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c-FLIP在前列腺癌过表达的研究进展*

2012-01-26冷远景王共先

中国病理生理杂志 2012年6期
关键词:雄激素存活活化

冷远景, 陈 捷, 王共先

(南昌大学第一附属医院泌尿外科,南昌大学泌尿外科研究所,江西南昌330006)

前列腺癌(prostatic carcinoma,PCa)为欧美发达国家男性最常见的恶性肿瘤之一,是老年男性恶性肿瘤死亡的首要原因[1]。在我国随着社会人口老龄化、前列腺特异性抗原(prostate specific antigen,PSA)普查和临床诊疗技术的提高,PCa的发病率呈上升趋势。PCa患者早期诊断时多对激素剥夺治疗(androgen deprivation therapy,ADT)敏感,称为雄激素依赖性前列腺癌(androgen-dependent prostate cancer,ADPC)。但长时间的ADT时,ADPC会逐渐演变为雄激素非依赖性前列腺癌 (androgen-independent prostate cancer,AIPC)。Fas相关死亡域样白细胞介素1β转换酶抑制蛋白(cellular FLICE-inhibitory protein,c-FLIP)作为一种抗凋亡蛋白,参与死亡受体(death receptor,DR)信号通路。c-FLIP的表达在PCa中具有重要意义,可能是AIPC和ADPC治疗新的基因靶点[2]。为此本文介绍c-FLIP的一些概况及在PCa过表达意义的研究进展。

1 c-FLIP概述和功能

DR信号通路配体包括FasL、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor α,TNF - α)、肿瘤坏死因子相关弱凋亡诱导配体(TNF-like weak inducer of apoptosis,TWEAK)/APO-3L和肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TNF-related apoptosis-inducing ligand,TRAIL)/APO-2L,通过与相对应的受体Fas/CD95、TNFR -1、DR3/AP0-3、DR4/5结合并活化,活化后的Fas相关死亡域(Fas-associated death domain,FADD)能够与procaspase-8形成复合物,激活DR信号通路,诱导细胞凋亡。TRAIL和TWEAK配体能特异性诱导肿瘤细胞凋亡而不损伤正常细胞,在肿瘤治疗可能具有重要意义[3-4]。但往往肿瘤中存在c-FLIP过表达的情况,影响TRAIL的治疗效果。

c-FLIP 又称 Casper、iFLICE、FLAME -1、CASJ、CLARP、MRIT或usurpin,其基因转录时有13种mRNA剪接变异体,但目前在细胞中只能检测到3种蛋白产物,即 c-FLIP(L)、c-FLIP(S)和 c-FLIP(R)。其中c-FLIP(L)分子量约55 kD,N端有2个死亡效应结构域(death effect domain,DED),C端含有无生物学活性的caspase-8样结构域;c-FLIP(S)和c-FLIP(R)分子量分别为2.6 kD 和2.4 kD,N'端结构与 c-FLIP(L)类似,但C端比 c-FLIP(L)短,且C端无caspase-8样结构域。c-FLIP结构类似于 procaspase-8,其3种亚型蛋白产物的DED均能竞争性与DR的FADD结合,抑制caspase凋亡通路,从而维持细胞存活。Chang等[5]发现c-FLIP仅在高剂量时才表现抗凋亡作用,而低剂量的c-FLIP却表现为促凋亡功能。因此,降低PCa细胞c-FLIP过表达水平,可能会提高肿瘤细胞的凋亡敏感性。

2 雄激素受体信号通路调控c-FLIP表达

雄激素受体(androgen receptor,AR)信号通路存在于前列腺组织,被认为与前列腺生长、PCa细胞存活及AIPC进程均有一定联系。AR信号通路主要从两方面调控c-FLIP表达:(1)当内源性雄激素配体如睾丸激素、二氢睾酮活化AR,活化的AR进入细胞核内,通过 INNP4B/Akt/NF - κB/FBX10/c - Fos[6-8]通路使c-FLIP表达;(2)此外作为AR靶向基因的c- FLIP[9-11],其非编码区存在雄激素反应元件(androgen response elements,AREs),能够与活化的AR的DNA区域(DNA-binding domain,DBD)结合,形成复合物c-FLIP(AREs)-DBD(AR),此复合物也可使c-FLIP表达上调[11]。AR的辅调节因子如FOXO3a等在调控AR与其靶向基因结合的同时,也可调控c-FLIP的表达[12]。ADT时:一方面上述信号通路被阻断,Akt/PI3K途径受到抑制,c-Fos上调,c-FLIP表达下降;另一方面也影响AR的活化,从而不能与c-FLIP的DBD结合,抑制了c-FLIP表达。可以认为,活化的AR可调控c-FLIP的表达水平。

3 过表达的c-FLIP维持PCa细胞的存活与生长

细胞凋亡是机体正常细胞在生理和病理性刺激后,高度有序基因调控下,一系列酶参与的引起自发死亡过程。当前列腺细胞发生癌变时,基因调控紊乱,表现为抗凋亡基因表达上调,促凋亡基因表达下降。Kim 等[13]发现 96.3%(103/107)PCa 患者组织存在抗凋亡蛋白c-FLIP的强阳性表达。Christian等[14]发现,转染c-FLIP表达质粒至PC-3细胞荷瘤鼠能影响蛋白酶小体(proteosome)抑制剂硼替佐米(bortezomib)的治疗效果,54%的PC-3细胞荷瘤鼠肿瘤体积并没有明显变化,而对阴性对照组有治疗作用。蛋白酶抑制剂虽能诱发处于快速分裂中的癌细胞的凋亡,但主要途径仍是通过细胞外凋亡途径即caspase途径,而表达的c-FLIP能够抑制procaspase-8的激活,阻断caspase凋亡途径,因此转染c-FLIP表达质粒至PC-3细胞荷瘤鼠对硼替佐米的治疗具有抵抗作用。

ADPC和AIPC细胞的生长和存活均需要一定的c-FLIP表达:当ADT作用于雄激素依赖的LNCaP细胞时,c-FLIP表达下调,诱导肿瘤细胞凋亡。如再继续ADT时,AR受体有可能会发生突变,其机制尚不明确。突变后的AR受体对雄激素异常敏感,表现为异常活化,而此时LNCaP细胞的c-FLIP表达水平升高,LNCaP细胞虽对ADT有抗性,但生长仍依赖于雄激素信号通路,只是此时雄激素信号通路的激活并不依赖于雄激素的存在,而是由于发生包括雄激素受体突变在内的改变导致该雄激素信号增强,此时单一的ADT对于AIPC效果往往较差。如使用低剂量12-O-十四烷酰佛波乙酸酯-13(12-O -tetradecanoylphorbol-13-acetate,TPA)降低LNCaP细胞的c-FLIP水平,可使LNCaP细胞重新对凋亡敏感化[15]。AIPC细胞的存活也同样需要c-FLIP过表达的维持[16]:体外实验发现低表达的PC-3细胞易受TRAIL诱导凋亡的影响;c-FLIP表达上调时,PC-3细胞对TRAIL诱导的凋亡不敏感。可能c-FLIP同时通过抑制介导激活细胞内源性线粒体途径,维持 PCa细胞的存活[17]。有理由相信,高表达的c-FLIP在维持ADPC和AIPC的细胞生长与繁殖有着重要的地位。

4 过表达的c-FLIP影响AIPC的进程

AIPC的形成机制较为复杂,可能与肿瘤的异质性、AR异常变异及凋亡基因调控失调等方面有关。近几年发现c-FLIP与雄激素非依赖性PCa形成有一定联系:(1)ADT时,ADPC的c-FLIP表达上调,而在AIPC中无变化[18];(2)动物实验通过转染c-FLIP基因至LNCaP细胞的荷瘤鼠发现耐受ADT时间短于对照组[11]。这可能是由于长时间治疗ADPC时,引起AR受体突变后的异常活化,同时也在加速AIPC的形成,此外,也会引起c-FLIP表达上调。因此认为,c-FLIP的过表达参与了AIPC的进程,这对于治疗AIPC或延缓其进程具有重要临床意义。

5 过表达的c-FLIP作为PCa的治疗靶点

上述已介绍c-FLIP对于维持PCa细胞的存活、生长及促进AIPC均有一定联系,有效调节c-FLIP的过表达水平对于延缓AIPC及促进凋亡有一定作用。体外实验发现第4代促性腺激素释放激素(gonadotropin-releasing hormone,GnRH)拮抗剂Ozarelix对于PC-3、DU-145细胞具有抑制其增殖作用,其机制是降低肿瘤细胞的c-FLIP的表达,诱导 PCa 细胞凋亡敏感化[19]。Yasukochi等[20]研究发现在体外实验中组织蛋白酶E对于PCa细胞增殖具有抑制作用,并且不受耐阿霉素治疗PCa细胞作用的影响。他们认为组织蛋白酶E对PCa细胞的抑制作用是通过降低肿瘤细胞的c-FLIP表达水平,联合使用组织蛋白酶E和阿霉素对于治疗化疗抵抗性的PCa是有效的。Jung等[21]迅速激活DU-145细胞的腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)后发现,DU145能抵抗Fas介导的DR信号通路,而抑制DU145的 AMPK会降低c-FLIP的表达水平,激活 DR信号通路。Symes等[22]发现米托蒽醌和多西紫杉醇能够杀死PCa细胞的作用机制同样也是因为降低c-FLIP的表达水平,此外,白细胞介素-8及MG-132通过降低c-FLIP表达诱导PCa细胞凋亡敏感化[23-24]。因此抑制 PCa细胞的c-FLIP表达对治疗PCa具有一定作用[25]。

6 展望

c-FLIP作为抗凋亡蛋白,通过竞争性抑制DR的 Fas/CD95、TNFR -1、DR3/AP0-3、DR4/5与 procaspase-8结合,抑制细胞凋亡。研究证实了AIPC的组织中存在c-FLIP过表达的情况,进而对DR介导的凋亡信号产生抵抗作用。体内、外实验发现直接或间接抑制PCa细胞的c-FLIP表达能诱导PCa细胞凋亡敏感化。本文作者认为c-FLIP可能是PCa有效的基因治疗靶点,如何有效、特异地降低肿瘤组织c-FLIP水平可能将成为雄激素非依赖性(或难治性)PCa的治疗重点之一。降低肿瘤组织的c-FLIP不仅能诱导PCa细胞凋亡,还能延缓甚至逆转AIPC形成,在PCa基因治疗的基础研究中具有积极意义。

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