自 噬 與 鼻 咽 癌 關 系 的 研 究 進 展▲

藺 婷 周芳亮 羅晶婧 范婧瑩 何迎春1，2，

(湖南中醫(yī)藥大學1 中醫(yī)藥防治眼耳鼻咽喉疾病湖南省重點實驗室，2 湖南省中醫(yī)藥防治眼耳鼻咽喉疾病與視功能保護工程技術研究中心，3 中西醫(yī)結合學院，4 醫(yī)學院，長沙市 410208，電子郵箱:linting17@126.com)

【提要】 細胞自噬是一種程序化的細胞內(nèi)降解機制，是細胞通過溶酶體降解其自身胞質(zhì)成分的過程。已有研究證實自噬與多種惡性腫瘤關系密切，且自噬對腫瘤具有促進和抑制的雙重作用。鼻咽癌是一種上皮源性惡性腫瘤，絕大多數(shù)屬于低分化鱗狀細胞癌，惡性程度高。研究表明，自噬在鼻咽癌中具有重要的作用。本文對自噬與腫瘤的關系及自噬與鼻咽癌的關系進行綜述。

鼻咽癌是由鼻咽部上皮細胞在各種因素的刺激下發(fā)生諸多基因和表觀遺傳變異所致，基因和表觀遺傳的變異涉及細胞內(nèi)在機制以及細胞周圍微環(huán)境的改變。鼻咽癌是目前世界上發(fā)病率、復發(fā)率和死亡率均較高的惡性腫瘤之一[1-3]。我國兩廣地區(qū)鼻咽癌發(fā)病率和死亡率比西歐國家高出數(shù)十倍[4-6]，而說廣東話及定居國外常說廣東語的人群患鼻咽癌的概率高于其他語言人群[7]。日常飲食習慣(如常吃腌制肉類食物)、生活環(huán)境、EB病毒和基因遺傳等因素也與鼻咽癌的發(fā)生密切相關[8]。由于鼻咽癌的發(fā)病機制尚不明了[9]，因此該病的治愈率低、死亡率高。鼻咽癌的發(fā)病人群主要集中在中老年人[10]，其發(fā)病率日益上升，由此帶來的癌癥負擔也不斷增加。目前研究證實，自噬在鼻咽癌的發(fā)生發(fā)展過程中具有抑癌和促癌的雙重性[11]。對細胞自噬深入研究不但有助于認識鼻咽癌，同時有望為有效治療鼻咽癌提供新策略。本文對自噬與鼻咽癌的雙重作用進行綜述。

1 自 噬

自噬是細胞內(nèi)能量代謝和自我更新的經(jīng)典機制，在生物發(fā)育和維持機體穩(wěn)態(tài)過程中發(fā)揮重要作用，廣泛存在于人體的正常細胞和惡性腫瘤細胞中[12]。自噬是真核細胞在饑餓、營養(yǎng)缺乏等環(huán)境下所做出的一種應激反應，即通過消耗細胞器或細胞質(zhì)蛋白給細胞本身提供足夠的能量以維持細胞代謝平衡及細胞環(huán)境穩(wěn)定[13]。自噬的發(fā)生過程為：由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體等膜結構形成的雙層膜或單層膜將細胞器(如線粒體、過氧化物酶體等)或蛋白質(zhì)等物質(zhì)包裹[14]，形成自噬體，也稱為初始自噬泡；隨后溶酶體與自噬體外膜融合形成自噬溶酶體[15]，最后膜內(nèi)包裹的物質(zhì)被自噬溶酶體內(nèi)的酶降解[16]。在細胞自噬早期階段，線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)最先被破壞，隨著外界因素的持續(xù)刺激，細胞自噬過程延續(xù)，細胞膜和細胞核最終也被破壞降解。細胞自噬可分為大自噬、小自噬和分子伴侶介導的自噬[17-18]，它們通過清理細胞內(nèi)受損、變性、衰老和失去功能的細胞器和變性蛋白質(zhì)等，及維持細胞內(nèi)物質(zhì)循環(huán)，而在正常細胞的生理功能、誘導細胞癌變過程中發(fā)揮重要作用[18-19]。

越來越多的研究表明，微管相關蛋白1輕鏈3(microtubule associated protein 1 light chain3，MAP1LC3，簡稱LC3)可作為自噬標志分子，其活性與自噬水平呈正相關[20-21]。LC3作為自噬相關基因(autophagy-related gene，ATG)8的同源蛋白，以LC3-Ⅰ和LC3-Ⅱ兩種形式分別存在于細胞質(zhì)和自噬體膜上[22]。當細胞發(fā)生自噬時，細胞內(nèi)的LC3被ATG4B剪切成LC3-Ⅰ，然后與磷脂以酰胺共價鍵結合形成 LC3-Ⅱ，并聚集在自噬體膜上[23]。隨著自噬過程中自噬體的形成增多，LC3-Ⅱ的表達量增加[24]。Beclin1是酵母自噬基因ATG6的同系物，其可調(diào)控ATG蛋白定位到前自噬體，是參與自噬過程的關鍵蛋白[25]。已有研究證實上調(diào)Beclin1蛋白表達可促進自噬的發(fā)生[26]。Zhang等[27]發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇誘導肺癌A549細胞自噬過程中，LC3-Ⅱ蛋白表達明顯增加。Li等[28]在順鉑誘導骨肉瘤MG63細胞自噬中發(fā)現(xiàn)，LC3-Ⅱ和Beclin1蛋白表達較不加順鉑的正常完全培養(yǎng)液培養(yǎng)的MG63細胞增加。研究表明，哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)是調(diào)節(jié)細胞增殖和細胞周期的重要信號分子，以該分子為靶點的磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B，Akt)/mTOR信號通路與細胞自噬密切相關[29]，該信號通路可負反饋調(diào)節(jié)細胞自噬[30-31]。Jiang等[32]在關于羥基紅花黃色素A誘導人單核細胞白血病THP-1細胞自噬的研究中發(fā)現(xiàn)，在羥基紅花黃色素A作用下THP-1細胞的LC3-Ⅱ和Beclin1蛋白表達上升，P62蛋白表達下降，且磷酸化mTOR和磷酸化AKT蛋白表達下降，表明羥基紅花黃色素A通過下調(diào)PI3K/Akt/mTOR信號通路誘導THP-1細胞發(fā)生自噬。Li等[33]對肺炎鏈球菌誘導A549細胞自噬的作用機制進行研究發(fā)現(xiàn)，磷酸化PI3K、AKT和mTOR蛋白表達均顯著下降。

2 自噬與腫瘤的關系

研究表明，自噬與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關，其參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移和能量代謝等諸多過程[34]。

2.1 自噬對腫瘤的抑制作用 自日本科學家Matsuura等在酵母中發(fā)現(xiàn)了自噬過程并克隆出第一個自噬基因Apg1p(哺乳動物同源基因Atg1)起[35]，自噬開始成為生命科學研究中繼凋亡之后的又一熱點。隨后Liang等[36]在哺乳動物中克隆出第一個自噬基因Beclin1，并發(fā)現(xiàn)Beclin1蛋白在乳腺癌細胞中的表達遠遠低于正常乳腺上皮細胞，提示Beclin1的高表達可促進人乳腺癌細胞發(fā)生自噬并抑制其體內(nèi)外成瘤的能力。Fu等[37]發(fā)現(xiàn)激活Beclin1蛋白可以誘導細胞自噬，進而抑制腫瘤的發(fā)生。Lewinska等[38]的研究結果也表明高表達的Beclin1能夠減緩腫瘤細胞的生長，抑制人乳腺癌細胞MCF-7細胞、MDA-MB-231細胞、SK-BR-3細胞周期的進程。Degenhardt等[39]發(fā)現(xiàn)自噬有利于腎上皮細胞在代謝壓力下存活，同時還能抑制細胞炎癥反應。這是自噬具有抑制炎癥反應作用的首次報道。Saitoh等[40]發(fā)現(xiàn)，小鼠中自噬相關基因ATG16L1缺失會導致炎癥因子白細胞介素-1β和白細胞介素IL-18合成增多。炎癥微環(huán)境通過提供促存活因子、促生長因子及促血管生成因子等促進細胞轉(zhuǎn)化，從而誘發(fā)腫瘤生長[41]?？录鸭训萚42]發(fā)現(xiàn)，自噬被抑制后，HepG2細胞凋亡明顯減少，增殖能力降低，提示自噬在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中具有促進細胞凋亡和抑制腫瘤生長的作用。細胞自噬具有抑制腫瘤發(fā)生發(fā)展的作用不僅見于肝癌，還見于肺癌、膀胱癌、膠質(zhì)瘤等惡性腫瘤[43-45]。

2.2 自噬對腫瘤的促進作用 雖然大量的研究證明自噬對腫瘤的發(fā)生具有抑制作用，但仍有一部分的研究結果顯示自噬能提高腫瘤細胞應對壓力的能力和代謝適應性[46]。一定水平的自噬對腫瘤細胞的存活和發(fā)展具有重要意義[47]。在腫瘤早期，自噬可清除衰老細胞中的損傷細胞器，進而阻止染色體變異，抑制腫瘤發(fā)生的啟動[48]。2003年，Qu等[49]對Beclin1的研究發(fā)現(xiàn)，Beclin1基因缺失的小鼠發(fā)生肺癌和淋巴癌的時間較野生型小鼠早，并且Beclin1基因缺失的小鼠還會自發(fā)肝癌并促進HBV誘導的肝臟癌前病變組織的惡性進程。Yue等[50]的研究也證實，Beclin1雜合性基因缺失會顯著增加小鼠自發(fā)腫瘤的概率。除了自噬基因Beclin1及其相關蛋白外，其他ATGs也同樣受到學者們的廣泛關注。例如Takamura等[51]發(fā)現(xiàn)敲除小鼠肝臟特異性ATG7及嵌合ATG5等均導致小鼠出現(xiàn)自發(fā)性肝癌。魏亮等[52]對膀胱癌BIU-87細胞進行研究發(fā)現(xiàn)，自噬抑制后，BIU-87細胞出現(xiàn)凋亡高峰。同時還有學者在膠質(zhì)瘤U251細胞[53]、胃癌GC-7901和BGC-823細胞[54]以及人肝癌SMMC-7721細胞[55]的研究中發(fā)現(xiàn)，自噬可通過保護腫瘤細胞和減少腫瘤細胞凋亡來促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

3 自噬與鼻咽癌的雙重關系

自噬對鼻咽癌的發(fā)生發(fā)展具有重要影響，這為鼻咽癌的治療開辟了新思路。研究表明，自噬對鼻咽癌細胞的增殖和生長具有促進作用：Wang等[56]認為，鼻咽癌CNE-2細胞在放療過程產(chǎn)生的自噬可提高CNE-2細胞的存活率，從而對CNE-2細胞起到保護作用，但是在體外抑制自噬后其卻能增加CNE-2細胞對放療的敏感性，減少CNE-2細胞的存活率；宋樂樂等[57]的研究表明，自噬抑制劑3-甲基腺嘌呤能明顯增強鼻咽癌細胞對放療和化療的敏感性；Chow等[58]發(fā)現(xiàn)，次黃芩素可誘導鼻咽癌細胞發(fā)生凋亡和自噬，誘發(fā)的自噬可通過抑制mTOR/P70S6K激酶通路而抑制鼻咽癌細胞凋亡。

此外，自噬對鼻咽癌細胞的增殖和生長具有抑制作用。盧小迪等[59-61]發(fā)現(xiàn)，經(jīng)磷酸腺苷激活的蛋白激酶活化抑制劑處理，可降低鼻咽癌CNE-2細胞自噬標志物 LC3的表達水平，減少自噬小體；對經(jīng)此抑制劑處理的CNE-2細胞進行X線照射，可促進CNE-2細胞凋亡，這表明CNE-2細胞自噬受抑制后其放射敏感性增強、細胞凋亡增加。秦鑫等[62]發(fā)現(xiàn)食管癌相關基因ECRG4的高表達可以增強自噬標志蛋白LC3的表達，并增強人鼻咽癌細胞株CNE1對順鉑的敏感性，說明自噬活化后有助于增強鼻咽癌對順鉑的敏感性，抑制腫瘤細胞的增殖和生長。Cai等[63]在針對鼻咽癌的研究中發(fā)現(xiàn)，二芳基喹啉化合物STM-57可以通過增加三磷酸腺苷的消耗、改變線粒體膜的通透性和增加細胞內(nèi)鈣離子的濃度等方式誘導鼻咽癌CNE-2細胞發(fā)生自噬，其發(fā)生自噬的機制依賴于Akt/mTOR信號通路；STM-57誘導的自噬可促進鼻咽癌細胞死亡。這提示自噬對鼻咽癌細胞具有抑制生長和促進凋亡作用。Li等[64]的研究表明，神經(jīng)酰胺及抗腫瘤藥物拓撲替康可通過激活c-Jun氨基末端激酶信號通路誘導鼻咽癌CNE-2細胞自噬。

4 展 望

大量研究證實自噬與鼻咽癌的發(fā)生發(fā)展、治療和預后密切相關，但是目前針對自噬與鼻咽癌關系的研究報道較少，自噬對鼻咽癌的作用仍然沒有統(tǒng)一定論，這可能與鼻咽癌的治療藥物不同有關。因此，對自噬與鼻咽癌關系進行深入研究，可以為鼻咽癌的臨床治療提供新思路。