蛋氨酸腦啡肽抑制腫瘤的作用機制及應(yīng)用前景

鄧 雷，龐曉燕，竇 磊，田東立，張 頤

0 引言

根據(jù)2017年中國最新癌癥數(shù)據(jù)顯示[1]，我國每年新發(fā)癌癥429萬例，死亡281萬例，癌癥已經(jīng)成為威脅我國人民健康的一大原因。目前，癌癥治療以手術(shù)為主，放化療為輔。早期癌癥手術(shù)治療效果較好，而在晚期癌癥中，手術(shù)治療已經(jīng)無法達到理想的效果，化療成為必要的治療方式之一。目前，部分化療方案不良反應(yīng)較大，單一藥物化療有時無法滿足治療需要，為了達到更好的治療效果，臨床常使用聯(lián)合用藥，后者的不良反應(yīng)問題引起了廣泛關(guān)注，因此，癌癥患者需要一種更加安全有效的化療方案。蛋氨酸腦啡肽(Methionine enkephalin，MENK)可以調(diào)節(jié)機體免疫系統(tǒng)，抑制腫瘤生長，且不良反應(yīng)少，可以作為目前化療方案的佐劑。

1 MENK概述

MENK又名甲硫氨酸腦啡肽，是一種人體自分泌阿片肽，最早在1975年被Hghes發(fā)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)為Tyr-Gly-Gly-Phe-Met。MENK廣泛存在于人體的各個正常部位以及腫瘤組織中，腦組織最多，其次為腸組織。雖然分布廣泛，但MENK在正常人體內(nèi)含量很低，在血漿中含量僅為50～150 pg/ml，并且在組織和血漿中迅速代謝，通常分泌后在血漿內(nèi)的持續(xù)時間為20 min甚至更短。MENK生理劑量下在體內(nèi)發(fā)揮重要作用。在MENK的早期研究發(fā)現(xiàn)，MENK廣泛存在于神經(jīng)系統(tǒng)的各級水平和部位，因此，MENK被視為一種神經(jīng)遞質(zhì)，有鎮(zhèn)痛作用。隨著免疫學(xué)研究的不斷深入，研究顯示，免疫細胞被抗原刺激后也可產(chǎn)生MENK，而且MENK可以促進或抑制某些細胞因子的合成與釋放，說明MENK參與免疫調(diào)節(jié)[2]。此外，研究人員發(fā)現(xiàn)，MENK是一種強效的生長刺激因子，可以影響細胞增殖[3]，所以又稱MENK為阿片生長因子(Opioid growth factor，OGF)。MENK在生理濃度下可對細胞的生長起直接迅速的作用，且無細胞毒性、依賴性、耐受性及撤藥反應(yīng)[4]?；谏鲜鰞?yōu)點，MENK逐漸被應(yīng)用于腫瘤的治療以及免疫調(diào)節(jié)，并取得了一定的成果。

2 MENK受體

2.1 MENK受體的分類及定位 經(jīng)典阿片受體可分為 μ、δ、κ 3種亞型[5]，在神經(jīng)細胞、免疫細胞和上皮細胞廣泛表達[6]。MENK與這些受體結(jié)合后，可以通過下調(diào) cAMP-PKA信號通路的表達[7]、提高鈣調(diào)蛋白的含量[5]、提高中性粒細胞內(nèi)蛋白激酶 C (PKC)的含量[8]等起到免疫調(diào)節(jié)的作用。1989年Zagon等[9]發(fā)現(xiàn)了新受體“zeta”，該受體主要調(diào)控細胞的增殖，進一步的研究表明，其與其他經(jīng)典阿片受體基本不同，后更名為OGFr。早期的研究表明，OGFr是核相關(guān)受體，在細胞質(zhì)沒有分布，并且在分子水平和蛋白質(zhì)水平上與μ、δ、κ阿片受體幾乎沒有同源性[10-11]。阿片生長因子(OGF)-OGF受體(OGFr)軸也位于細胞的外層核膜[12]。

2.2 MENK受體的功能 中樞神經(jīng)系統(tǒng)中μ、δ、κ 3種阿片受體均存在，可以介導(dǎo)痛覺傳導(dǎo)、調(diào)節(jié)情緒和行為等功能，同時具有成癮性。免疫系統(tǒng)中的阿片受體主要為δ、μ受體，廣泛存在于免疫細胞中，通過與MENK結(jié)合調(diào)節(jié)免疫功能[13]。Zagon等[9]應(yīng)用免疫細胞化學(xué)技術(shù)等發(fā)現(xiàn)，OGFr在多種腫瘤細胞及正常細胞中皆存在，可以調(diào)節(jié)細胞的增殖。

3 MENK抑制腫瘤的機制

MENK對腫瘤的抑制作用主要通過調(diào)節(jié)機體免疫系統(tǒng)以及對腫瘤細胞的直接抑制和殺傷實現(xiàn)。

3.1 MENK通過免疫系統(tǒng)抑制腫瘤的作用機制 免疫系統(tǒng)具有監(jiān)視、清除體內(nèi)異常細胞的功能。MENK對免疫系統(tǒng)具有雙向調(diào)節(jié)作用，即高濃度時抑制免疫系統(tǒng)，低濃度時刺激免疫系統(tǒng)，促進免疫細胞的增殖[14-15]，增強其對腫瘤細胞的殺傷作用[16-17]，并且調(diào)節(jié)細胞因子的合成與釋放[18-19]，這對腫瘤的抑制和殺傷意義重大。

3.2 MENK直接抑制與殺傷腫瘤細胞的機制 有研究顯示，頭頸部鱗癌(SCCHN)組織中，OGFr 蛋白比正常上皮少90%。OGFr 蛋白在乳腺癌中表達明顯低于乳腺良性病變[20]。當(dāng)施加 OGFr 特異性抗體、OGFr 拮抗劑或采用反義 OGFr RNA 干擾 OGF-OGFr 的相互作用時，腫瘤細胞倍增速度加快，細胞數(shù)量顯著增加[21]。這進一步證明了MENK對細胞生長的抑制作用是通過與 OGFr 結(jié)合實現(xiàn)。目前認為，MENK可以抑制腫瘤細胞的周期，且主要將腫瘤細胞抑制在G0/G1期[22]，但這并非唯一途徑。有研究表明，MENK可以抑制神經(jīng)母細胞瘤SH-SY5Y細胞的生長，且抑制率與細胞內(nèi)鈣離子濃度有關(guān)[23]。目前MENK對腫瘤的抑制機制尚未完全清楚，現(xiàn)對目前研究較多的腫瘤進行闡述。

3.2.1 MENK抑制黑色素瘤的作用機制 Wang等[24]研究發(fā)現(xiàn)，MENK可以抑制黑色素瘤的生長，阻滯黑色素瘤A375細胞G0～G1期的細胞周期進展，MENK處理后A375細胞中μ(MOR)、κ(KOR)、δ(DOR)的mRNA表達水平增加，且以δ和μ為主，故推測MENK抑制黑色素瘤的生長可能與增加的受體數(shù)量有關(guān)。此外，MENK還可以誘導(dǎo)A375細胞凋亡并抑制侵襲。生存素是細胞凋亡抑制劑(IAP)家族的成員，是黑色素瘤發(fā)病機制中的重要分子。MENK處理48 h后，生存素的表達為對照組的0.011倍，提示MENK可能通過抑制生存素的表達而誘導(dǎo)細胞凋亡。Wang等[25]隨后通過小鼠體內(nèi)實驗證明，經(jīng)MENK治療的小鼠，腫瘤生長延緩，腫瘤小鼠的存活率顯著提高。MENK不僅可以直接抑制黑色素瘤B16細胞的增殖和轉(zhuǎn)移，還可以通過刺激淋巴細胞亞群和細胞因子分泌來間接殺傷B16細胞，如CD3+淋巴細胞、CD4+與CD8+T細胞，并且增加細胞因子IL-2、IFN-γ和TNF-α的合成和釋放。經(jīng)MENK治療后的小鼠腫瘤組織病理學(xué)形態(tài)明顯改變，腫瘤中細胞壞死增加，細胞明顯縮小，并可見核固縮，核碎裂。由于MENK能抑制黑色素瘤細胞的生長并誘導(dǎo)細胞凋亡，并且增強荷瘤小鼠的免疫功能，因此，MENK理論上可成為黑色素瘤患者聯(lián)合化療的輔助治療，并且可以作為黑色素瘤患者的免疫調(diào)節(jié)劑。

3.2.2 MENK抑制胰腺癌的作用機制 MENK對胰腺癌分化的不同階段均具有無差別的作用，如高分化細胞Capan-1和MIA PaCa-2細胞，中等分化程度細胞系BxPC-3，以及未分化的胰腺癌細胞系等，MENK均可明顯抑制其增殖。Zagon等[26]通過將BxPC-3人胰腺癌細胞系移植到裸鼠體內(nèi)，建立了皮下移植瘤模型，來研究MENK如何抑制腫瘤發(fā)生和增殖，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過MENK治療后的小鼠同對照組相比，腫瘤明顯減小且生存率增加，并且發(fā)現(xiàn)治療后的小鼠體內(nèi)腫瘤細胞內(nèi)的OGFr明顯增加。最重要的是，62%的OGF處理的小鼠在所有注射100%鹽水的小鼠具有可見腫瘤時沒有出現(xiàn)腫瘤。當(dāng)OGFR被沉默后，腫瘤增長加快，給予OGF后沒有抑制作用，當(dāng)分別沉默μ、δ、κ 3種受體后，對腫瘤細胞的生長無影響。這說明OGF-OGFr對胰腺癌形成和發(fā)展具有穩(wěn)定的調(diào)節(jié)作用。研究發(fā)現(xiàn)，MENK可以通過胰腺癌細胞中的p21細胞周期抑制激酶途徑抑制腫瘤細胞DNA合成，并主要將其抑制在G0/G1期，從而降低其增殖能力[27]。因此，MENK可以作為胰腺癌的主要治療方法，并作為其他化療的佐劑途徑，現(xiàn)已進入臨床試驗。

3.2.3 MENK抑制肝癌的作用機制 手術(shù)、消融和肝移植是肝癌患者獲得長期生存的唯一方法，但肝癌的預(yù)后極差，其死亡率接近發(fā)病率。目前，在被切除的肝臟腫瘤細胞中已發(fā)現(xiàn)OGFr。Avella等[28]對3種肝癌細胞系進行研究，發(fā)現(xiàn)MENK可以顯著抑制肝癌細胞的增殖，且呈濃度時間依賴性，同時，通過免疫組化發(fā)現(xiàn)OGF和OGFr能夠互相結(jié)合，并定位于肝癌細胞的細胞質(zhì)與細胞核中。當(dāng)使用阿片受體拮抗劑納洛酮(NLX)后，MENK對細胞增殖的影響消失。沉默人肝癌細胞中的OGFr后，內(nèi)源性和外源性O(shè)GF的抑制作用也被阻斷，給予μ、δ、κ特異的受體激動劑后，未對細胞產(chǎn)生顯著的抑制增殖作用，這說明肝癌細胞生長抑制特異性的內(nèi)源性阿片樣物質(zhì)是MENK，且MENK對各種肝癌腫瘤的抑制作用具有普遍性。MENK對肝癌的抑制作用不是通過促進細胞凋亡來實現(xiàn)，以往的研究表明，OGF-OGFr復(fù)合物可以進入細胞核內(nèi)，誘導(dǎo)2種細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑p16和p21的上調(diào)，從而導(dǎo)致Rb磷酸化的抑制和細胞周期G1-S期的延遲[29]，在肝癌細胞中是否也存在這一機制需要深入研究。

3.2.4 MENK抑制胃癌的作用機制 胃癌是常見惡性腫瘤之一，主要通過手術(shù)進行治療，晚期胃癌一般采用化療的方法，但療效差。唐佳運等[30]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過MENK處理的胃癌細胞，其增殖能力受到抑制，且與MENK呈劑量依賴性和時間依賴性，通過流式細胞術(shù)發(fā)現(xiàn)，MENK抑制腫瘤增殖能力是通過誘導(dǎo)凋亡來實現(xiàn)。Wang等[31]通過體外實驗及小鼠成瘤實驗證實，MENK可以引起Ki67、cyclin D1、c-myc mRNA減少，通過Wnt/β-catenin信號通路，以濃度和時間依賴性的方式顯著抑制人胃癌細胞SGC7901和HGC27的生長，減少細胞集落的數(shù)量，并阻止G0/G1期的細胞周期。此外，MENK可通過上調(diào)Bax、下調(diào)Bcl-2和survivin以及激活caspase-3和PARP誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡。此外，MENK上調(diào)了SGC7901和HGC27細胞中阿片受體(OGFr)的表達。SNK7901、HGC27細胞中MENK和OGFr之間的相互作用可能對MENK的抗腫瘤活性至關(guān)重要。Wang等[32]的另一項研究表明，MENK可能通過阻斷OGFr/PI3K/AKT/mTOR信號通路而使腫瘤內(nèi)的巨噬細胞從M1表型向M2表型轉(zhuǎn)化，并誘導(dǎo)細胞凋亡。

3.2.5 MENK抑制卵巢癌的作用機制 卵巢癌是婦科惡性腫瘤死亡的主要原因，盡管早期治療的效果較好，但卵巢癌復(fù)發(fā)率高，復(fù)發(fā)后的患者僅能接受姑息治療。Donahue等[33]通過卵巢癌腹膜內(nèi)異種移植小鼠模型發(fā)現(xiàn)，每日用MENK或低劑量阿片受體抑制劑納曲酮(LDN)處理的小鼠，腫瘤細胞內(nèi)OGF-OGFr軸明顯上調(diào)，暴露于MENK或LDN后，小鼠腹腔中腫瘤結(jié)節(jié)的數(shù)量肉眼可見的顯著減少，并且這些腫瘤的累積重量被抑制。同時，Donahue指出，MENK和LDN抑制腫瘤的機制與誘導(dǎo)細胞凋亡無關(guān)，而與抑制腫瘤組織中DNA合成和血管生成的作用有關(guān)。以往的研究表明，OGF-OGFr軸存在于卵巢癌中，采用siRNA技術(shù)沉默OGFr，可觀察到用OGFr siRNA處理的腫瘤細胞數(shù)量增加，表明卵巢癌細胞的增殖依賴于OGF-OGFr軸，此外，MENK可以通過上調(diào)p16/p21CKI途徑來抑制細胞增殖，將腫瘤細胞抑制于G1/S期[34]。采用siRNA技術(shù)敲減p16和p21蛋白顯示，p16和/或p21蛋白誘導(dǎo)在OGF的抑制中是必需的[35]。Fanning等[35]對比OGF和OGFr在正常人卵巢表面上皮(HOSE)細胞、良性卵巢囊腫和卵巢癌的手術(shù)標本中的表達，結(jié)果顯示，與HOSE細胞相比，在卵巢囊腫中OGF、OGFr的蛋白水平分別降低29%和34%，在卵巢癌中分別降低58%和48%。同時通過建立SKOV-3人卵巢癌細胞過表達OGFr克隆系，與用OGF處理的野生型細胞相比，過表達OGFr的克隆系用外源OGF處理后細胞生長減少70%～85%。在進一步研究中，將過表達OGFr克隆系與野生型細胞系移植入小鼠體內(nèi)，4～5 d后野生型腫瘤均可測出，而過表達的克隆系則無可測量的腫瘤，直到3周后也有無法成瘤的小鼠個體，說明內(nèi)源性和外源性O(shè)GF均可抑制腫瘤的生長[36]，進一步表明OGF-OGFr內(nèi)源性阿片系統(tǒng)可能與卵巢癌發(fā)生有關(guān)。

4 MENK聯(lián)合其他藥物對腫瘤的作用

單獨使用MENK可以達到抑制腫瘤增殖的目的，通過與其他抗腫瘤藥物合用可以增加腫瘤抑制率，并減輕抗腫瘤藥物的不良反應(yīng)，降低化療藥物對免疫系統(tǒng)的損害。孟靜娟等[37]通過對肝癌小鼠使用MENK和注射用重組人干擾素γ(IFN-γ)，觀察聯(lián)合用藥的抗腫瘤效應(yīng)，結(jié)果表明，MENK+IFN-γ能夠延長小鼠生命，并抑制腫瘤生長，效果優(yōu)于其他單獨用藥組，且聯(lián)合用藥時不良反應(yīng)未增多，而 IFN-γ單獨應(yīng)用不能延長小鼠生命。孟靜娟等[38]還通過實驗研究MENK和IL-2對小鼠移植性瘤的抑制作用，同樣證明聯(lián)合用藥的效果好于單獨用藥。王大路等[39]研究證明，MENK和低劑量LDN都可抑制胰腺癌細胞增殖，并且均能促進體內(nèi)CTL、NK和γδT細胞增殖，抑制Treg細胞的增殖，兩者合用時具有協(xié)同作用。李巖等[40]證明，MENK以及MENK聯(lián)合5-氟尿嘧啶均可抑制人肝癌HepG2細胞生長并誘導(dǎo)細胞凋亡，聯(lián)合用藥組抑制作用強于單獨用藥組。李彥博等[41]證明，MENK能顯著提高神經(jīng)母細胞瘤SH-SY5Y對阿奇霉素的敏感性，增強其對腫瘤細胞生長的抑制作用并促進腫瘤細胞凋亡。Smith等[42]證明，OGF可能防止卵巢癌治療中單獨使用紫杉醇或順鉑后出現(xiàn)的全身毒性和體重減輕，同時聯(lián)用時可以增加化療藥物對腫瘤的抑制作用。結(jié)果表明，MENK聯(lián)合用藥進行免疫調(diào)節(jié)和治療腫瘤的可行性，為腫瘤治療提供了新的思路。但MENK與其他藥物之間在體內(nèi)具體的相互作用，以及作用機制等仍需要進一步研究

5 展望

MENK對腫瘤的抑制和殺傷范圍廣，研究表明，OGFr存在于多種腫瘤細胞內(nèi)，理論上MENK對含有OGFr的腫瘤都起作用。MENK還可以顯著恢復(fù)晚期癌癥患者受損的免疫系統(tǒng)，單風(fēng)平[43]對21例癌癥化療后住院患者進行MENK治療發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過3周靜脈注射MENK治療，在治療后6個月，患者平均的NK細胞、CD4細胞、CD3細胞、T細胞以及T+B+NK細胞的數(shù)量逐漸增高，免疫功能顯著改善，說明MENK對癌癥患者免疫系統(tǒng)，特別是免疫功能低下的患者免疫系統(tǒng)的恢復(fù)有顯著作用。MENK與現(xiàn)有的化療藥物聯(lián)合應(yīng)用還可以加強藥物的效果，提高生存率。目前MENK已經(jīng)在臨床取得了一定的進展，隨著免疫學(xué)和分子生物學(xué)的不斷深入研究，MENK作用機制的不斷揭示，期待MENK成為臨床治療腫瘤疾病的有力藥物。