细胞自噬与乳腺癌他莫昔芬耐药相关性的研究进展
2019-02-12吴喜成
吴喜成
(四川大学,四川 成都 610000)
乳腺癌是我国妇女常见恶性肿瘤,病因复杂,与激素、生殖、遗传、营养、环境等相关。目前每年新发病例约 28 万例,近 10 年呈上升趋势,且患者趋于年轻化[1-2]。雌激素受体(Estrogen receptor,ER)阳性 (ER+) 和/或孕激素受体(Progestrone receptor,PR)阳性(PR+)乳腺癌约占所有乳腺癌的 75% ,内分泌治疗是其有效治疗方式之一[3]。他莫昔芬(Tamoxifen,TAM)为人工合成的非甾体类抗雌激素药物,普遍地应用于ER+的乳腺癌患者,明显延长患者的生存期。然而,他莫昔芬耐药使治疗失败[4]。细胞自噬是指细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的一种自我保护机制,主要作用是清除细胞内错误折叠蛋白或损伤细胞器,以维持细胞稳态[5]。有研究发现,细胞自噬与乳腺癌他莫昔芬耐药密切相关[6]。本文探讨细胞自噬在乳腺癌他莫昔芬耐药中的可能机制。
1 细胞自噬在肿瘤发生发展中的作用
1.1 细胞自噬的分子机制
细胞自噬是进化过程中高度保守的自我调节,可分为微自噬(或小自噬,Microautophagy)、巨自噬(或大自噬,Macroautophagy)和分子伴侣介导的自噬(Chaperone-mediated autophagy)。微自噬是通过溶酶体或液泡表面直接吞噬特定的细胞器将其降解;巨自噬会形成自噬体(Autophagosome),包裹细胞质中的物质并与溶酶体结合形成自噬溶酶体,然后在自噬溶酶体中将物质降解,最终将降解后的物质用于细胞生存和功能维持;分子伴侣介导的自噬则是通过分子伴侣将胞浆蛋白导入溶酶体内腔进行降解的过程[7-8]。巨自噬与微自噬通常是非选择性的过程,而分子伴侣自噬为选择性降解过程。在分子伴侣自噬过程中,热休克蛋白(Heat shock proteins,HSP70)特异性识别具有 KFERQ基序的底物,只有被识别之后的这一类底物才可以被运送至溶酶体进行降解[9]。
1.2 细胞自噬维持肿瘤细胞增殖与存活
自噬通过降解肿瘤细胞内的受损细胞器或其他物质,为肿瘤细胞的增殖提供营养物质。在葡萄糖或氨基酸缺乏的条件下,肿瘤细胞生长增殖受到抑制,在这样的条件下诱导自噬,可给肿瘤细胞提供能量维持肿瘤细胞快速增殖和存活[10]。此外,新的证据表明,自噬在肿瘤发生过程中发挥着其他作用。Lock R等[11]研究表明,自噬通过协调生产多种分泌因子,如白细胞介素-6、金属蛋白酶2和WNT5A等促进癌细胞侵袭。致癌rasf驱动的癌细胞侵袭中,一个完整的自噬途径是必须的。即自噬可以通过维持肿瘤细胞存活和促进肿瘤细胞侵袭两方面对肿瘤的发生发展进行正性调控。
1.3 细胞自噬促进肿瘤细胞死亡
处于正常范围的自噬对细胞的生长发育起一定的保护和修复作用,但是过度的自噬可破坏细胞内正常的蛋白质和细胞器,导致不可逆的细胞损伤和死亡,亦可诱发细胞凋亡与坏死。当细胞能量水平较低时,LKB1肿瘤抑制因子磷酸化并激活amp活化蛋白激酶,从而通过多种途径抑制生长,包括抑制大多数人类癌症中激活的mTORC1(雷帕霉素复合物1的哺乳动物靶点)激酶,可显著延迟肿瘤的发生[12]。Liu He等[13]利用体外黑色素瘤形成模型,将突变的癌基因BRAF (v-raf小鼠肉瘤病毒癌基因同源物B)导入正常的人类黑色素细胞,证明ATG5的下调促进了黑素细胞的增殖,证实自噬抑制肿瘤的发生。
2 他莫昔芬治疗乳腺癌的现状
内分泌治疗在HR+乳腺癌的术后辅助治疗、晚期乳腺癌的一线治疗以及后续的解救治疗中均起着重要的作用。目前,可供选择的内分泌治疗药物包括芳香化酶抑制剂、抗雌激素药物、促黄体生成素释放激素类似物和孕酮制剂等。TAM是最常用的抗雌激素药物。然而,他莫昔芬耐药将导致治疗失败。目前认为乳腺癌他莫昔芬耐药机制主要有两种,即PI3K/AKT/mTOR细胞信号通路和cyclinD1/ cyclind依赖性激酶4/6细胞周期通路[15]。Ribas和他的同事[16]证明,用AZD5363抑制AKT可使细胞对他莫西芬重新敏感,并可在体内阻止激素无关细胞的出现。Sun Wei等[17]发现一种新的lncRNA,将其命名为LOL,通过对374例腔内乳腺癌的临床分析表明,LOL是腔内BC生存不良的独立预后因素。提出使用临床前/临床药物(如BRD4抑制剂)靶向LOL可能是抑制腔内乳腺癌进展和他莫西芬耐药性的一种有前途的方法。Wei Li等[18]发现乳腺癌他莫昔芬耐药的形成与ER-c-Src-HER2复合物的形成密切相关。ER-c-Src-HER2复合物的形成受c-Cbl过表达的干扰,c-Cbl可以通过抑制ER-c-Src-HER2复合物的形成,逆转her2过表达乳腺癌细胞对他莫西芬的耐药性。
3 细胞自噬在乳腺癌他莫昔芬耐药中起到的作用
Priyank Kumar等[19]提出,自噬在多重耐药现象中具有双重作用,并且自噬与耐多药转运体的形成密切相关,但自噬和MDR的双重作用机制目前尚不清楚。
3.1 细胞自噬与乳腺癌细胞凋亡
凋亡抵抗是肿瘤治疗抵抗包括内分泌治疗耐药的重要原因。MJ Abedin等[20]发现细胞自噬生存反应与乳腺癌细胞后营养饥饿或暴露于他莫昔芬有关,自噬在延迟DNA损伤反应中扮演者重要的角色,通过延迟乳腺癌细胞的凋亡而使乳腺癌细胞产生耐药性,并为自噬抑制剂结合传统化疗药物治疗早期乳腺癌提供新的策略。WeiLiang Sun等[21]的研究表明表阿霉素诱导人乳腺癌MCF-7细胞自噬。表阿霉素诱导的自噬保护MCF-7细胞不受表阿霉素诱导的凋亡。此外,抗表阿霉素的MCF-7细胞自噬水平升高,抑制自噬可恢复MCF-7er细胞对表阿霉素的敏感性。临床应用的自噬抑制剂的使用可能是乳腺癌治疗的重要策略之一。
3.2 细胞自噬与胆固醇代谢
他莫昔芬的一个非靶点是微粒体抗雌激素结合位点(AEBS),这是一种由胆固醇-5,6-环氧化物水解酶(Cholesterol-5, 6-epoxide hydrolase,ChEH)组成的多蛋白复合物,参与胆固醇生物合成的后期。他莫昔芬等选择性ER调节剂在药理学剂量下刺激氧化应激,抑制ChEH亚单位,触发胆固醇-5,6-环氧化物代谢物的产生和积累,导致乳腺癌细胞分化和死亡。Julie Leignadier等[22]的研究表明抑制AEBS亚基的胆甾原活性也会导致甾醇前体的积累,从而引发生存自噬,损害他莫昔芬的疗效。并且强调了胆固醇代谢在他莫昔芬药理学中的作用,为提高其治疗乳腺癌和其他癌症的疗效提供了新的线索,并为开发更有效的乳腺癌治疗药物提供了新的理论基础。
3.3 细胞自噬与未折叠蛋白反应
近年研究表明,未折叠蛋白反应的异常激活和未折叠蛋白反应组分的上调参与了乳腺癌细胞的生长、凋亡和药物治疗的抵抗[23]。抗雌激素治疗能诱导乳腺癌细胞出现未折叠蛋白反应,且相对于内分泌治疗敏感细胞,耐药乳腺癌细胞出现未折叠蛋白反应更早,基因敲减ERα后能抑制未折叠蛋白反应,并诱导细胞自噬[24]。低氧肿瘤环境和葡萄糖剥夺参与了内分泌治疗的耐药性,导致未折叠蛋白反应的长期激活[25],GRP78作为未折叠蛋白的核心调节因子,它的过表达能够抑制他莫西芬的作用,而它的下调使其对内分泌治疗具有敏感性[26]。
4 结语与展望
近年来,随着自噬抑制剂作为潜在的抗癌药物的引入,自噬被认为是抗癌干预的创新靶点[27]。多种自噬不同阶段的活性抑制剂被研发出来,但临床唯一批准使用的自噬抑制剂是抗疟疾氯喹及其衍生物,如羟基氯喹(Hydroxychloroquine,HCQ)[28]。HCQ能够抑制溶酶体酸化,阻止自噬体降解,从而抑制自噬。与单纯内分泌治疗相比较,HCQ与他莫昔芬联合治疗ERα阳性乳腺癌具有更好的疗效[29]。此外,Maxwell Thressi等[30]的研究发现,牛蒡子苷能够抑制mTOR通路的激活,导致自噬细胞死亡和ER阳性的人乳腺癌细胞ER表达减少,并且牛蒡子苷联合他莫西芬治疗并不影响乳腺癌细胞对他莫西芬的敏感性,反而两者具有协同作用。牛蒡子苷的服用不仅对激素敏感性癌症患者是安全的,而且可能是一种有效的联合治疗。
综上所述,细胞自噬参与了乳腺癌他莫昔芬的耐药,但其具体分子机制尚未完全阐明,仍有许多问题亟待解决。