PI3K/AKT/mTOR介導(dǎo)自噬在卵巢癌治療中的研究進(jìn)展*

龍昌志 綜述，路會(huì)俠 審校

(大理大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院婦產(chǎn)科教研室，云南 大理 671000)

卵巢腫瘤(Ovarian cancer)是常見(jiàn)的婦科腫瘤，可發(fā)生于任何年齡段，因早期缺乏典型的臨床表現(xiàn)，多數(shù)患者確診時(shí)已是晚期。目前卵巢腫瘤治療以手術(shù)治療和化療為主，但化療具有嚴(yán)重的不良反應(yīng)。因此，找到新的、有效的分子靶向藥物，改善預(yù)后、降低死亡率是目前亟須解決的問(wèn)題。

自噬(Autophagy)和腫瘤有著密切的關(guān)系，哺乳動(dòng)物西羅莫司靶蛋白(mTOR)信號(hào)通路是自噬的重要途徑，磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)/mTOR在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中至關(guān)重要，mTOR高表達(dá)促進(jìn)了卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展[1]，而mTOR抑制劑對(duì)卵巢癌的治療有一定療效[2]。探索mTOR與卵巢癌的機(jī)制，可為卵巢癌的治療帶來(lái)新的方向。本文對(duì)PI3K/AKT/mTOR介導(dǎo)的自噬與卵巢癌治療的研究進(jìn)展綜述如下。

1 PI3K /AKT / mTOR與自噬

自噬又稱(chēng)為Ⅱ型程序性細(xì)胞死亡(PCD)，是降解自身老化及受損的細(xì)胞器、實(shí)現(xiàn)降解產(chǎn)物再利用和細(xì)胞器更新的過(guò)程。自噬包括微自噬、分子伴侶介導(dǎo)自噬和巨自噬。自噬的調(diào)節(jié)通過(guò)多種途徑實(shí)現(xiàn)mTOR信號(hào)途徑、腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)途徑、蛋白激酶A(PKA)途徑、Jnk-1激酶(Jnk-1)途徑、P53途徑等。其中最重要的是mTOR信號(hào)途徑[3]。

mTOR是一種高度保守的絲/蘇氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶，屬于PI3K蛋白激酶類(lèi)家族，是PI3K/AKT信號(hào)通路下游效應(yīng)蛋白。已知mTOR上游有3條通路，分別為生長(zhǎng)因子信號(hào)通路、能量變化影響通路及某些種類(lèi)氨基酸(Amino acid)對(duì)mTOR的激活通路，PI3K /AKT /mTOR信號(hào)通路屬于mTOR中的生長(zhǎng)因子信號(hào)通路，與細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄、翻譯、生長(zhǎng)、自噬及凋亡等密切相關(guān)[4]。

mTOR是最初感受營(yíng)養(yǎng)條件變化的信號(hào)之一，在營(yíng)養(yǎng)充足條件下，生長(zhǎng)因子、葡萄糖及氨基酸等均可通過(guò)mTOR信號(hào)通路的mTOR復(fù)合體1(mTORC1)直接與自噬相關(guān)因子絲氨酸/蘇氨酸激酶1(ULK1)作用使之磷酸化，從而影響ULK復(fù)合體的形成對(duì)自噬形成負(fù)調(diào)控；在饑餓等條件下，mTORC1被抑制，ULK1去磷酸化形成ULK復(fù)合體，從而誘導(dǎo)自噬的發(fā)生；同時(shí)也可以通過(guò)激活自噬相關(guān)蛋白13(Atg13)、Beclin1使 Atg1激酶復(fù)合體激活，誘導(dǎo)自噬的發(fā)生[5]。

PI3K /AKT / mTOR通路既可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和存活，同時(shí)也能抑制自噬，通過(guò)抑制PI3K /AKT /mTOR通路提高自噬水平可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡[6]。約70%的卵巢癌中，PI3K/AKT /mTOR通路被激活[7]。PI3K不僅在卵巢癌和宮頸癌中高表達(dá)，在乳腺癌、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和胃癌中均發(fā)現(xiàn)其突變。如前列腺癌耐藥與上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)和通過(guò)PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路增強(qiáng)腫瘤干細(xì)胞(CSC)表型有關(guān)[8-9]。通過(guò)自噬原理抑制腫瘤藥物的發(fā)現(xiàn)是基于mTOR信號(hào)通路[10]，提示mTOR抑制劑與傳統(tǒng)藥物的聯(lián)合應(yīng)用可能是未來(lái)治療惡性腫瘤的發(fā)展方向。

2 PI3K/AKT/mTOR調(diào)控自噬在卵巢癌發(fā)生、發(fā)展中的作用

mTOR是細(xì)胞生長(zhǎng)信號(hào)通路中的重要蛋白，參與調(diào)控細(xì)胞的生存、增殖和凋亡等重要功能[11]。許多腫瘤中存在編碼mTOR信號(hào)通路相關(guān)蛋白質(zhì)，由于突變、甲基化或雜合性缺失而導(dǎo)致張力蛋白同源物(PTEN)的表達(dá)缺失、PIK3CA 通過(guò)突變和基因擴(kuò)增激活、AKT失調(diào)、多磷酸肌醇4-磷酸酶(INPP4B)表達(dá)缺失或突變，均可引起mTOR通路過(guò)度激活，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞異常增殖[12]。PTEN突變失活使腫瘤細(xì)胞對(duì)PI3K的抑制作用解除，PI3K/AKT/mTOR信號(hào)途徑異常激活[13]。12%卵巢癌中發(fā)現(xiàn)體細(xì)胞激活PIK3CA基因突變，3.8%卵巢癌中發(fā)現(xiàn)激活PIK3R1基因突變，9.8%、2.0%和1.9%的卵巢癌中分別觀察到 PTEN、AKT1和 mTOR的體細(xì)胞突變[14]。這些相關(guān)基因的變化均可能導(dǎo)致卵巢癌中PI3K/AKT /mTOR信號(hào)通路活性增加，促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移。

mTOR通過(guò)真核起始因子4E(eIF4G)磷酸化，或通過(guò)作用于胰島素樣生長(zhǎng)因子1(IGF-1R)，促使E鈣黏附蛋白(E-cadherin)表達(dá)增多，促進(jìn)蛋白質(zhì)翻譯的起始，誘導(dǎo)惡性腫瘤細(xì)胞增殖[15]。mTOR信號(hào)通路可被腎上腺髓質(zhì)素(ADM)磷酸化激活，從而促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞增殖[16]。PI3K/PTEN/AKT/ mTOR信號(hào)通路可通過(guò)上調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP9)來(lái)增強(qiáng)宮頸癌細(xì)胞侵襲與轉(zhuǎn)移[17]。長(zhǎng)鏈非編碼RNA(lncRNA)JPX過(guò)表達(dá)可活化PI3K/AKT/mTOR通路，促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移[18]。

3 PI3K/AKT/mTOR介導(dǎo)自噬在卵巢癌治療過(guò)程中的變化

自噬對(duì)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展既有促進(jìn)作用，也有抑制作用。在腫瘤早期，自噬可以抑制腫瘤的發(fā)展；在腫瘤后期，自噬作為一種細(xì)胞保護(hù)機(jī)制，會(huì)促進(jìn)腫瘤的發(fā)展。這將有助于研究不同階段腫瘤自噬發(fā)生的相關(guān)機(jī)制，尋找自噬衍生的靶向藥物治療卵巢癌。

3.1卵巢癌治療中mTOR變化 目前，對(duì)于卵巢癌的治療方式主要是手術(shù)治療、藥物化療、靶向治療及免疫治療等[19]。PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路在卵巢癌中表現(xiàn)為異常增活，進(jìn)而導(dǎo)致癌細(xì)胞的增殖異常[20]。PI3K/AKT/mTOR通路被激活，通過(guò)mTORC1可上調(diào)缺氧誘導(dǎo)因子-1(HIF-1)，促進(jìn)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)表達(dá)，腫瘤新生血管形成，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞增殖、遷移、侵襲和化療耐藥性增加[21]。

PI3K/AKT/mTOR通路成為卵巢腫瘤細(xì)胞侵襲性的潛在預(yù)測(cè)因子[22]。張彩萍等[23]研究發(fā)現(xiàn)，青藤堿(SIN)抑制卵巢癌細(xì)胞增殖并促進(jìn)其凋亡，可能是通過(guò)抑制PI3K/ AKT / mTOR通路，調(diào)控卵巢癌細(xì)胞自噬實(shí)現(xiàn)的。王書(shū)惠等[24]發(fā)現(xiàn)，紫草素與自噬抑制劑3-甲基腺嘌呤(3-MA)共同作用能夠更好地誘導(dǎo)人宮頸癌HeLa 細(xì)胞凋亡。AKT/mTOR信號(hào)通路異常激活可能與卵巢癌耐藥有關(guān)，抑制AKT/mTOR信號(hào)通路可能逆轉(zhuǎn)卵巢癌的耐藥[25]。在順鉑耐藥的細(xì)胞株中可以檢測(cè)出AKT/mTOR/survivin高表達(dá)，下調(diào)上游AKT信號(hào)分子可以削弱細(xì)胞對(duì)順鉑的耐受[26]。AKT/mTOR信號(hào)通路激活影響化療的療效，可能與化療耐藥有關(guān)，但目前研究主要集中在細(xì)胞水平上，在腫瘤組織及其腫瘤微環(huán)境中涉及的具體機(jī)制還需要進(jìn)一步研究來(lái)驗(yàn)證。

3.2卵巢癌治療中自噬的變化 自噬與卵巢癌發(fā)生、發(fā)展及耐藥性的產(chǎn)生有著復(fù)雜的關(guān)系。在癌癥早期，自噬能夠抑制卵巢癌的發(fā)生，但在長(zhǎng)期壓力與低氧環(huán)境下自噬又能夠促進(jìn)卵巢癌的生存與發(fā)展[27]。

自噬相關(guān)蛋白與卵巢癌關(guān)系最密切的是Beclin1和微管相關(guān)蛋白1輕鏈3(LC3)。Beclin1缺失可能會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)因子受體信號(hào)失調(diào)，從而導(dǎo)致卵巢癌的發(fā)生。卵巢上皮性癌中Beclin1表達(dá)水平升高，提示預(yù)后更好。Beclin1還與卵巢癌的侵襲性有關(guān)，表達(dá)水平越高，侵襲性越弱[28]。MABUCHI等[29]發(fā)現(xiàn)在卵巢癌中，Beclin1除了直接啟動(dòng)自噬過(guò)程，還可能間接抑制PI3K/AKT信號(hào)通路而發(fā)揮促凋亡作用。任松森等[30]研究證實(shí)，抑制Beclin1的表達(dá)后卵巢癌患者順鉑化療敏感性顯著增加。在化療過(guò)程中，LC3變化可判斷自噬水平，決定是否聯(lián)合自噬抑制劑來(lái)增強(qiáng)化療藥物的細(xì)胞毒性[31]。土槿乙酸(PAB)治療卵巢癌的過(guò)程中，LC3-Ⅱ水平升高，聯(lián)合氯喹(CQ)后，LC3-Ⅱ水平下降，PAB對(duì)卵巢癌細(xì)胞殺傷性增強(qiáng)[32]。卜靜等[33]研究發(fā)現(xiàn)，3-MA可顯著提高順鉑對(duì)肺腺癌A549細(xì)胞的敏感性，提高化療效果。

自噬抑制劑已被廣泛用于恢復(fù)耐藥癌細(xì)胞對(duì)治療的敏感性，從而提高抗腫瘤藥物的作用[34]。利用自噬抑制劑輔助治療聯(lián)合細(xì)胞毒性藥物是克服抗腫瘤藥物耐藥性的重要發(fā)展方向[35]。

3.3mTOR抑制劑、自噬抑制劑對(duì)卵巢癌的影響 臨床廣泛應(yīng)用的mTOR抑制劑有西羅莫司、依維莫司、替西羅莫司、NVP-BEZ235、AZD8055等。雷帕霉素可阻礙腫瘤細(xì)胞內(nèi)真核翻譯起始因子4E結(jié)合蛋白1(4EBP1)磷酸化，使腫瘤細(xì)胞停滯在G1期，最終死亡[36]。依維莫司及替西羅莫司可產(chǎn)生30%～40%腫瘤緩解率，抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)并促進(jìn)凋亡[37]。AZD8055被證明能抑制多種腫瘤細(xì)胞的增殖和生長(zhǎng)，機(jī)制可能與同時(shí)抑制mTORC1和mTORC1復(fù)合物有關(guān)[38]。PI3K/mTOR雙靶點(diǎn)抑制劑NVP-BEZ235，除可逆抑制PI3K的活性，還可下調(diào)mTORC1和mTORC2，抑制卵巢腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，誘導(dǎo)其凋亡[39]。PI3K和mTOR雙靶點(diǎn)抑制劑XL-765也顯示抗腫瘤效應(yīng)[40]。通過(guò)mTOR通路調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬以達(dá)到抑制卵巢癌藥物的發(fā)現(xiàn)[41]，為下一步工作提供了思路。

自噬抑制劑包括3-MA、CQ和巴弗洛霉素Al (Baf-A1)等。CQ可以通過(guò)破壞溶酶體的功能抑制自噬，提高化療藥物對(duì)癌細(xì)胞的殺傷作用，抑制腫瘤生長(zhǎng)[42]。鞠霖霖[43]發(fā)現(xiàn)，羥氯喹(HCQ)作為化療和免疫療法的增強(qiáng)劑，可增強(qiáng)人卵巢癌細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性。唐中園等[44]發(fā)現(xiàn)，低氧(1% O2)環(huán)境培養(yǎng)上皮性卵巢癌細(xì)胞，3-MA除抑制LC3-Ⅰ向LC3-Ⅱ轉(zhuǎn)化來(lái)抑制自噬，還具有一定的抗腫瘤轉(zhuǎn)移作用。在卵巢癌的治療過(guò)程中，抗腫瘤藥物可通過(guò)抑制PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞的自噬，從而起到抗腫瘤的作用，同時(shí)自噬抑制劑與抗腫瘤藥物聯(lián)用，可增強(qiáng)抗腫瘤藥物抑制腫瘤細(xì)胞的活性。

mTOR蛋白的活化是決定自噬體形成和成熟的關(guān)鍵蛋白，抑制mTOR的功能，可使 PI3K/AKT/mTOR通路失活，誘導(dǎo)自噬。PI3K/AKT/mTOR作為自噬研究最為廣泛的信號(hào)通路，其具體作用機(jī)制還需繼續(xù)深入研究[45]。自噬的小分子抑制劑可能會(huì)成為一種新的抗癌療法，但在卵巢癌方面卻鮮見(jiàn)報(bào)道，為下一步研究提供了新的方向。