮泛素樣修飾作用，且其可以更快速但不可逆地進(jìn)行降解過(guò)程，而FAT10在這一過(guò)程中也同時(shí)被降解。在這個(gè)過(guò)程中，NUB1L（neg?ative regulatorof ubiquitin?like proteins 1）蛋白通過(guò)與FAT10非共價(jià)相互作用發(fā)揮重要作用［10］。泛素?蛋白酶體系統(tǒng)不僅具有降解蛋白的功能，還與很多生物學(xué)過(guò)程密切相關(guān)，如細(xì)胞分裂、DNA修復(fù)、自唆、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及胚胎發(fā)育等過(guò)程［11］，而且其對(duì)許多腫瘤，包括膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展也產(chǎn)生了重要影響。

2.2 FAT10在膠質(zhì)瘤及其它一些腫瘤中的作用及其機(jī)制研究［12］表明，F(xiàn)AT10在多種腫瘤組織中高水平表達(dá)，如卵巢癌、結(jié)直腸癌、肝癌、宮頸癌等，與這些腫瘤的生物學(xué)過(guò)程密切相關(guān)。那么FAT10在腫瘤中的高表達(dá)水平的機(jī)制又是什么呢？迄今為止，F(xiàn)AT10的機(jī)制研究主要集中在其調(diào)節(jié)人紡錘體聚集檢測(cè)點(diǎn)蛋白的功能方面，這個(gè)蛋白主要發(fā)揮保持有絲分裂時(shí)紡錘體完整性的作用。有研究［13］報(bào)道，F(xiàn)AT10的過(guò)表達(dá)可以導(dǎo)致人結(jié)直腸癌細(xì)胞HCT116的MAD2蛋白功能異常，使細(xì)胞有絲分裂時(shí)不發(fā)生分離而出現(xiàn)異常分裂，最終引起染色體的不穩(wěn)定 （chromosomal in?stability，CIN），從而發(fā)生癌變。此外，F(xiàn)AT10能參與調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，其過(guò)表達(dá)可縮短細(xì)胞的有絲分裂期，使許多細(xì)胞能逃避有絲分裂期的控制而導(dǎo)致染色體的不穩(wěn)定。 此外，有研究［14－15］還報(bào)道 FAT10的表達(dá)可受到p53的負(fù)調(diào)控，野生型的p53與FAT10啟動(dòng)子區(qū)結(jié)合并抑制FAT10的表達(dá)，而突變型p53則無(wú)此功能。Liu等［16］報(bào)道了FAT10在肝癌中的一些重要作用：FAT10在肝癌細(xì)胞中可激活A(yù)kt／Gsk3β信號(hào)通路，并與細(xì)胞的增殖、侵襲及EMT密切相關(guān)，F(xiàn)AT10還可上調(diào)G1／S周期相關(guān)蛋白表達(dá)水平，促進(jìn)細(xì)胞周期進(jìn)展，進(jìn)而促進(jìn)肝癌發(fā)生及惡性進(jìn)展。而研究者通過(guò)篩選與肝癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程相關(guān)的一系列可能影響FAT10生物學(xué)功能的信號(hào)通路，主要包括STAT、PI3K／AKT、p38、ERK、NF?κB 及 JNK 等信號(hào)通路，最終通過(guò)運(yùn)用通路抑制劑發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AT10可能通過(guò)激活A(yù)KT／Gsk3β信號(hào)通路從而參與調(diào)控肝癌的一系列生物功能。具體如下：FAT10激活A(yù)KT／Gsk3β信號(hào)通路后可上調(diào) β?catenin的表達(dá)及胞核轉(zhuǎn)位，β?catenin入核后可以調(diào)控與細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期相關(guān)的蛋白，如CyclinD1、c?myc等，同時(shí)其還可以通過(guò)促進(jìn) vimentin表達(dá)和抑制 E?cadherin表達(dá)而誘導(dǎo)EMT發(fā)生。此外，F(xiàn)AT10還可通過(guò)激活A(yù)KT／GSK3β信號(hào)通路來(lái)調(diào)控 E?cadherin的上游調(diào)節(jié)蛋白，如snaill和 smad2／3 等的表達(dá)，最終導(dǎo)致 E?cadherin 的表達(dá)降低和 EMT發(fā)生［17－18］。 目前關(guān)于 FAT10在膠質(zhì)瘤中作用的研究極少，而我們前期在膠質(zhì)瘤患者樣本中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，F(xiàn)AT10在膠質(zhì)瘤中高表達(dá)，并且隨著膠質(zhì)瘤病理等級(jí)的升高表達(dá)也逐漸上升，與膠質(zhì)瘤患者總體生存率及術(shù)后復(fù)發(fā)有密切的關(guān)系，并能作為獨(dú)立判定膠質(zhì)瘤患者預(yù)后的因素。因此，F(xiàn)AT10在膠質(zhì)瘤中也像在其它一些腫瘤中一樣，對(duì)膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展起著重要的作用。而其調(diào)節(jié)膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制又是什么呢？也是通過(guò) PI3K／Akt／GSK3β信號(hào)通路？這還需在以后的研究中做進(jìn)一步的證實(shí)。

3 PI3K／Akt／GSK3β 信號(hào)通路在膠質(zhì)瘤中的作用

人腦膠質(zhì)瘤是神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤中最常見(jiàn)的類型，占顱內(nèi)腫瘤的50%～60%，不同級(jí)別的膠質(zhì)瘤之間，甚至相同級(jí)別不同個(gè)體之間的預(yù)后差別甚大，這就需要我們更加深入地了解膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展及其惡化過(guò)程，洞悉其產(chǎn)生的細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)通路，從而為治療膠質(zhì)瘤提供新的理論依據(jù)及尋找新的靶點(diǎn)。PI3K／AKT信號(hào)通路在人類多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要作用：PI3K／AKT信號(hào)通路提高腫瘤細(xì)胞的生存和增殖能力，其是通過(guò)抑制細(xì)胞調(diào)亡，促進(jìn)細(xì)胞周期進(jìn)展而實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)PI3K／AKT信號(hào)通路還可參與腫瘤的血管形成，參與腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中扮演重要角色［19］。在提高腫瘤細(xì)胞的增殖能力方面，PI3K可通過(guò)AKT／mTOR通路將有絲分裂信號(hào)傳遞給P70S6K，進(jìn)而使細(xì)胞周期素（cyclin）的表達(dá)上調(diào)，并進(jìn)一步促進(jìn) G1期進(jìn)展，使細(xì)胞周期加速［20－21］。 而在抑制腫瘤細(xì)胞凋亡方面，Akt是通過(guò)調(diào)控多個(gè)與細(xì)胞凋亡相關(guān)的家族蛋白來(lái)實(shí)現(xiàn)的。PI3K／Akt信號(hào)通路激活后，前凋亡蛋白 BAD及caspase9的活性因被磷酸化而受到抑制，且細(xì)胞色素c的釋放也同樣受到了抑制，繼而線粒體能保持完整，從而細(xì)胞凋亡受到抑制［22－24］。 在促進(jìn)腫瘤侵襲方面，PI3K／Akt通路激活后，基質(zhì)金屬蛋白酶2（matrix metalloproteinase 2，MMP2）在 mRNA 和蛋白質(zhì)水平都發(fā)生了顯著的上調(diào)，進(jìn)而誘導(dǎo)刺激了癌細(xì)胞的侵襲。而PI3K／Akt／GSK3β信號(hào)通路在人腦膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中是否也起到同樣的作用？下面，我們就PI3K／Akt／GSK3β信號(hào)傳導(dǎo)通路中的關(guān)鍵分子或者蛋白的生物學(xué)結(jié)構(gòu)及生物學(xué)功能進(jìn)行分析。

PI3K，磷脂酞肌醇3?激酶，是一類特異性磷酸化肌醇磷脂3位羥基的激酶，稱為PI3Ks家族，同多種癌基因如v?src和v?ras等的產(chǎn)物密切相關(guān)。其活化可以通過(guò)接受如PDGF、IGF、bFGF等生長(zhǎng)因子刺激或著通過(guò)Ras同p110直接結(jié)合。一般來(lái)說(shuō)，PI3K可以通過(guò)兩種方式激活：第一是二聚體構(gòu)象改變而被激活，這是PI3K通過(guò)與具有磷酸化酪氨酸殘基的生長(zhǎng)因子受體或者連接蛋白相互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的；第二，PI3K可通過(guò)與 p110、Ras直接結(jié)合而活化［25］。 在PI3K被激活后，質(zhì)膜上會(huì)產(chǎn)生PIP2和PIP3等第二信使，并同細(xì)胞內(nèi)其它含有PH結(jié)構(gòu)域的信號(hào)蛋白Akt和 PDK1（phosphoinositide?dependent kinase?1）結(jié)合，從而促使 Akt的活化。 Bad、Caspase9、NF?κB、GSK3等均為活化后Akt的下游靶蛋白，活化后的Akt即pAkt通過(guò)磷酸化作用激活或者抑制這些靶蛋白，進(jìn)一步調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、遷移、凋亡和分化。

在PI3K／AKT信號(hào)通路中，Akt是關(guān)鍵蛋白，處于通路的中心環(huán)節(jié)，同PKA、PKC相關(guān)的蛋白激酶因高度同源，一起被稱為PKB（protein kinase B）。在膠質(zhì)瘤的發(fā)生過(guò)程中，Akt功能的活化也是其中一個(gè)重要的不可忽視的因素：pAkt主要作用于PI3K／Akt抗凋亡通路，激活后的Akt通過(guò)磷酸化其下游的靶蛋白，如GSK3β蛋白等，發(fā)揮抗凋亡的作用。除此之外，Akt還能通過(guò)很多途徑影響細(xì)胞的生長(zhǎng)與凋亡：首先，其可直接作用于細(xì)胞周期，通過(guò)傳遞生存信號(hào)以抑制細(xì)胞的凋亡；其次，pAkt還能通過(guò)對(duì)p53和NF?κB的間接作用而影響細(xì)胞存活；再次，pAkt還能通過(guò)磷酸化作用于轉(zhuǎn)錄因子Forkhead家族的成員FKHR，通過(guò)抑制FKHR的基因靶點(diǎn)——FAS和BIM配體的激活，以及FKHR的核轉(zhuǎn)位而抑制凋亡；同時(shí)，pAkt能通過(guò)磷酸化蛋白水解酶Caspase?9和Bcl?2家族成員BAD來(lái)抑制細(xì)胞的凋亡；最后，pAkt可以升高CyclinD的mRNA和蛋白水平，推動(dòng)細(xì)胞周期的進(jìn)行，而且這種上調(diào)作用無(wú)需生長(zhǎng)因子的維持。Akt的這些功能都暗示著其與膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展及放療抵抗之間可能存在著密切聯(lián)系，其可能在FAT10作用膠質(zhì)瘤的過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

多數(shù)文獻(xiàn)也肯定了pAkt在PI3K／Akt信號(hào)傳導(dǎo)通路中的關(guān)鍵作用，甚至有報(bào)道，在膠質(zhì)瘤的預(yù)后中，pAkt的含量是僅次于手術(shù)切除率的第二大影響因素［26］。但是有關(guān)Akt作為膠質(zhì)瘤治療靶點(diǎn)的問(wèn)題則存在一定的爭(zhēng)議。有文獻(xiàn)［27］報(bào)道，在惡性程度高的膠質(zhì)瘤中，pAkt抑制劑可以抑制腫瘤的發(fā)展，而Akt的抑制劑則沒(méi)有這種作用。但另有報(bào)道［28］指出，在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中，Akt及pAkt的表達(dá)均有一定程度的提高，并肯定了兩者在惡性膠質(zhì)瘤中的靶向治療效果。

綜上所述，pAkt是Akt的活性形式，用以體現(xiàn)其生物學(xué)功能，在調(diào)控細(xì)胞周期，影響細(xì)胞的侵襲性和凋亡、血管生成和端粒酶活性等諸多方面發(fā)揮作用（圖1）?？傮w來(lái)講，pAkt可以促進(jìn)細(xì)胞增殖，抑制細(xì)胞凋亡，所以pAkt在正常腦組織中是低表達(dá)（相對(duì)于膠質(zhì)瘤）的，而在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中表達(dá)量升高，并與正常腦組織中的表達(dá)量差異顯著。所以，pAkt在膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展及放療抵抗中可能有著十分重要的作用。

圖1 Akt可能參與的信號(hào)通路對(duì)細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用

在PIK3／Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中，GSK3是pAkt的下游靶蛋白，有關(guān)GSK3的功能研究是最近的研究熱點(diǎn)。GSK3本身有抑制凋亡，促進(jìn)生長(zhǎng)的作用。那么在PI3K／AKT信號(hào)傳導(dǎo)通路中，它又是以怎樣的形式參與，發(fā)揮怎樣的生物學(xué)作用呢？

近年來(lái)，有關(guān)GSK3功能的研究逐漸成為腫瘤研究中的熱點(diǎn)，研究［29］證明，GSK3作為一種多功能激酶，在細(xì)胞增殖、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞分化、蛋白合成、腫瘤發(fā)生發(fā)展等方而都扮演了重要角色，在多種腫瘤組織中均高表達(dá)。GSK3在哺乳動(dòng)物中包括兩個(gè)亞基，即GSK3α和GSK3β。GSK3β活性調(diào)節(jié)異常與人類多種疾病如糖尿病、腫瘤、神經(jīng)退行性疾病、情感障礙和炎癥等密切相關(guān)，已經(jīng)證明在腫瘤形成中GSK3β發(fā)揮了重要作用，目前至少發(fā)現(xiàn) Wnt、NF?κB和 PI3K／Akt三條與腫瘤密切相關(guān)的轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與GSK3β聯(lián)系密切［30－31］。 已有實(shí)驗(yàn)［32］證實(shí)，GSK3β 蛋白在正常腦組織和膠質(zhì)瘤中均有表達(dá)，主要位于細(xì)胞質(zhì)中，為棕黃色細(xì)顆粒狀，在正常腦組織中呈高表達(dá)，在膠質(zhì)瘤組織中相對(duì)低表達(dá)（P＜0.01）；將 41例膠質(zhì)瘤分成WHOⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)，GSK3β的表達(dá)水平隨著腫瘤級(jí)別升高而逐漸降低，各組均存在顯著性差異（P＜0.01）；GSK3β在膠質(zhì)瘤組織中的表達(dá)與患者的性別、年齡無(wú)關(guān)；且在正常腦組織中高表達(dá)；隨著膠質(zhì)瘤惡性程度的增加，表達(dá)水平在逐漸降低，該結(jié)果提示GSK3β可能具有抑癌作用，增加GSK3β活性可減少膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖，GSK3β有望成為治療膠質(zhì)瘤的一個(gè)新靶點(diǎn)。這些都提示我們，GSK3β也可能是FAT10通過(guò)PI3K／Akt／GSK3β信號(hào)通路調(diào)控膠質(zhì)瘤過(guò)程中的一個(gè)重要靶蛋白，證實(shí)這一作用也是我們要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

4 細(xì)胞周期素在膠質(zhì)瘤放療抵抗中的作用

腫瘤的放療敏感性是多基因參與、多步驟、多階段的調(diào)控結(jié)果。細(xì)胞周期在放療后發(fā)生的最主要的變化是G1／S期的延遲和G2／M期的阻滯。而細(xì)胞在細(xì)胞周期的各階段對(duì)放射的敏感性差異很大，G0期對(duì)放射抗拒，S期不敏感，G1期次之，最敏感的是G2期。腫瘤發(fā)生中最常改變的共同通路是以Cyc?lins／CDKs／CKI／pRb 為核心的 G1／S 期細(xì)胞周期網(wǎng)絡(luò)調(diào)控系統(tǒng)［33－34］。關(guān)于細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制的研究結(jié)果表明，促進(jìn)細(xì)胞增殖、啟動(dòng)細(xì)胞周期的主要的調(diào)控點(diǎn)在G1期，細(xì)胞在外界生長(zhǎng)因子的刺激下一旦越過(guò)G1／S期這個(gè)限制點(diǎn)，細(xì)胞周期的推進(jìn)就變得不可逆轉(zhuǎn)，即自動(dòng)很快完成分裂過(guò)程而不再受外界信息刺激的調(diào)控［35］。

作為PI3K／Akt／GSK3β通路下游的一個(gè)與細(xì)胞放療抵抗密切相關(guān)的蛋白，細(xì)胞周期素CyclinD1，對(duì)細(xì)胞周期的G1期調(diào)控發(fā)揮重要的作用。它可以與Cdk4結(jié)合，介導(dǎo)Rb的磷酸化以釋放E2F轉(zhuǎn)錄因子，使其不再抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)而促使細(xì)胞進(jìn)入S期，是細(xì)胞周期中期向S期轉(zhuǎn)化的重要調(diào)節(jié)因子，也是G1／S期行進(jìn)的控制點(diǎn)，對(duì)于細(xì)胞周期的行進(jìn)必不可少。過(guò)表達(dá)CyclinD1可以促使CVS期轉(zhuǎn)換時(shí)間縮短，且引發(fā)細(xì)胞G1／S期調(diào)控檢測(cè)點(diǎn)失調(diào)，進(jìn)而加速細(xì)胞周期的進(jìn)程，引發(fā)細(xì)胞不可逆的異常增殖，從而致使細(xì)胞增殖和凋亡的紊亂失控。CyclinD1在細(xì)胞周期調(diào)控因子中與細(xì)胞增殖的關(guān)系最為密切［36］，通過(guò)相應(yīng)的細(xì)胞周期素依賴性蛋白激酶（cyclin dependent kina?ses，CDK）在細(xì)胞的分裂增殖中發(fā)揮著重要的生物學(xué)作用，它還是調(diào)節(jié)細(xì)胞周期行進(jìn)的重要正性調(diào)節(jié)因子，參與細(xì)胞周期調(diào)控，在某種程度上反映細(xì)胞的增殖活性和放療抵抗性，是連接外界生長(zhǎng)因子、信號(hào)傳導(dǎo)與細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制的紐帶，被認(rèn)為是一種在分子醫(yī)學(xué)研究中非常有用的生物學(xué)指標(biāo)［37－38］。而膠質(zhì)瘤的放療抵抗是否也與CyclinD1的過(guò)表達(dá)密切相關(guān)？FAT10 是否通過(guò) PI3K／Akt／GSK3β 信號(hào)通路調(diào)控CyclinD1的表達(dá)而進(jìn)一步調(diào)控膠質(zhì)瘤的放療抵抗性？還都需要實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)。

5 結(jié)語(yǔ)

在人腦膠質(zhì)瘤中，F(xiàn)AT10基因可能是一個(gè)重要的癌基因，其在膠質(zhì)瘤中高表達(dá)，可能與膠質(zhì)瘤的發(fā)生、發(fā)展有著密切的聯(lián)系。而其可通過(guò)直接引起PI3K／Akt／GSK3β／CyclinD1信號(hào)通路的激活使膠質(zhì)瘤產(chǎn)生放療抵抗。而PI3K／Akt信號(hào)傳導(dǎo)通路是公認(rèn)的與細(xì)胞增殖、分化、凋亡等的調(diào)節(jié)有密切關(guān)系的信號(hào)傳導(dǎo)通路之一，在人腦膠質(zhì)瘤中可以觀察到此信號(hào)傳導(dǎo)通路的過(guò)度激活及表達(dá)，這種過(guò)度激活可以通過(guò)其關(guān)鍵蛋白的表達(dá)量來(lái)體現(xiàn)。在此信號(hào)傳導(dǎo)通路中，關(guān)鍵蛋白為Akt，Akt磷酸化后可成為其活性形式pAkt，從而體現(xiàn)其生物功能，發(fā)揮抑制凋亡，促進(jìn)生長(zhǎng)的作用。其在正常腦組織中是低表達(dá)的，而在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中表達(dá)量升高，并與正常腦組織中的表達(dá)量差異顯著。另外，在PI3K／Akt信號(hào)傳導(dǎo)通路的下游，pAkt的一個(gè)靶蛋白，GSK3β也是目前研究的熱點(diǎn)。GSK3β主要參與信號(hào)傳導(dǎo)通路，可以抑制細(xì)胞蛋白合成的過(guò)程，或者通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子促進(jìn)凋亡，是一種決定細(xì)胞命運(yùn)的關(guān)鍵物質(zhì)。與Akt不同的是，GSK3β是為數(shù)不多的通過(guò)磷酸化而失活的蛋白激酶之一，PI3K／Akt信號(hào)傳導(dǎo)通路中的Akt、PKA、PKC等激酶均可以通過(guò)磷酸化Ser9來(lái)抑制GSK3β的活性。也就是說(shuō)，GSK3β本身可以促進(jìn)細(xì)胞的凋亡，但若 Akt通過(guò)Ser9位置的磷酸化GSK3β成為pGSK3β后，GSK3β的活性是下降的，故pGSK3β增多可以抑制細(xì)胞的凋亡，也可以說(shuō)是參與了腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程。

另有研究［39］表明，腫瘤細(xì)胞放療抵抗性的獲得是通過(guò)改變DNA損傷反應(yīng)（DNA damage response，DDR）或者加強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的DNA損傷修復(fù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在放療后，一系列的DDR開(kāi)始發(fā)揮作用，且細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)也被激活來(lái)阻止細(xì)胞進(jìn)行DNA損傷修復(fù)的過(guò)程。G1／S檢驗(yàn)點(diǎn)通過(guò)抑制細(xì)胞周期素依賴性蛋白酶來(lái)啟動(dòng)，其與 CDKs結(jié)合來(lái)調(diào)控細(xì)胞周期，比如，CyclinD1可以與Cdk4結(jié)合，結(jié)合后的復(fù)合物通過(guò)激活Rb，繼而釋放E2F來(lái)調(diào)控G1／S轉(zhuǎn)變進(jìn)程。當(dāng)細(xì)胞受到發(fā)射刺激，產(chǎn)生DNA損傷時(shí)，PI3K介導(dǎo)Akt轉(zhuǎn)位至細(xì)胞質(zhì)膜并激活A(yù)kt，激活的Akt又可通過(guò)抑制GSK3β來(lái)減少Cyclin D1的降解，而CyclinD1的過(guò)表達(dá)又進(jìn)一步加劇了DNA損傷程度，形成了一個(gè)CyclinD1過(guò)表達(dá)與放療抵抗之間的反饋調(diào)節(jié)（圖2）。

圖 2 FAT10／PI3K／Akt／GSK3β／CyclinD1 通路在放療抵抗中可能作用機(jī)制

我們前期的研究結(jié)果已表明，在膠質(zhì)瘤中，F(xiàn)AT10高表達(dá)，且在體內(nèi)外對(duì)膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，而 PI3K／Akt／GSK3β／CyclinD1 通路也是膠質(zhì)瘤中重要的一條信號(hào)通路，這兩者之間是否存在著緊密聯(lián)系？FAT10是否是通過(guò)這條信號(hào)通路在膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展甚至放療抵抗中發(fā)揮作用？其調(diào)節(jié)這條信號(hào)通路的機(jī)制是什么？在膠質(zhì)瘤產(chǎn)生放療抵抗時(shí)，是否也存在一個(gè)DNA損傷與FAT10高表達(dá)之間的反饋調(diào)節(jié)？這些都還是需要研究者證實(shí)的問(wèn)題。

本文旨在探討 FAT10通過(guò)調(diào)控 PI3K／Akt／GSK3β／CyclinD1通路影響膠質(zhì)瘤發(fā)生、發(fā)展及放療抵抗的分子機(jī)制，以期揭示影響膠質(zhì)瘤發(fā)生的新的分子機(jī)制，為針對(duì)膠質(zhì)瘤的治療提供新的潛在靶點(diǎn)，為膠質(zhì)瘤的分子治療策略提供實(shí)驗(yàn)和理論依據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】

［1］ Theng SS，Wang W，Mah WC，et al.Disruption of FAT10?MAD2 binding inhibits tumor progression［J］.Proc Nati Acad Sci USA，2014，111（49）：E5282.

［2］ Li T，Jantockyte R，Yu S，et al.FAT10 modifies p53 and upregu?lates its transcriptional activity［J］.Arch Biochem Biophys，2011，509（2）：164－169.

［3］ Knobbc CB，Trampe?Kieslich AT，Reifenberger G.Genetic altera?tion and expression of the phosphoinositol?3?kinase／Akt pathway genes Pik3CA and PIKE in human glioblastomas［J］.Neuropathol Appl，2005，31（5）：486－490.

［4］ Edwards LA，Thiessen B，Dragowska WH，et al.Inhibition of Ilk IN PTEN?mutant human glioblastomas inhibits PKB／Akt activation，in?duces apoptosis and delays tumor growth ［J］.Oncogene，2005，24（22）：3596－3605.

［5］ Wu YL，Maachani UB，Schweitzer M，et al.Dual inhibition of PI3K ／AKT and MEK ／ERK pathways induces synergistic antitumor effects in diffuse intrinsic pontine glioma cells［J］.Transl Oncol，2017，10（2）：221－228.

［6］ Staedtke V，Bai RY，Laterra J.Investigational new drugs for brain cancer［J］.Expert opin Investig Drugs，2016，25（8）：937－956.

［7］ Canaan A，Yu X，Booth CJ，et al.FAT10／diubiquitin?like protein?deficient mice exhibit minimal phenotypic differences［J］.Mol Cell Biol，2006，26（13）：5180－5189.

［8］ Aichem A，Groettrup M.The ubiquitin?like modifier FAT10 in canc?er development［J］.Int J Biochem Cell Biol，2016，79：451－461.

［9］ Schmidtke G，Kalveram B，Weber E，et al.The UBA domains of NUB1L are required for binding but not for accelerated degradation of the ubiquitin?like modifier FAT10［J］.J Biol Chem，2006，281（29）：20045－20054.

［10］ Lee CG，Ren J，Cheong IS，et al.Expression of the FAT10 gene is highly upregulated in hepatocellular carcinoma and other gastrointes?tinal and gynecological cancers［J］.Oncogene，2003，22（17）：2592－2603.

［11］ Wang J，Cai S，Chen Y.Mechanism of E1?E2 interaction for the inhibition of UBL adenylation［J］.J Biol Chem，2010，285（43）：33457－33462.

［12］ Ji F，Jin X，Jiao CH，et al.FAT10 level in human gastric cancer and its relation with mutant p53 level，lymph node metastasis and TNM staging［J］.World J Gastroenterol，2009，15（18）：2228－2233.

［13］ Ren J，Wang Y，Gao Y，et al.FAT10 mediates the effect of TNF?α in inducing chromosomal instability［J］.J Cell Sci，2011，124（Pt21）：3665－3675.

［14］ Zhang DW，Jeang KT，Lee CG.P53 negatively regulates the expres?sion of FAT10，a gene upregulated in various cancers［J］.Onco?gene，2006，25（16）：2318－2327.

［15］ Lukasiak S，Schiller C，Oehlschlaeger P，et al.Proinflammatory cytokines cause FAT10 upregulation in cancers of liver and colon［J］.Oncogene，2008，27（46）：6068－6074.

［16］ Liu L，Dong Z，Liang J，et al.As an independent prognostic factor，F(xiàn)AT10 promotes hepatitis B virus?related hepatocellular carcinoma progression via Akt／GSK3β pathway［J］.Oncogene，2014，33（7）：909－920.

［17］ Hutchinson JN，Jin J，Cardiff RD，et al.Activation of Akt?1（PKB－alpha） can accelerate ErbB?2?mediated mammary tumorigenesis but suppresses tumor invasion［J］.Cancer Res，2004，64（9）：3171－3178.

［18］ Cheng JC，Auersperg N，Leung PC.Inhibition of p53 induces inva?sion of serous borderline ovarian tumor cells by accentuating PI3K／Akt?mediated suppression of E?cadherin ［ J］.Oncogene，2011，30（9）：1020－1031.

［19］ Riggio M，Polo ML，Blaustein M，et al.PI3K／AKT pathway regu?lates phosphorylation of steroid receptors，hormone independence and tumor differentiation in breast cancer［J］.Carcinogenesis，2012，33（3）：509－518.

［20］ Bakirtzi K，hatziapostolou M，Karagiannides I，et al.Neurotensin signaling activates microRNAs?21 and ?155 and Akt，promotes tumor growth in mice，and is increased in human colon tumors［J］.Gastro?enterology，2011，141（5）：1749－1761.

［21］ Shimura T，Kakuda S，Ochiai Y，et al.Acquired radioresistance of human tumor cells by DNA?PK／AKT／GSK3β?mediated cyclinD1 overexpression［J］.Oncogene，2010，29（34）：4826－4837.

［22］ Pez F，Dayan F，Durivault J，et al.The HIF?1?inducible lysyl oxidase activates HIF?1 via the Akt pathway in a positive regulation loop and synergizes with HIF?1 in promoting tumor cell growth［J］.Cancer Res，2011，71（5）：1647－1657.

［23］ Kannaiyan R，Manu KA，Chen L，et al.Celastrol inhibits tumor cell proliferation and promotes apoptosis through the activation of c?Jun N?terminal kinase and suppression of PI3K／Akt signaling pathways［J］.Apoptosis，2011，16（10）：1028－1041.

［24］ Dey JH，Bianchi F，Voshol J，et al.Targeting fibroblast growth factor receptors blocks PI3K／AKT signaling，induces apoptosis，and impairs mammary tumor outgrowth and metastasis［J］.Cancer Res，2010，70（10）：4151－4162.

［25］ Majewska E，Szeliga M.AKT／GSK3β signaling in glioblastoma［J］.Neurochem Res，2017，42（3）：918－924.

［26］ Chen G，Yue Y，Qin J，et al.Plumbagin suppresses the migration and invasion of glioma cells via downregulation of MMP?2／9 expres?sion and inaction of PI3K／Akt signaling pathway in vitro［J］.J Phar?macol Sci，2017，134（1）：59－67.

［27］ Salphati L，Alicke B，Heffron TP，et al.Brain distribution and effi?cacy of the brain penetrant PI3K inhibitor GDC?0084 in orthotopic mouse models of human glioblastoma［J］.Drug Metab Dispos，2016，44（12）：1881－1889.

［28］ Schultz CR，Golembieski WA，King DA，et al.Inhibition of HSP27 alone or in combination with pAKT inhibition as therapeutic approa?ches to target SPARC?induced glioma cell survival［J］.Mol Cancer，2012，11：20.

［29］ To C，Roy A，Chan E，et al.Synthetic triterpenoids inhibit GSK3β activity and localization and affect focal adhesions and cell migration［J］.Biochim Biophys Acta，2017，1864（7）：1274－1284.

［30］ Chen YG，Li Z，Wang XF.Where PI3K／Akt meets Smads：the crosstalk determines human embryonic stem cell fate［J］.Cell Stem Cell，2012，10（3）：231－232.

［31］ Zhou W，Wang L，Gou SM，et al.ShRNA silencing glycogen syn?thase kinase?3 beta inhibits tumor growth and angiogenesis in pancre?atic cancer［J］.Cancer Lett，2012，316（2）：178－186.

［32］孫異春.GSK?3β在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中的表達(dá)初步研究［D］.廣州：廣州醫(yī)學(xué)院，2010.

［33］葉元?jiǎng)?，詹仁雅，?鷹.Cyclin D1在顱腦膠質(zhì)瘤中表達(dá)及細(xì)胞周期表達(dá)模式的研究［J］.浙江臨床醫(yī)學(xué)，2005，7（9）：899－900.

［34］涂艷陽(yáng)，祁 婧，張永生.膠質(zhì)瘤中分子標(biāo)記物的應(yīng)用進(jìn)展［J］.轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)電子雜志，2016，3（7）：1－5.

［35］ Wenzel ES，Singh ATK.Cell?cycle checkpoints and Anenploidy on the path to cancer［J］.In Vivo，2018，32（1）：1－5.

［36］ Casimiro MC，Di Sante G，Di Rocco A，et al.Cyclin D1 restrains oncogene?induced autophagy by regulating the AMPK?LKB1 signa?ling axis［J］.Cancer Res，2017，77（13）：3391－3405.

［37］官 娟，占昌友.腦膠質(zhì)瘤診斷的分子遺傳學(xué)研究進(jìn)展［J］.轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)電子雜志，2017，4（7）：7－10.

［38］ Lubanska D，Porter L.Revisiting CDK inhibitors for treatment of glioblastoma multiforme［J］.Drugs R D，2017，17（2）：255－263.

［39］ Yang SF，Chang CW，Wei RJ，et al.Involvement of DNA damage response pathways in hepotocellular carcinoma［J］.Biomed Res Int，2014，2014：153867.