细胞自噬在妇科恶性肿瘤中的研究进展

傅青云，尹善德，王蔼明

细胞自噬在妇科恶性肿瘤中的研究进展

傅青云，尹善德，王蔼明

细胞自噬是真核生物体内广泛存在的一种自我保护机制，主要通过降解受损或有害蛋白，或清除体内病原体等，达到保护机体免于伤害的作用。 这种类似于细胞凋亡的保护机制是否无时无刻都发挥着保护功能，细胞自噬在妇科恶性肿瘤(宫颈癌、卵巢癌和子宫内膜癌等)中有着怎样的改变，这些变化对肿瘤细胞有怎样的影响，作者就细胞自噬和妇科恶性肿瘤的关系进行阐述，了解最新的研究进展和方向，并探讨可行的自噬治疗方法。

自噬；宫颈癌；卵巢癌；子宫内膜癌

1983 年 de Duve[1]首次提出了 “ 自噬” 这 一说法，即细胞器与溶酶体结合后出现崩解的过程。 根据发生方式的不同，自噬可分为巨自噬、微自噬和分子伴侣介导自噬3类。通常说的自噬泛指巨自噬。巨自噬是指由细胞内来源的单层膜形成的杯状或新月状双层膜结构，即隔离膜[2]，包裹目标底物(受损蛋白或细胞器、病原体)封闭成熟为自噬体，再与溶酶体融合形成自噬溶酶体，将目标底物降解为小分子物质。细胞自噬作为真核生物体内广泛存在的一种自我保护机制，在人类多种疾病如神经退行性疾病、心脏疾病、感染和肿瘤发挥保护作用[3]。 自噬在肿瘤组织既能够促进肿瘤细胞生长，又能促进肿瘤细胞死亡，呈现 2种不同作用。 作者主要阐述妇科恶性肿瘤中细胞自噬的研究进展。

1 细胞自噬

细胞自噬的过程包括诱导、底物识别和选择、自噬体形成、融合和降解。 最初对自噬的研究是从酵母开始的，发现了许多自噬相关基因(autophagy associated genes，Atgs)[4]，用 Atgs 表示其编码蛋白。 在哺乳动物中也发现了类似现象，自噬相关蛋白 Beclin-1、微管 相 关 蛋 白 轻 链 3(light chain 3， LC3) 和Atg16L 的类似物酵母中的 Atg6、Atg8、Atg16。

1.1 诱导 西 罗莫 司靶 蛋白 (target of rapamycin，TOR)为丝氨酸/苏氨酸激酶，能够被生长因子、葡萄糖和氨基酸等激活，形成西罗莫司靶蛋白复合物1 (target of rapamycin complex 1， TORC1) 和 TORC2，参与自噬启动过程。在贫营养状态或使用西罗莫司时，TORC1 激活状态被抑制，Atg1 与 Atg13 和 Atg17的亲和力增加，促进 Atg1-Atg13-Atg17 复合体的形成。 该复合体是自噬体组装位点的基础构架，而自噬体组装位点是自噬体囊泡的构成部分[5]。 在哺乳动物中，Atg1 和 Atg17 的类似物分别为 Unc51 样激酶 1/2 和 FIP200(FAK-family interacting protein of 200 kDa)。 哺乳动物西罗莫司靶蛋白复合物 1(mammalian target of rapamycin complex 1， mTORC1) 激活状态被抑制后，形成 Unc 样激酶 Atg13-FIP200 复合物，该复合物在自噬启动中是必需的[6]。 生物体中广泛存在着基础水平自噬，它们基础功能的维持，有多条通路参与其中，体内激素水平、生长因子、葡萄糖及氨基酸，均可以激活磷脂酰肌醇-3 激酶 /蛋白激酶 B/mTOR 磷酸肌醇激酶和肝激酶 B1/腺苷酸活化蛋白激酶通路发挥自噬激活或抑制作用。

1.2 底物识别和选择 酵母菌通过胞质-囊泡通路完成底物的识别、选择及运输。 胞质-囊泡通路将氨基肽酶 1 前 体 (precursor form of aminopeptidase 1，preApe1)传递至囊泡并促进 Ape1 的成熟。 含有preApe1 的目标底物，被受体蛋白 Atg19 识别和结合，形成 Atg19-preApe1 聚合物；再与 Atg11 结合，募集固定到前自噬体结构膜上，最后加上 Atg8，完成目标底物复合物的包装[7]。 自噬还可以通过泛素结合蛋白 p62 和微管相关蛋白 LC3，将泛素化底物包裹传递至下一阶段，最后完成降解[8]。

1.3 自噬体形成 细胞内大部分内膜均通过出芽方式产生，而自噬体的双层膜则是在前自噬体结构上添加新膜，并募集 Atgs 形成。 Atg20 和 Atg24 被募集到基础骨架 Atg1-Atg13-Atg17 复合体上，组装完成自噬泡，并募集 2 种必须泛素样结合体 Atg12-Atg5-Atg16 和 Atg8-磷 脂 酰 乙 醇 胺 (phosphatidylethanolamine，PE) 形 成成熟自噬泡[9-10]。 富营 养时，大部分的微管相关蛋白 LC3/Atg8 都储存在胞质内；当自噬诱导后，Atg8 和 PE 结合以脂质形式存在自噬泡内外膜双侧[11]。 因此，可通过检测脂质 LC3-PE 的变化，来判断自噬水平的高低。

1.4 融合与裂解 自噬体结构完全形成后，Atg8结合的外膜会从 PE 中分离，脱落到胞质中[12]。 但参与过程的其他 Atgs 蛋白的回收及重新利用机制还需继续研究。自噬体和溶酶体的融合过程与普通的囊泡之间的融合相类似。细胞内液泡的降解依赖于一系列溶酶体酸性水解酶，将融合囊泡降解为小分子氨基酸。这部分氨基酸被转运到胞质中合成蛋白，帮助细胞在贫营养条件下维持基本功能。

2 自噬和肿瘤

细胞自噬在肿瘤中既有促存活作用，又有促凋亡机制。 在肿瘤细胞形成初期时，自噬主要是肿瘤抑制作用；当肿瘤细胞发展成熟后，自噬则可为一个肿瘤保护因子[13]。 Martinez-Outschoorn 等[14]认为，细胞间质发生自噬具有促进肿瘤生长作用，而肿瘤细胞本身发生自噬则为抗肿瘤特性。一些研究发现，在胃癌、结肠癌和皮肤癌中，自噬在肿瘤发生、发展中发挥不 同的作用[15-17]。 Liang 等[18]发现，自噬中的 Beclin-1(Atg6 同源类似物) 具有肿瘤生长抑制作用，40% ～ 75% 的乳腺癌或卵巢癌患者中伴有Becn1 基因(Beclin-1 蛋白编码基因) 的缺失。 Beclin-1的高表达可以抑制肿瘤细胞的增殖、转移和侵袭，反之则具有促进功能[19]。

2.1 宫颈癌 宫颈癌作为妇科恶性肿瘤之一，在女性恶性肿瘤中发病率仅次于乳腺癌[20]。 目前，越来越多的人关注到自噬在宫颈癌发生和发展中的作用。 在对宫颈癌 HeLa 细胞研究发现，过表达的 Beclin-1 可引起细胞自噬相关性死亡，并且随着 Beclin-1 的增多，凋亡相关蛋白含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-9 表达也增加，最后引起细胞死亡[21]，这表明细胞死亡的过程可能有自噬和凋亡共同参与完成。 在宫颈癌 CaSki 细胞中的研究表明，Beclin-1上调后会引起血管内皮生长因子和基质金属蛋白酶9 的表达减低，从而减少肿瘤细胞周围组织血供，减少肿瘤发生转移和侵入的可能[22]，这提示 Beclin-1具有抑制肿瘤转移的作用。

潘小虹[23]通过比较宫颈癌患者和正常人宫颈组织病理，发现癌变宫颈组织的 Beclin-1 和微管相关蛋白 LC3B 的阳性率较正常宫颈鳞状上皮细胞明显减低。 Cheng 等[24]发现，Beclin-1 在正常宫颈组织、宫颈上皮内瘤变和宫颈癌组织中阳性率分别为83.9%、74.3% 和 53.3%，Beclin-1 阴性是影响无进展生存期的一个独立危险因素。 Zhu 等[25]的临床研究表明，国际妇产科联合会分期为Ⅰ～Ⅱ期宫颈鳞癌患者中 Beclin-1 和微管相关蛋白 LC3 高表达阳性率较正常人明显减低；且与低表达组相比，高表达Beclin-1 组 3 年存活率较高。 肿瘤的发生和较低水平的 Beclin-1 存在相关性，可以用 Beclin-1 表达水平来预测发生肿瘤的风险及预后。化学药物治疗肿瘤时，自噬可能会降低药物对于肿瘤细胞的杀伤作用。 Xu 等[26]发现，敲除 Beclin-1 蛋白编码基因能够增强紫杉醇对于 HeLa 细胞的杀伤效果；可通过抑制细胞自噬水平，增加化疗药物对于肿瘤细胞的敏感性，提高生存率。

2.2 卵巢癌 近几年我国卵巢癌发病率呈现上升趋势，卵巢癌早期很难被发现，确诊时多为晚期，病死率排在妇科恶性肿瘤首位。卵巢癌患者中部分伴有 Becn1 基因的缺失，该基因位于 17p21 上[27]。 微管相关蛋白 LC3 作为自噬体囊泡重要组成结构，其编码基因微管相关蛋白 LC3 位于 16q24.1 上，在前列腺癌、乳腺癌和卵巢癌中容易缺失[28]。 Zhao 等[29]发现，Beclin-1 在卵巢交界性或恶性肿瘤中表达要明显高于正常或良性病变卵巢组织。 Cai 等[30]的研究也发现，上皮性卵巢恶性和交界性肿瘤中 Beclin-1 表达较良性肿瘤及正常人高，且恶性肿瘤患者 Beclin-1高表达组的存活率明显高于低表达组。 可见 Beclin-1在卵巢肿瘤的作用和在宫颈癌中的作用有所不同，这可能与不同组织病理类型有一定关系。

Katagiri 等[31]在研究卵巢透明细胞癌中发现，Beclin-1 阳性表达组在行细胞减灭术后，其无进展生存时间要明显长于 Beclin-1 阴性表达组。 在治疗卵巢癌时，辅以药物化疗，通过阻滞自噬增强达到封锁肿瘤细胞自身逃避的作用[32]。 肿瘤发生后，肿瘤细胞可能利用自噬来抵御各种不良条件，如缺血、缺氧及化疗药物的杀伤等，不同分型的卵巢癌对于不良环境的耐受也各不相同[33]。

2.3 子宫内膜癌 目前对于自噬的研究主要集中于前两者，自噬和子宫内膜癌关系的研究相对较少。Dong 等[34]发现激素依赖型子宫内膜癌中自噬通路处于高度激活状态，有利于癌细胞生长。 高水平表达微管相关蛋白 LC3 内膜癌患者的存活率较低表达者明显降低[35]。 Giatromanolaki 等[36]发现，内膜癌组织中 Beclin-1 高水平表达，且 Beclin-1 的水平和肌层浸润程度呈正相关，和5年生存率呈负相关。钱学茜和万小云[37]认为，子宫内膜癌的自噬水平均较正常子宫内膜及不典型增生内膜低。赵剑虹等[38]发现，正常子宫内膜组织、增生子宫内膜组织、子宫内膜癌组织中 Beclin-1 阳性率分别为 99.3%、58.82%、34.18%，Beclin-1 表达程度和内膜癌细胞分化和组织学类型有关，与手术病理分期及肌层浸润程度无关。这种不同的研究结果，可能与内膜癌的不同分期有关。 在治疗内膜癌时，紫杉醇引起的自噬作用有利于癌细胞部分逃避药物的杀伤；自噬抑制剂治疗，可降低自噬水平，提高药物效果[39]。

细胞分裂增殖过程本是一个有序的过程，当有序被破坏，而体内监测系统也未能发现这些错误，这时极易出现蛋白分子或细胞的异型性改变。自噬在细胞增殖生长过程中，与细胞凋亡一起发挥着调控的作用越来越受到瞩目。 目前，妇科肿瘤的发病率呈增高趋势，主要的治疗方式是手术，再辅以化疗。如在化疗过程中，给予促进或抑制自噬的药物，或许可以高效地杀伤肿瘤细胞[40]。 还可以利用自噬相关蛋白表达水平评估疗效，甚至是预测5年生存率。相对于治疗肿瘤，预防肿瘤显得更有价值。 自噬水平检测，了解组织的健康状况，并根据情况给予有针对性措施，可以做到早期发现，并给予及时治疗。

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A review of autophagy and gynecologic cancers

FU Qingyun1，2， YIN Shande1， WANG Aiming1
(1.Department of Obstetrics and Gynecology， Navy General Hospital， Beijing 100048，China；2.Postgraduate School， Anhui Medical University， Hefei Anhui 230032， China)

Autophagy is a common self-defended mechanism in all the eukaryotes， and it protects cells or organs from the noxious protein and the pathogen by degrading.Does the autophagy plays positive effect in the tissue all the time that similarly to the apoptosis， what happens between autophagy and gynecologic cancers(cervical cancer， ovarian cancer， endometrial cancer) ， and the influence on the tumorigenesis and progression were unknown.This review illustrates the function of autophagy in the gynecologic cancers， and describes the latest development and therapy schedule about autophagy.

Macroautophagy； Cervical cancer； Ovarian cancer； Endometrial cancer

R737.3

A

2095-3097(2017)01-0051-04

10.3969/j.issn.2095-3097.2017.01.014

2015-12-24 本文编辑:徐海琴)

“十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAI32B05)

100048 北京，海军总医院妇产科(傅青云，尹善德，王蔼明)；230032 安徽 合肥，安徽医科大学研究生院(傅青云)

王蔼明，E-mail:one＿army＠sina.com