Bcl—2與腫瘤轉(zhuǎn)移的研究進(jìn)展

劉蕾 李硯 王莎莎

[摘要] 轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤最主要的生物學(xué)特性之一，是危及患者生命的主要原因。Bcl-2分子一直以來(lái)被認(rèn)為是抗凋亡的關(guān)鍵因子，但近期研究表明Bcl-2分子在促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移中也發(fā)揮重要作用。本文從細(xì)胞水平、動(dòng)物模型和臨床樣本三個(gè)方面，針對(duì)Bcl-2分子在調(diào)節(jié)細(xì)胞遷移、侵襲和腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用及相關(guān)分子機(jī)制進(jìn)行論述，并對(duì)以Bcl-2分子為靶標(biāo)的治療策略進(jìn)行展望，期望為抑制腫瘤轉(zhuǎn)移提供依據(jù)。

[關(guān)鍵詞] Bcl-2；腫瘤轉(zhuǎn)移；MicroRNA

[中圖分類(lèi)號(hào)] R736.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-7210（2018）03（a）-0040-04

[Abstract] Metastasis is one of the most important biological characteristics of malignant tumor， and it is the main risk factor to the patient's life. Bcl-2 is considered as a key factor in anti-apoptosis， but recent studies show that Bcl-2 may play an important role in promoting tumor metastasis. In this paper， review the function of bcl-2 in regulating cell migration， invasion and tumor metastasis and discuss associated molecular mechanism in cellular， animal models and patients levels， and also make a prospect for the therapeutic strategy to target Bcl-2， in order to provide a basis for the inhibition of tumor metastasis.

[Key words] Bcl-2； Tumor metastasis； MicroRNA

轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤最主要的生物學(xué)特性之一，是危及患者生命的主要原因。有研究發(fā)現(xiàn)，超過(guò)90%的癌癥患者死于腫瘤轉(zhuǎn)移[1]。腫瘤轉(zhuǎn)移是一個(gè)復(fù)雜的、多步驟的過(guò)程，涉及到腫瘤細(xì)胞的增殖，對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)的消化，與間質(zhì)微環(huán)境的相互作用，隨血液或淋巴系統(tǒng)的播散以及在靶器官重新定植等，因此腫瘤轉(zhuǎn)移成為腫瘤治療的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

Bcl-2家族蛋白是一類(lèi)膜整合蛋白，主要定位于線粒體外膜，通過(guò)調(diào)節(jié)膜通透性調(diào)控細(xì)胞命運(yùn)。根據(jù)Bcl-2家族蛋白在調(diào)控細(xì)胞命運(yùn)中的作用可以將其分為兩類(lèi)，一類(lèi)是抗凋亡成員，如：Bcl-2、Bcl-XL、Bcl-W、Mcl-1、Bfl-1/A1等；另一類(lèi)是促凋亡成員，如：Bax、Bak、Bok、Bad、Bid、Bik、Bim、Bmf、Hrk、Noxa、Puma等[2]。在多種類(lèi)型腫瘤細(xì)胞中，Bcl-2家族抗凋亡成員的表達(dá)常上調(diào)，而促凋亡成員的表達(dá)常下調(diào)。

雖然Bcl-2家族蛋白一直以來(lái)被認(rèn)為是調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵因子，但從上個(gè)世紀(jì)90年代末開(kāi)始，Sierra等[3]發(fā)現(xiàn)Bcl-2家族中的抗凋亡重要成員Bcl-2蛋白的功能不僅局限于調(diào)控細(xì)胞死亡，其在調(diào)節(jié)細(xì)胞遷移、侵襲和腫瘤轉(zhuǎn)移中也發(fā)揮著重要作用，隨后的一系列研究也證實(shí)了這一觀點(diǎn)。本文針對(duì)Bcl-2分子在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用，從細(xì)胞水平、動(dòng)物模型以及臨床樣本三個(gè)方面進(jìn)行論述，并對(duì)以Bcl-2分子為靶標(biāo)的治療策略進(jìn)行展望。

1 Bcl-2分子促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的細(xì)胞水平研究

Bcl-2在多種腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)，包括乳腺癌[4]、膠質(zhì)瘤[5]、神經(jīng)母細(xì)胞瘤[6]、黑色素瘤[7]、鱗狀細(xì)胞癌[8]、肺癌[9]、結(jié)直腸癌[10]等，Bcl-2高表達(dá)能增強(qiáng)這些細(xì)胞的遷移和侵襲潛能。當(dāng)Bcl-2表達(dá)水平降低，細(xì)胞侵襲能力也一致降低[10]，說(shuō)明Bcl-2在促進(jìn)細(xì)胞侵襲中發(fā)揮作用。Bcl-2促進(jìn)細(xì)胞遷移和侵襲的功能在正常細(xì)胞中也被證實(shí)，在血管平滑肌細(xì)胞中過(guò)表達(dá)Bcl-2能提高細(xì)胞侵襲能力[11]，在內(nèi)皮細(xì)胞中過(guò)表達(dá)Bcl-2顯著提高黏附分子的表達(dá)和結(jié)合腫瘤細(xì)胞的能力[12]。然而，在某些細(xì)胞類(lèi)型中，Bcl-2高表達(dá)并不是誘導(dǎo)侵襲的充分條件，還需和其他分子共表達(dá)促進(jìn)細(xì)胞遷移和侵襲，例如在神經(jīng)母細(xì)胞瘤中Bcl-2與N-Myc共表達(dá)[6]，在血管平滑肌細(xì)胞中Bcl-2與C-Myc共表達(dá)[11]，在肝細(xì)胞癌中Bcl-2與Twist-1共表達(dá)[13]從而促進(jìn)細(xì)胞遷移和侵襲。同時(shí)，一些特殊的環(huán)境也是Bcl-2促進(jìn)細(xì)胞侵襲必需的，例如黑色素瘤細(xì)胞中Bcl-2高表達(dá)并暴露于缺氧條件下可提高細(xì)胞侵襲能力[7]，說(shuō)明Bcl-2促進(jìn)細(xì)胞遷移和侵襲的活性依賴(lài)于不同的細(xì)胞類(lèi)型和環(huán)境。

腫瘤轉(zhuǎn)移機(jī)制與多條分子途徑相關(guān)，其中自分泌細(xì)胞基質(zhì)降解相關(guān)蛋白，如基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）的異常表達(dá)與腫瘤轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。Bcl-2在乳腺癌[4]、膠質(zhì)瘤[5]、神經(jīng)母細(xì)胞瘤[6]、黑色素瘤[7]、鱗狀細(xì)胞癌[8]、肺癌[9]和血管平滑肌細(xì)胞[11]中高表達(dá)，可增強(qiáng)MMP-2、MMP-9和uPA的表達(dá)和活性。Bcl-2誘導(dǎo)的MMP-2和MMP-9過(guò)表達(dá)在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中由Furin和TGF-β介導(dǎo)[5]，在鱗狀細(xì)胞癌中由N-cadherin/FGF受體/ERK信號(hào)通路介導(dǎo)[8]，在肺癌細(xì)胞中由AP-1介導(dǎo)[9]。

上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）也是腫瘤轉(zhuǎn)移中的重要環(huán)節(jié)，被多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)節(jié)，而Twist-1是這些通路中最重要的轉(zhuǎn)錄因子之一。Sun等[13]發(fā)現(xiàn)Bcl-2可結(jié)合在轉(zhuǎn)錄因子Twist-1上，促進(jìn)Twsit-1入核，增強(qiáng)Twist-1在EMT中的作用，從而啟動(dòng)一系列促進(jìn)細(xì)胞遷移、侵襲和腫瘤轉(zhuǎn)移的基因轉(zhuǎn)錄激活。同時(shí)，共表達(dá)Bcl-2和Twist-1可通過(guò)調(diào)節(jié)EMT在血管生成擬態(tài)中的作用發(fā)揮促轉(zhuǎn)移功能。本文前期研究發(fā)現(xiàn)，Bcl-2通過(guò)促進(jìn)EMT提高胃癌細(xì)胞的體外遷移和侵襲能力，并且Bcl-2的表達(dá)受到核轉(zhuǎn)錄因子Nr5a2的調(diào)控。

2 Bcl-2分子促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的動(dòng)物模型研究

與細(xì)胞水平的研究結(jié)果一致，研究者還在一系列動(dòng)物模型中證實(shí)了Bcl-2促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的作用。當(dāng)過(guò)表達(dá)Bcl-2的乳腺癌細(xì)胞通過(guò)尾靜脈或腿肌注射裸鼠，其肺轉(zhuǎn)移能力顯著高于對(duì)照組乳腺癌細(xì)胞[4]。而且，在BALB/c小鼠乳腺癌模型中，過(guò)表達(dá)Bcl-2能加速腫瘤肺轉(zhuǎn)移[14]。在鱗癌細(xì)胞中過(guò)表達(dá)Bcl-2并尾靜脈注射BALB/c雌鼠，6周后肺轉(zhuǎn)移灶的數(shù)量和面積顯著高于注射對(duì)照組細(xì)胞的小鼠[8]。Duan等[15]利用人舌鱗癌細(xì)胞構(gòu)建小鼠原位瘤模型，驗(yàn)證Bcl-2/Twist1缺失在抑制腫瘤生長(zhǎng)和EMT進(jìn)程中的作用，發(fā)現(xiàn)敲降Bcl-2/Twist1可抑制細(xì)胞遷移，降低細(xì)胞侵襲能力，并且逆轉(zhuǎn)細(xì)胞EMT進(jìn)程。在非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞系中過(guò)表達(dá)Bcl-2，通過(guò)足墊注射BALB/c裸鼠構(gòu)建自發(fā)轉(zhuǎn)移模型，3個(gè)月后注射Bcl-2高表達(dá)細(xì)胞的小鼠肺轉(zhuǎn)移灶數(shù)量顯著高于注射對(duì)照細(xì)胞的小鼠[9]。Qian等[16]利用兔惡性骨腫瘤模型探索Bcl-2與原發(fā)性骨腫瘤發(fā)生與轉(zhuǎn)移的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)與正常對(duì)照相比，隨著腫瘤細(xì)胞接種時(shí)間延長(zhǎng)，Bcl-2在接種部位周?chē)M織的表達(dá)水平顯著增加。并且接種2、4、6周后，Bcl-2在肺、腎和膀胱內(nèi)出現(xiàn)明顯的陽(yáng)性表達(dá)，提示Bcl-2可能直接參與原發(fā)性骨腫瘤轉(zhuǎn)移。與健康對(duì)照相比，頭頸部腫瘤患者血樣中含有更多Bcl-2陽(yáng)性表達(dá)的循環(huán)內(nèi)皮細(xì)胞（circulating endothelial cells，CECs），為探明患者血樣中CECs的來(lái)源，Yadav等[12]利用SCID小鼠原位癌模型，同時(shí)接種GFP標(biāo)記的內(nèi)皮細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)激活的CECs（Bcl-2陽(yáng)性表達(dá)的CECs）從腫瘤原發(fā)部位釋放并與腫瘤細(xì)胞一起向遠(yuǎn)端部位遷移，并且將腫瘤細(xì)胞與過(guò)表達(dá)Bcl-2的內(nèi)皮細(xì)胞共同注射小鼠，腫瘤肺轉(zhuǎn)移能力顯著高于腫瘤細(xì)胞與對(duì)照內(nèi)皮細(xì)胞共同注射小鼠，而且過(guò)表達(dá)Bcl-2的內(nèi)皮細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤轉(zhuǎn)移與腫瘤血管生成增加直接相關(guān)[17]。

3 Bcl-2分子促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的臨床樣本分析

近年來(lái)，越來(lái)越多基于臨床樣本的分析結(jié)果提示Bcl-2在腫瘤轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用。在結(jié)直腸癌中，Bcl-2的表達(dá)水平與腫瘤轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。Bcl-2在結(jié)直腸癌患者腫瘤組織中的表達(dá)高于正常對(duì)照組織[18]，其表達(dá)與結(jié)直腸癌的分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和浸潤(rùn)深度密切相關(guān)[19]。并且，Bcl-2在結(jié)直腸癌組織中的表達(dá)與結(jié)直腸癌的肝轉(zhuǎn)移情況正相關(guān)[20]。Huang等[21]在結(jié)直腸癌患者外周血DNA中分析Bcl-2基因編碼區(qū)單核苷酸多態(tài)性與結(jié)直腸癌發(fā)生與預(yù)后的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)Bcl-2 rs1800477A/G多態(tài)性與結(jié)直腸癌的發(fā)生相關(guān)，而且GG基因型可能是結(jié)直腸癌復(fù)發(fā)與轉(zhuǎn)移的危險(xiǎn)因素。

在乳腺癌中，Bcl-2在腫瘤組織中的表達(dá)水平與乳腺癌淋巴管浸潤(rùn)相關(guān)[22]。在激素非依賴(lài)型乳腺浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌中，Bcl-2表達(dá)陽(yáng)性組病例比陰性組具有更大的腋窩淋巴結(jié)，更多的轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)數(shù)量，也具有更高的死亡率[23]。然而，在LuminalA型乳腺浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌組織中，單獨(dú)的Bcl-2表達(dá)水平對(duì)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移無(wú)影響，聯(lián)合細(xì)胞核分級(jí)、淋巴管浸潤(rùn)、Bcl-2表達(dá)升高、Caspase-3和SIRT1表達(dá)降低這5個(gè)變量，對(duì)于淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移才具有較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)性[24]。

在鱗癌中，口腔鱗狀細(xì)胞癌患者腫瘤組織中Bcl-2與Twist1相互作用，其高表達(dá)與病理分級(jí)和腫瘤不良預(yù)后相關(guān)，并且兩者作為一個(gè)復(fù)合體發(fā)揮功能[15]。在喉鱗狀細(xì)胞癌中，Bcl-2高表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和侵襲相關(guān)[25]。喉癌組織中Bcl-2和Hsp90β相互作用，其表達(dá)與腫瘤分化、臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，并且阻遏Bcl-2和Hsp90β的相互作用可抑制喉癌中Bcl-2抗凋亡活性，這對(duì)更好地理解由Bcl-2引起的腫瘤形成、腫瘤細(xì)胞存活以及腫瘤轉(zhuǎn)移進(jìn)展具有重要意義[26]。

在肺癌中，免疫組織化學(xué)染色發(fā)現(xiàn)Bcl-2在正常肺組織中的陽(yáng)性率為0，而在肺腺癌組織中的陽(yáng)性率為4.23%，Bcl-2蛋白在同樣的部位表達(dá)模式不同，表現(xiàn)出顯著的異質(zhì)性，并且具有Bcl-2異質(zhì)性的患者顯示出更高的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率和臨床分期[27]。而且，在肺癌樣本從浸潤(rùn)前病變進(jìn)展到浸潤(rùn)性癌的過(guò)程中，Bcl-2上調(diào)尤為明顯[28]。

在其他腫瘤類(lèi)型中，Bcl-2表達(dá)水平也與腫瘤轉(zhuǎn)移正相關(guān)。膀胱尿路上皮癌組織中，Bcl-2在轉(zhuǎn)移的淋巴結(jié)中高表達(dá)的頻率顯著大于在原發(fā)性腫瘤中的表達(dá)，Bcl-2在初治患者原發(fā)性膀胱癌中的高表達(dá)與化療效果不佳有關(guān)[29]。在胃癌手術(shù)患者腫瘤組織中發(fā)現(xiàn)Bcl-2的陽(yáng)性率為55.7%，其表達(dá)情況與浸潤(rùn)深度及局部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，Bcl-2表達(dá)陽(yáng)性的病例中，T3期和T4期胃癌患者比例以及發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者的比例顯著高于Bcl-2表達(dá)陰性的病例[30]。Bcl-2在宮頸癌組織中的表達(dá)顯著高于正常宮頸、慢性宮頸炎及宮頸上皮內(nèi)瘤樣病變組織，Bcl-2表達(dá)水平與臨床分期呈正相關(guān)，與分化程度呈負(fù)相關(guān)，Bcl-2高表達(dá)可促進(jìn)宮頸癌進(jìn)展與轉(zhuǎn)移[31]。在轉(zhuǎn)移型皮膚基底細(xì)胞癌組織中發(fā)現(xiàn)70%的患者Bcl-2著色陽(yáng)性[32]。在頭頸部腫瘤患者中，Bcl-2在腫瘤相關(guān)血管中高表達(dá)，腫瘤血管中Bcl-2表達(dá)水平升高與患者轉(zhuǎn)移狀態(tài)直接相關(guān)，提示Bcl-2在腫瘤相關(guān)內(nèi)皮細(xì)胞中高表達(dá)可能通過(guò)促進(jìn)腫瘤血管生成，血管滲漏以及腫瘤細(xì)胞侵襲能力，從而促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移[17]。

4 靶向Bcl-2抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的研究

由于Bcl-2在腫瘤轉(zhuǎn)移中具有重要作用，靶向降低Bcl-2表達(dá)的手段受到廣泛關(guān)注，目前針對(duì)抑制Bcl-2表達(dá)的研究主要集中在兩方面，一方面是發(fā)現(xiàn)靶向抑制Bcl-2表達(dá)的microRNA，另一方面是針對(duì)Bcl-2的小分子藥物研究。腫瘤的很多生物學(xué)過(guò)程都圍繞著microRNA展開(kāi)，Yang等[18]發(fā)現(xiàn)has-miR-195通過(guò)抑制Bcl-2表達(dá)抑制結(jié)腸癌細(xì)胞體外侵襲能力。在骨肉瘤細(xì)胞中外源性過(guò)表達(dá)miR-326可直接靶向抑制Bcl-2基因表達(dá)，抑制骨肉瘤細(xì)胞增殖、遷移與侵襲，并且miR-326在人原發(fā)骨肉瘤組織中的表達(dá)顯著低于正常對(duì)照組織，miR-326低表達(dá)的患者更傾向于發(fā)生遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移，具有更高的臨床分期以及更短的生存期[33]。miR-219-5p在黑色素瘤組織和細(xì)胞系中的表達(dá)明顯低于正常對(duì)照，并且與Bcl-2蛋白水平負(fù)相關(guān)，熒光素酶報(bào)告基因分析揭示Bcl-2 mRNA是miR-219-5p精確的結(jié)合靶標(biāo)，上調(diào)miR-219-5p可通過(guò)靶向抑制Bcl-2表達(dá)從而抑制黑色素瘤生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移并提高黑色素瘤細(xì)胞的化療敏感性[34]。Kamath等[35]設(shè)計(jì)了一系列與Bcl-2和Bcl-xL結(jié)合的小分子化合物，體外實(shí)驗(yàn)證明小分子化合物5 g可通過(guò)抑制Bcl-2和Bcl-xL從而誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞凋亡并抑制細(xì)胞遷移，具有治療乳腺癌的潛能。以Bcl-2為靶標(biāo)的microRNA及小分子化合物的發(fā)現(xiàn)，有望為抑制腫瘤轉(zhuǎn)移提供新的治療策略。

Bcl-2分子一直以來(lái)被認(rèn)為是關(guān)鍵的抗凋亡因子，隨著B(niǎo)cl-2在腫瘤轉(zhuǎn)移中作用的發(fā)掘，有望為腫瘤治療和抑制轉(zhuǎn)移提供新的思路。但目前Bcl-2促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的具體分子機(jī)制尚未完全明確，針對(duì)Bcl-2的靶向藥物研發(fā)也有待突破，因此還需要研究者進(jìn)行大量的工作。

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