調(diào)節(jié)Nur77信號(hào)通路的抗腫瘤化合物研究進(jìn)展*

鄭文濤，錢(qián)葉荷，胡瓊瑩

（臺(tái)州學(xué)院 醫(yī)學(xué)院，浙江 臺(tái)州 318000）

核受體是一類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子超家族，在人體組織中廣泛表達(dá)，參與人體的生長(zhǎng)發(fā)育、新陳代謝、細(xì)胞分化等生理過(guò)程，核受體功能失調(diào)與多種疾病的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，如糖尿病、心血管疾病、腫瘤等［1］。核受體依據(jù)其配體的不同分為三類(lèi)，包括“類(lèi)固醇激素受體”、“非類(lèi)固醇激素受體”、“孤兒核受體”，一部分核受體被歸類(lèi)為“孤兒核受體”，是因?yàn)樗鼈兊奶禺愋泽w內(nèi)配體至今未知［2］。這一特性使得孤兒核受體通過(guò)獨(dú)特的作用機(jī)制影響著人體健康，受到了格外關(guān)注。

Nur77（也稱(chēng)為T(mén)R3/NR4A1/NGFI-B），是NR4A孤兒核受體亞家族的一員，現(xiàn)階段的研究揭示了Nur77是具有潛在開(kāi)發(fā)價(jià)值的抗腫瘤治療新靶點(diǎn)［3-5］。Nur77早在1988年即得到了研究者的關(guān)注［6］。隨后在1994年，Nur77的促凋亡作用首先在誘導(dǎo)T細(xì)胞雜交瘤以及未成熟胸腺細(xì)胞的凋亡中被觀察到［7］。自1998年Li Y發(fā)現(xiàn)AHPN可通過(guò)誘導(dǎo)Nur77表達(dá)來(lái)促進(jìn)人肺癌細(xì)胞凋亡開(kāi)始［8］，Nur77抗腫瘤效應(yīng)研究不斷的得到拓展。雖然Nur77是孤兒核受體，但能被胞內(nèi)或胞外的多種刺激以及特異的激動(dòng)劑或拮抗劑所調(diào)控，影響腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、凋亡、自噬、衰老與免疫等生理調(diào)控過(guò)程［9］。隨著對(duì)Nur77研究的深入，其與腫瘤發(fā)生發(fā)展之間的關(guān)聯(lián)不斷的得到驗(yàn)證，Nur77具有促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖和死亡的雙重作用［10］，同時(shí)一些調(diào)節(jié)Nur77信號(hào)通路的天然或人工化合物被發(fā)現(xiàn)具有良好的抗腫瘤活性［5］。這類(lèi)化合物包括真菌提取物、細(xì)菌提取物、植物提取物以及它們的人工衍生物、化療藥物等。本文就調(diào)節(jié)Nur77信號(hào)通路的抗腫瘤化合物的研究進(jìn)展作一綜述。

1 調(diào)節(jié)Nur77信號(hào)通路化合物

1.1 真菌提取物及其衍生物

真菌在自然界中分布廣泛，從真菌中篩選抗腫瘤藥物具有巨大的潛力和廣闊的前景，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)多種真菌提取物（真菌多糖、凝集素類(lèi)、萜類(lèi)、次級(jí)代謝產(chǎn)物等）通過(guò)不同信號(hào)通路發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)［11］?，F(xiàn)有的研究表明Nur77也可以作為真菌提取物的特異性靶點(diǎn)發(fā)揮抗腫瘤作用。真菌聚酮（Cytosporone B，Csn-B）是從內(nèi)生真菌小穴殼菌中分離出來(lái)的，是Nur77的天然激動(dòng)劑，能夠特異性結(jié)合Nur77的配體結(jié)合域，通過(guò)上調(diào)Nur77的表達(dá)，并促進(jìn)Nur77從細(xì)胞核轉(zhuǎn)位至胞質(zhì)線(xiàn)粒體，誘導(dǎo)凋亡的發(fā)生［12］。隨后為了改進(jìn)Csn-B的抗腫瘤藥理活性，合成了一系列的衍生物。Liu等人的研究報(bào)道這些衍生物具有優(yōu)于母體化合物的Nur77結(jié)合親和力，它們促進(jìn)Nur77結(jié)合在BRE啟動(dòng)子上抑制其轉(zhuǎn)錄活性，下調(diào)BRE的表達(dá)水平，解除了BRE對(duì)死亡受體介導(dǎo)的線(xiàn)粒體凋亡途徑的抑制作用，研究證實(shí)了這類(lèi)衍生物具有更優(yōu)的抗腫瘤活性［13］。

表1 調(diào)節(jié)Nur77信號(hào)通路的抗腫瘤藥物Table 1 Antitumor drugs that regulate the Nur77 signaling pathway

黑色素瘤具有凋亡抵抗特性，成為黑色素瘤治療的一大阻力。自噬性細(xì)胞死亡作為Ⅱ型程序性細(xì)胞死亡方式，獨(dú)立于凋亡機(jī)制，可以作為凋亡缺陷腫瘤另一有效的治療途徑。Wang等的研究發(fā)現(xiàn)一種新的Nur77 靶向化合物 1-（3，4，5-三羥基）苯基-1-烷酮（1-（3，4，5-trihydroxyphenyl）nonan-1-one，THPN），一種Csn-B衍生物，在黑色素瘤細(xì)胞中能夠誘導(dǎo)Nur77與線(xiàn)粒體相互作用引起自噬性細(xì)胞死亡，而非凋亡［14］。在THPN的作用下，Nur77與線(xiàn)粒體外膜蛋白Nix相互作用，促進(jìn)Nur77從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到線(xiàn)粒體外膜并通過(guò)線(xiàn)粒體外膜通道Tom復(fù)合體進(jìn)入線(xiàn)粒體內(nèi)膜，與內(nèi)膜上的線(xiàn)粒體通透性轉(zhuǎn)變孔復(fù)合物（mPTPC）的關(guān)鍵蛋白ANT1結(jié)合，促進(jìn)mPTPC孔道的開(kāi)放，導(dǎo)致線(xiàn)粒體膜電位的喪失，引發(fā)致死性和不可逆的細(xì)胞自噬［9，14］。這表明Nur77參與細(xì)胞自噬的調(diào)節(jié)，在自噬過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，可以鑒此開(kāi)發(fā)抗腫瘤新策略。

1.2 細(xì)菌提取物及其類(lèi)似物

19世紀(jì)初醫(yī)生們注意到細(xì)菌感染腫瘤患者后，腫瘤生長(zhǎng)受到抑制的現(xiàn)象，隨后在1868年即有了細(xì)菌療法治療腫瘤的臨床報(bào)道（當(dāng)然，細(xì)菌本身固有的感染風(fēng)險(xiǎn)仍不可忽視）［15］。腫瘤內(nèi)微環(huán)境具有形成中心厭氧區(qū)的特點(diǎn)，化療藥物和放射線(xiàn)往往對(duì)位于血管豐富區(qū)域的腫瘤細(xì)胞更有效；而某些兼性或?qū)Ｐ詤捬蹙梢园邢蚰[瘤缺氧區(qū)，進(jìn)一步配合細(xì)菌的減毒改造，細(xì)菌療法是一種有待深入開(kāi)發(fā)的抗腫瘤補(bǔ)充療法［16］。海洋生物量占地球生物量80%，其中海洋細(xì)菌分布廣泛且其次級(jí)代謝產(chǎn)物極為豐富，多種代謝產(chǎn)物具有抗腫瘤活性［17］。Venezuelines B是從委內(nèi)瑞拉鏈霉菌KHG20-22中分離出來(lái)的，Ren等的研究證明Venezuelines B在低濃度下（1.0 M）即可顯著誘導(dǎo)Nur77的表達(dá)，且Venezuelines B及其類(lèi)似物exfoliazone抑制人腸腺癌、胃癌、肺癌和卵巢癌細(xì)胞活性的作用與Nur77相關(guān)［18］。

1.3 植物提取物及其衍生物

許多獲批上市的藥物是天然化合物或受其啟發(fā)合成的，其中大部分具有抗腫瘤活性，世界各地許多地方將本土的草藥作為腫瘤補(bǔ)充治療的一部分。事實(shí)上，天然產(chǎn)物被認(rèn)為對(duì)人體正常細(xì)胞的毒性更小，因?yàn)樗鼈冏鳛樘烊谎葑兊纳矬w具有與生物靶點(diǎn)共同進(jìn)化的特點(diǎn)［19］。天然化合物受其自身毒性及生物利用度的限制，應(yīng)用有限，但植物的次級(jí)代謝產(chǎn)物可以作為優(yōu)良的藥物開(kāi)發(fā)先導(dǎo)化合物，經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)修飾可以提升其抗腫瘤活性和選擇性同時(shí)降低對(duì)正常組織的毒性副作用［19］。

bis（3′-indolyl）methane（DIM），是蕓苔蔬菜化學(xué)成分Indole-3-carbinol（I3C）的代謝產(chǎn)物，以DIM為模板的一系列衍生物亞甲基取代 3，3'-二吲哚甲烷（1,1-bis（3′indolyl）-1-（substituted aromatic）methanes，C-DIMs）作為Nur77的激活劑或拮抗劑發(fā)揮抗癌作用［20］。Nur77在胰腺癌和結(jié)腸癌中高表達(dá)，形成的NR4A1/p300/Sp復(fù)合物結(jié)合在β1-整合素基因啟動(dòng)子上富含GC序列，轉(zhuǎn)錄激活β1-整合素的表達(dá)，促進(jìn)癌細(xì)胞的粘附、轉(zhuǎn)移和浸潤(rùn)；而DIM-C-pPhOH和DIM-C-pPhCO2Me，作為靶向作用于Nur77的拮抗劑，可以抑制這一信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移［21，22］。Nur77是橫紋肌肉瘤中的致癌因子，Nur77調(diào)控TXNDC5和IDH1的表達(dá)以維持橫紋肌肉瘤細(xì)胞中低氧化應(yīng)激狀態(tài)，p300/NR4A1/Sp1復(fù)合物能夠與富含GC的啟動(dòng)子相互作用上調(diào)一些促生長(zhǎng)和促生存基因的表達(dá)；DIM-C-pPhOH和DIM-C-pPhCO2Me通過(guò)抑制Nur77來(lái)誘導(dǎo)活性氧（ROS）生成，抑制生長(zhǎng)促進(jìn)因子和致癌因子的表達(dá)，發(fā)揮抑制橫紋肌肉瘤生長(zhǎng)和促凋亡的作用［23］。Hedrick等的研究同樣證明了C-DIM作為Nur77拮抗劑通過(guò)誘導(dǎo)氧化應(yīng)激、抑制生長(zhǎng)促進(jìn)因子和致癌因子的表達(dá)、抑制mTOR途徑發(fā)揮對(duì)腎細(xì)胞癌的抗腫瘤作用［24］。DIM-C-pPhOCH3和DIM-C-Ph是Nur77的激動(dòng)劑，通過(guò)激活核內(nèi)Nur77的轉(zhuǎn)錄激活功能，誘導(dǎo)TRAIL的蛋白表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡［25］。DIM-C-pPhOCH3通過(guò)Nur77依賴(lài)和非依賴(lài)方式誘導(dǎo)一些生長(zhǎng)抑制基因和促凋亡基因的表達(dá)，如：胱硫醚酶，p21，p8，sestrin 2和 PD-1（programmed cell death protein 1，程序性死亡受體1），來(lái)發(fā)揮其在腫瘤細(xì)胞中的生長(zhǎng)抑制和促凋亡效應(yīng)［26］。

我國(guó)植物資源豐富，其中具有千百年歷史的中草藥得到了醫(yī)藥學(xué)家們的青睞。從中草藥中分離提取的有抗腫瘤活性的成分，有些被證明具有不錯(cuò)的療效［27］。1，3，7-trihydroxy-2，4diprenylxanthone（CCE9），是從中藥植物紅芽木中分離得來(lái)的，研究證實(shí)它是Nur77-Bcl-2依賴(lài)性凋亡途徑的激動(dòng)劑：CCE9通過(guò)p38αMAPK依賴(lài)性方式誘導(dǎo)Nur77的表達(dá)和Bcl-2磷酸化，促進(jìn)兩者相互作用介導(dǎo)的線(xiàn)粒體凋亡［28］。丁烯基苯酞（n-butylidenephthalide，BP），是從當(dāng)歸的氯仿提取物中分離獲得的，它能夠通過(guò)基因靶向誘導(dǎo)Nur77 mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平的上調(diào)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，是多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的有效抗腫瘤化合物［29］。但BP的水溶性差且半衰期短，為克服這一缺陷，P.Y等人合成了BP衍生物（Z）-N-（2-（dimethyl-amino）ethyl）-2-（3-（（3-oxoisobenzofuran-1（3H）-ylidene）methyl）phenoxy）acetamide）（PCH4），研究證明口腔鱗狀細(xì)胞癌對(duì)PCH4敏感，PCH4誘導(dǎo)的Nur77核轉(zhuǎn)位與其促進(jìn)細(xì)胞凋亡相關(guān)［30］。藁本內(nèi)酯（Z-ligustilide，Z-LIG）是中草藥當(dāng)歸提取物，保護(hù)性自噬機(jī)制的激活是乳腺癌細(xì)胞對(duì)他莫昔芬耐藥的重要原因，Z-LIG處理乳腺癌細(xì)胞抑制了保護(hù)性自噬的發(fā)生，并恢復(fù)了被自噬降解而下降的Nur77表達(dá)水平，Nur77參與Z-LIG介導(dǎo)的DNA損傷和他莫昔芬耐藥乳腺癌細(xì)胞恢復(fù)致敏化的過(guò)程并發(fā)揮關(guān)鍵作用［31］。紫草素，是藥用植物紫草的活性成分，紫草素及其衍生物能夠通過(guò)上調(diào)Nur77的表達(dá)水平，誘導(dǎo)Nur77靶向線(xiàn)粒體定位來(lái)介導(dǎo)Nur77-Bcl-2凋亡信號(hào)通路，促進(jìn)肺癌細(xì)胞和宮頸癌細(xì)胞的凋亡［32］。

其它的植物提取物也同樣具有類(lèi)似的抗腫瘤機(jī)制。Nur77-Bcl-2介導(dǎo)的線(xiàn)粒體途徑凋亡通路的激活也在強(qiáng)心苷類(lèi)化合物地高辛的一系列衍生物處理肺癌細(xì)胞后被觀察到［33］。法落海素（Apaensin），一種香豆素衍生物，其誘導(dǎo)肺癌和乳腺癌細(xì)胞的凋亡是通過(guò)Nur77-Bcl-2途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)的，此過(guò)程中JNK磷酸化Nur77，誘導(dǎo)Nur77出核；p38MAPK則促進(jìn)出核后的Nur77靶向定位于線(xiàn)粒體外膜蛋白Bcl-2，促進(jìn)二者的相互作用［34］。

1.4 化療藥物

順鉑，臨床上常用的細(xì)胞周期非特異性強(qiáng)效抗癌藥物，對(duì)頭頸部癌、甲狀腺癌、肺癌等多種腫瘤具有確切的療效。順鉑通過(guò)JNK/Nur77信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路誘導(dǎo)癌細(xì)胞的凋亡，JNK對(duì)Nur77的磷酸化作用促進(jìn)了Nur77的出核，卻也通過(guò)泛素-蛋白酶體途徑促進(jìn)了Nur77的降解；Lin等發(fā)現(xiàn)cAMP/PKA/Smurf1通路能夠引起Nur77的非典型泛素化從而增加磷酸化Nur77的穩(wěn)定性，上述兩條信號(hào)通路協(xié)同促進(jìn)順鉑的抗癌作用［35］。順鉑通過(guò)激活激酶來(lái)磷酸化修飾多種蛋白，除了JNK外，順鉑處理后也通過(guò)誘導(dǎo)Chk2磷酸化Nur77，促進(jìn)Nur77靶向結(jié)合BRE和RNF-7啟動(dòng)子，抑制這兩個(gè)抗凋亡基因的表達(dá)，促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡［36］。

1.5 模擬肽

此外，還有一些物質(zhì)能夠模擬Nur77的功能活性，發(fā)揮與Nur77類(lèi)似的抗腫瘤活性。紫杉醇能夠模擬Nur77的功能活性，直接靶向結(jié)合線(xiàn)粒體膜蛋白Bcl-2，改變Bcl-2構(gòu)象，使其從抗凋亡蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)榇俚蛲龅鞍?，促進(jìn)PTPC的開(kāi)放，觸發(fā)凋亡進(jìn)程［37］。

1.6 其他

6-（3-（1'-金剛烷基）-4'-羥基苯基）-2-萘甲酸（6-［3-（1-adamantyl）-4-hydroxyphenyl］-2naphthalene carboxylic acid，AHPN/CD437）是維甲酸類(lèi)化合物，在肺癌和卵巢癌細(xì)胞中通過(guò)誘導(dǎo)Nur77 的 表 達(dá) 來(lái) 發(fā) 揮 促 凋 亡 活 性［38，39］。2-imino-6-methoxy-2H-chromene-3-carbothioamide（IMCA），是由Zhang使用虛擬篩選方法從Specs化合物數(shù)據(jù)庫(kù)獲得的Nur77小分子配體，IMCA通過(guò)Nur77-Bcl-2依賴(lài)性線(xiàn)粒體凋亡途徑和抑制mTOR信號(hào)通路來(lái)抑制甲狀腺髓樣癌的生長(zhǎng)增殖［40］。

圖 1 Nur77 抗腫瘤信號(hào)通路。［9、31、34、35］Fig 1 Nur77 anti-tumor signaling pathway.［9、31、34、35］

2 總結(jié)

上述調(diào)節(jié)Nur77信號(hào)通路的化合物來(lái)源涵蓋了細(xì)菌、真菌、植物及化學(xué)合成等多個(gè)領(lǐng)域，意味著調(diào)節(jié)Nur77信號(hào)通路的抗腫瘤化合物來(lái)源豐富。Nur77的抗腫瘤作用以促進(jìn)細(xì)胞凋亡最為突出，許多研究都證實(shí)了相關(guān)的信號(hào)通路與Nur77在核內(nèi)的轉(zhuǎn)錄激活功能以及核轉(zhuǎn)位后的線(xiàn)粒體凋亡途徑有關(guān)。部分凋亡缺陷腫瘤的存在挑戰(zhàn)了Nur77抗腫瘤作用的有效性；另有研究表明Nur77在自噬機(jī)制中發(fā)揮關(guān)鍵的作用，甚至可引起自噬性細(xì)胞死亡。這提示我們通過(guò)調(diào)控Nur77相關(guān)的自噬信號(hào)通路或許可以彌補(bǔ)腫瘤治療中抗凋亡方面的不足。隨著對(duì)Nur77抗腫瘤信號(hào)通路研究的深入，針對(duì)Nur77的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及相關(guān)信號(hào)通路，可以對(duì)化合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的修飾改造。調(diào)節(jié)Nur77信號(hào)通路的抗腫瘤化合物結(jié)構(gòu)的可修飾性確保了藥物在提升抗腫瘤活性的同時(shí)兼顧了用藥的安全性。盡管調(diào)節(jié)Nur77信號(hào)通路抗腫瘤化合物的相關(guān)研究已取得一定的進(jìn)展，但仍有一些問(wèn)題尚待解決，尤其是有關(guān)Nur77參與的自噬機(jī)制的闡明仍有待完善，如：Nur77誘導(dǎo)的自噬性細(xì)胞死亡與凋亡通路同樣是通過(guò)線(xiàn)粒體途徑實(shí)現(xiàn)的，而且都涉及后續(xù)PTPC孔道的開(kāi)放和線(xiàn)粒體膜電位的改變，是信號(hào)通路中哪些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)介導(dǎo)了截然不同的生物學(xué)效應(yīng)？Nur77作為孤兒核受體，其特異性體內(nèi)配體至今未知?；蛟S是體內(nèi)配體不存在，也可能是人們現(xiàn)有的技術(shù)和認(rèn)知尚為局限，導(dǎo)致目前我們還不足以發(fā)現(xiàn)Nur77的體內(nèi)配體。因此有關(guān)Nur77微觀結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步研究認(rèn)識(shí)仍然是有必要的，尤其是對(duì)Nur77配體結(jié)合域的深入研究。

總而言之，有關(guān)Nur77在微觀結(jié)構(gòu)和信號(hào)通路上的研究仍有不足，但調(diào)節(jié)Nur77信號(hào)通路化合物的抗腫瘤潛力正不斷被認(rèn)識(shí)。隨著人們?cè)诘鞍踪|(zhì)組學(xué)、生物分子結(jié)構(gòu)化學(xué)以及化合物結(jié)構(gòu)修飾等領(lǐng)域的不斷進(jìn)步，調(diào)節(jié)Nur77信號(hào)通路的抗腫瘤化合物研究會(huì)有更進(jìn)一步的進(jìn)展。調(diào)節(jié)Nur77信號(hào)通路化合物的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用會(huì)成為人們探究Nur77抗腫瘤機(jī)制的有效工具，為抗腫瘤治療提供新策略。