嘌呤能配体门控离子通道 7受体与宫颈癌关系的研究进展△

陈永红，付捷，黄馨萍，李若男，刘新悦，赵荣兰

潍坊医学院医学检验学系，山东 潍坊261053

P2受体是与核苷酸类物质如三磷酸腺苷（ade‐nosine triphosphate，ATP）相结合的细胞膜受体，可分为P2X和P2Y受体家族，其中P2X受体家族又分为7个亚型（P2X1～7），嘌呤能配体门控离子通道 7 受体（purinergic ligand‐gated ion channel 7 re‐ceptor，P2X7R）为P2X家族中最晚克隆的受体，参与肿瘤细胞的生长、增殖与凋亡[1‐2]。宫颈癌是一种常见的恶性肿瘤，发病人群主要见于低收入和中等收入国家的女性，其发病最主要原因为人乳头瘤病毒（human papilloma virus，HPV）长期慢性感染，尤其是高风险的HPV16/18[3]。各型HPV引起的癌变类型不一、复杂多样，临床常见的病理类型有子宫颈鳞状细胞癌、腺癌等[4]。统计数据显示，近年来宫颈癌在全世界高收入国家的发病率及病死率均有所下降，而在低收入和发展中国家呈上升趋势，且发病年龄日趋年轻化[5]。研究表明，P2X7R在宫颈癌的发生和进展中有着重要作用，阐明其在该肿瘤中的表达及作用机制对于宫颈癌的治疗和预后具有重要意义。

1 P2X7R的结构、分布及功能

1.1 P2X7R的结构与体内分布

P2X7R编码基因位于12q24.31，含13个外显子，由595个氨基酸残基组成，包括氨基（N）端和羧基（C）端、两个跨膜结构域以及一个保守的胞外环，对P2X7R发挥其独特功能具有重要意义[6]。多种信号调控分子例如细胞骨架结合蛋白、Src同源结构域3（SRC‐homology domain 3，SH3）、1型肿瘤坏死因子受体（tumor necrosis factor receptor 1，TN‐FR1）含有与P2X7R羧基端相似的蛋白结合基序，提示P2X7R可能作为多个信号通路的共同调控节点[7]。另外，其胞外环保守区域富含半胱氨酸，被认为是ATP结合位点[7]。正常情况下，P2X7R表达于人体多种细胞，如免疫细胞、血源性细胞和胶质细胞等；病理情况下，P2X7R在不同细胞类型中的表达水平存在一定差异，既可高表达也可低表达，与疾病类型有关[7‐9]。

1.2 P2X7R的功能

P2X7R属配体门控离子通道，ATP为其天然激动剂，与嘌呤受体家族的其他成员相比，P2X7R与ATP的亲和力最低，其激活后最主要的功能是形成离子通道和膜孔，且在不同ATP浓度下发挥不同作用：胞外低浓度ATP作用时，P2X7R被快速激活（几毫秒内），选择性膜通道打开，允许K+、Na+、Ca2+等阳离子通过；持续ATP刺激时，P2X7R会形成较大非选择性膜孔，允许亲水性的溶质分子（分子量＜900 kD）通过[10‐13]。P2X7R还参与调控多种生理病理过程，例如激活炎症小体，调节白细胞介素（in‐terleukin，IL）‐1β和 IL‐18释放，刺激金属蛋白酶导致细胞表面分子如CD23、CD27和CD62L的脱落以及作为清道夫受体独立介导细胞吞噬作用而不依赖于细胞外ATP的激活[14]。除此之外，活化后的P2X7R还能通过诱导细胞因子分泌从而参与细胞增殖和肿瘤转移[15]。

2 P2X7R在肿瘤中的双重作用

大量研究证实，肿瘤的发生和发展与P2X7R在肿瘤细胞表面的表达水平密切相关。不同类型肿瘤中P2X7R表达水平不同，既可能促进肿瘤细胞生长增殖、诱导肿瘤的侵袭性、改变肿瘤的微环境，又可能发挥促进肿瘤细胞凋亡、抑制其生长增殖的作用[16‐17]。

2.P2X7R高表达促进肿瘤细胞生长和增殖

P2X7R于自发性神经母细胞瘤N2a细胞中活化后，可诱导细胞释放P物质，促使肿瘤细胞生长[16]。Slater等[18]研究发现，在正常和轻度增生的乳腺上皮组织中P2X7R几乎不表达，而在乳腺癌（导管癌或小叶癌）中却高度表达。同时，研究显示，乳腺癌组织中的雌激素受体（estrogen receptor，ER）与P2X7R表达呈正相关，雌激素作用于ER使P2X7R的表达水平升高，进而促进乳腺癌细胞增殖[19]。位于单核系髓源抑制性细胞（monocytic myeloid‐de‐rived suppressor cell，M‐MDSC）膜上的P2X7R能介导精氨酸酶 1、转化生长因子‐β1（transforming growth factor‐β1，TGF‐β1）表达水平升高及活性氧分泌增多，从而促进肿瘤生长[20]。研究发现，在急性T淋巴细胞白血病小鼠模型中，腹腔巨噬细胞上P2X7R的表达水平与白血病进程有关，且随病程延长呈逐渐上升趋势[21]。成骨细胞上的P2X7R可通过激活活化T细胞核因子1（nuclear factor of ac‐tivated T‐cell 1，NFATc1）、磷脂酰肌醇3‐激酶（phos‐phoinositide 3‐kinase，PI3K）/蛋白激酶 B（protein ki‐nase B，PKB，又称AKT）、Ras同源基因（Ras homo‐log gene，Rho）/Rho相关螺旋卷曲蛋白激酶（Rho‐associated coiled‐forming protein kinase，ROCK）、血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等信号途径，造成成骨细胞的损伤以及早期肿瘤的发生[22]。大黄素可作为P2X7R抑制剂应用在人A549肺腺癌细胞和MDA‐MB‐435乳腺癌细胞中，抑制其在体内及体外的侵袭和迁移[23]。构建P2X7R短发夹RNA表达载体特异性封闭P2X7R、应用P2X7R拮抗剂KN‐62均能有效抑制MCF‐7乳腺癌细胞中P2X7R的表达，从而诱导细胞凋亡并降低细胞增殖水平[24]。P2X7R在3种恶性胸膜间皮瘤（malignant pleural mesothelioma，MPM）细胞系中均有表达，其选择性阻断剂AZ10606120可抑制MPM小鼠肿瘤细胞的增殖，提示P2X7R可能成为治疗MPM的新靶点[25]。

2.P2X7R的抑癌作用

在某些肿瘤组织中，P2X7R高表达可抑制肿瘤生长与增殖，而低表达可促进某些肿瘤的发生发展[16]。研究表明，肿瘤细胞中的P2X7R高表达可促进肿瘤发展，而宿主细胞中的P2X7R高表达可抑制肿瘤的生长；肿瘤发生时，宿主P2X7R缺失可严重影响其抗肿瘤免疫功能[15]。研究发现，阻断P2X7R可保护肠上皮细胞免于凋亡，并促进其增殖，这与TGF‐β1产生增加有关[26]。P2X7R作为一种膜受体，抑制肿瘤细胞增殖的作用受多种激动剂和抑制剂的调控。苯甲酰基苯甲酰ATP[2’，3’‐O（‐4‐Benzoylbenzoyl）‐ATP，BzATP]是P2X7R特异性激动剂，实验表明，对结肠炎相关性结肠癌（coli‐tis‐associated cancer，CAC）模型小鼠施用 BzATP，结果显示该激动剂可通过激活P2X7R抑制小鼠肠道肿瘤组织信号转导与转录激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）的磷酸化，从而抑制肿瘤细胞增殖[27]。在乳腺癌MDA‐MB‐231和MCF‐7细胞中，P2X7R低表达促进肿瘤细胞的克隆形成并抑制其凋亡，这与肿瘤组织中miRNA‐150过表达并与P2X7R的3'非翻译区结合，使P2X7R表达水平下降有关[28]。

3 P2X7R在宫颈癌中的表达及临床意义

P2X7R作为一种离子通道型受体，在肿瘤的演化中发挥着重要作用，通过影响不同信号转导通路的调节基因、蛋白激酶和下游分子等表达和产生，参与包括蛋白质合成、细胞增殖、凋亡、生长抑制等生理过程。研究表明，P2X7R表达水平下降可能与宫颈癌发生存在一定的相关性，在其激动剂BzATP诱导下，P2X7R可介导正常宫颈细胞及肿瘤细胞发生凋亡[9,29‐30]。

在正常的子宫组织内，P2X7R在子宫腔内膜、子宫颈内膜及外宫颈的上皮组织中均有表达[9]。研究显示，与肿瘤细胞相比较，P2X7R在正常宫颈细胞中的表达水平更高，在其天然配体ATP作用下，P2X7R可被活化，导致Ca2+内流增加，激活Ca2+依赖的caspase 9，进而介导线粒体凋亡通路，诱导宫颈上皮细胞发生凋亡[9,31]。

大量研究表明，HPV与宫颈癌密切相关，往往以整合到宿主基因组的方式进行复制[32]。Ki‐67是一种核抗原，标志着细胞增殖的过程[33]。p16是一种肿瘤抑制因子，可抑制细胞周期蛋白依赖性激酶4和6，这些激酶将G1期的检查点调节到S期[34]。当HPV感染宫颈上皮细胞后，Ki‐67、p16等表达会随之发生改变[35]，且p16/Ki‐67双重染色可作为宫颈癌筛查的辅助标志物[36‐37]。实验证明，P2X7R在宫颈病变组织中的表达与高危HPV的阳性循环阈值（cycle threshold，CT）呈正相关，在宫颈癌组织中的表达与Ki‐67及p16呈负相关，因此，P2X7R对预测宫颈癌的发生发展具有重要参考价值，对肿瘤的治疗、预后有指导意义[9,30]。

P2X7R在宫颈癌细胞中表达水平较正常宫颈细胞低，这与宫颈细胞的生长密切相关；P2X7R可通过参与诱导细胞凋亡这一生理过程参与肿瘤细胞的演化，而宫颈癌细胞中P2X7R表达水平降低，这对宫颈癌的发生、发展具有重要意义[38]。研究表明，在宫颈癌患者子宫组织中P2X7R可产生名为P2X7‐j的突变体，人类正常的宫颈组织和肿瘤组织的裂解物中均可见其表达，且表达水平无显著差异，但肿瘤组织中缺乏具有免疫活性的P2X7R同源三聚体，可导致机体抗肿瘤作用下降，更易诱发肿瘤[9,16]。研究显示，在癌变子宫颈细胞中，可发现P2X7R的自然截短变体，截短的P2X7R无法介导细胞凋亡，而是以一种被认为是自动异源寡聚化的方式与野生型P2X7R相互作用，与肿瘤细胞相比，新型截短的P2X7R在正常子宫颈细胞中的表达相对较少[39]。临床数据显示，在子宫内膜非典型增生、子宫内膜癌等患者的子宫组织中，全长P2X7R的mRNA及蛋白水平较正常组织而言往往更低；P2X7‐j在正常细胞与宫颈癌细胞中的表达水平相似，但可与全长P2X7R相互作用并形成杂聚体，从而对细胞膜孔的形成产生抑制作用，无法诱导细胞凋亡[40‐41]。因此，进一步探究P2X7R在宫颈癌中的机制及其意义，很大程度上能为宫颈癌的诊治提供新的研究方向。

4 小结与展望

P2X7R是一种广泛表达的细胞膜受体，通过调节细胞的增殖、凋亡等生理过程，参与多种疾病的发生发展。在未来抗癌及其相关研究中，P2X7R可能成为抗肿瘤治疗的新靶点，被应用于抑制肿瘤生长等相关治疗。宫颈癌是女性常见的恶性肿瘤之一，其肿瘤细胞表面的P2X7R表达减少，可能为宫颈癌发生进展的重要原因；通过转染增加宫颈癌细胞表面P2X7R的表达，可导致肿瘤细胞凋亡，这提示提高宫颈癌患者的P2X7R表达水平，对于宫颈癌的治疗和预后可能是一个重大突破口，但P2X7R介导的体内反应具有多变性和复杂性，其在宫颈癌细胞中的具体表达和功能机制还有待进一步的探讨和研究。