热休克蛋白90在食管鳞癌中的表达及临床意义

孟迪 徐倩文 综述 孙秀威 审校

食管癌是常见的恶性肿瘤，其发病率及致死率均高[1]。最近的一项流行病学数据表明，我国属食管癌高发地区，新发病例占全球49%[2]，其中食管鳞状细胞癌(Esophagus squamous cell carcinoma，ESCC)约占食管癌病例总数的90%。ESCC起病隐匿，转移速度快，且现有治疗方法均疗效有限，5年生存率不足20%[3]。现阶段临床正在使用的一些靶向药物，如酪氨酸激酶抑制剂(Tyrosine kinase inhibitors，TKI)，通过阻断酪氨酸激酶与三磷酸腺苷的结合来抑制细胞增殖[4]，虽仍未彻底解决ESCC耐药的难题，但阻断相关信号传导的方式为ESCC的治疗提供了新思路。

1986年研究人员首次在哺乳动物中发现热休克蛋白90(Heat shock protein 90，HSP90)，其可通过改变下游蛋白的构象来调控细胞增殖的过程[5]，进而参与恶性肿瘤的发生发展。HSP90在多种恶性肿瘤组织中高表达[6-8]，研究者们也在不断探索HSP90在ESCC中的特点及作用，现已发现多条HSP90相关的信号传导通路，相应的抑制剂也取得了控制肿瘤进展的初步成效，提示我们治疗ESCC的潜在新方向。

1 HSP90的基本特性

热休克蛋白(Heat shock proteins，HSPs)是一类在应激状态下产生的序列高度保守的蛋白质，按相对分子质量大体可分为HSP110、HSP90、HSP70、HSP60及HSP27几个家族，它们以分子伴侣的角色参与下游蛋白的折叠、组装等过程，抑制细胞内蛋白质变性，对抗维持组织机能和形态所必须的细胞死亡。HSP90是目前研究者们广泛探讨的成员之一，其下游蛋白多达400余种，包括酪氨酸激酶(HER、EGFR、MET)、亚稳信号蛋白(Akt、Raf-1)、癌基因(MYC、p53)、细胞周期调节因子(CDK4、CDK6)以及甾体激素受体等[9]。HSP90的下游蛋白大多与恶性肿瘤的发生进展有着密切的关系，并且在多种恶性肿瘤组织中处于过表达或持续激活状态，所以HSP90又被称作“癌蛋白”，也是现阶段研究恶性肿瘤治疗的测试靶标之一。

2 HSP90与ESCC的发生发展

2.1 HSP90-myc途径

myc为一组原癌基因，具有转化细胞的能力，在细胞G0期到S期都可发挥作用，其产物P62c-myc是一种磷酸化的核蛋白，当它与细胞染色体结合后，会导致遗传物质增殖并重排，抑制细胞的正常分化，继而向恶性转变[10-11]。有研究表明，在61.05%的ESCC细胞中都可观察到myc基因的高表达[12]，使用myc基因的靶向抑制药物可以有效治疗ESCC[13]，证明了myc基因的存在促进ESCC的发生发展。在一项针对HSP90及其下游蛋白的研究中，研究者使用HSP90抑制剂后，观察到在肿瘤细胞内myc的表达也随之降低，证明了HSP90可以调节myc的表达[14]。基于以上研究背景，近期在一项实验中，研究者用免疫荧光和免疫共沉淀的方式，验证了小鼠ESCC模型中存在大量的HSP90-myc复合物(50%)，当使用与myc结构类似的蛋白竞争性阻断二者结合时，发现47%的小鼠体内肿瘤生长速度明显减慢，随后研究者使用HSP90抑制剂(STA-9090)观察效果，所得结果显示体内HSP90-myc高表达的小鼠，myc下降明显，治疗效果显著，而体内HSP90-myc低表达的小鼠疗效则不明显[15]。该实验证明了HSP90-myc途径在ESCC的发生发展中起重要作用，阻断此通路具备潜在的治疗价值，但也反映出了HSP90对ESCC的影响可能不止存在这一条途径，仍有部分小鼠在HSP90-myc途径被阻断后，体内肿瘤并未得到有效控制。

2.2 HSP90-HDAC6途径

组蛋白去乙酰化酶(Histone deacetylase，HDAC)是一类对染色体的结构修饰和基因表达调控均发挥着重要作用的蛋白酶，可以中止组蛋白乙酰化，从而抑制基因的正常表达[16]。其中HDAC6与家族中其他蛋白不同，其与HSP90有独特的亲和能力，是受HSP90调控的下游蛋白之一[17]。一项有关HDAC6的研究中发现，HDAC6的失活或缺失可以反向调节HSP90分子伴侣的活性，引起HSP90的乙酰化过度[18]。而在另一项有关于白血病患者免疫功能的研究中，发现了患者体内存在HSP90-HDAC6复合物[19]。在此背景下，有研究者开始探索HSP90-HDAC6在ESCC中的作用，并于近期发布了研究成果，研究表明ESCC患者体内HDAC6的表达较常人明显升高，并且HSP90-HDAC6复合物可以选择性的影响细胞a-微管蛋白，提高细胞运动能力。而在抑制HDAC6后，HSP90的“分子伴侣”功能受到破坏进而活性明显降低，ESCC细胞的增殖和转移也随之减缓。联合应用HSP90-HDAC6蛋白抑制剂，对肿瘤生长有明显的抑制作用[20]，此研究结果也同样为ESCC的治疗提供了新的方向。

2.3 miRNA-27a与HSP90

越来越多证据表明非编码小分子RNA(miRNAs)参与人体内恶性肿瘤的发生发展[21-22]，其中miRNA-27a作为可抑制恶性肿瘤发展的因子受到了研究者的广泛关注[23]，已经有研究证明miRNA-27a在ESCC细胞系中的表达显著降低[24]。近期一项关于口腔鳞状细胞癌的研究证实，miRNA-27a通过下调HSP90的表达水平发挥抑制肿瘤发生发展的作用[25]。基于以上，Wang等[26]对ESCC中miRNA-27a与HSP90的关系进行了研究，并发现miRNA-27a在ESCC组织中的表达低于正常组织，当对食管癌细胞系转染miRNA-27a后，HSP90的水平显著降低，与此同时HSP90所调控的恶性肿瘤相关蛋白EGFR、AKT等的水平也随之下降，进而抑制ESCC的发生发展。虽然miRNA-27a影响HSP90的具体机制尚未完全明确，但该研究也为我们提供了一个治疗ESCC的新思路。

3 HSP90与ESCC的治疗

顺铂是治疗ESCC的主要化疗药物，其进入肿瘤细胞后可与DNA相结合，抑制细胞的分裂[27]。Sun等[28]研究发现，77.8%的ESCC患者体内HSP90的表达升高，过表达的HSP90改变ESCC患者肿瘤细胞的DNA结构，顺铂无法与细胞内DNA顺利结合，导致肿瘤对顺铂耐药，影响治疗效果，而当使用HSP90抑制剂(17-AAG)后，ESCC患者对顺铂的敏感性有所恢复，化疗疗效得到显著改善。另外，Wang等[29]的研究亦表明，与正常食管上皮细胞相比，ESCC细胞中的HSP90过表达，而HSP90所调控的下游蛋白AKT(蛋白激酶B)亦处于高水平。AKT可影响细胞的代谢、增殖和迁移等，在细胞生长的各过程中发挥关键作用，其相关的信号通路可提高肿瘤干细胞的活性，推进上皮-间质转化过程，改变细胞形态从而促进肿瘤细胞的耐药[30]。当给予药物抑制HSP90活性后，AKT的数量减少，使得ESCC细胞对顺铂的敏感性提高，从而明显减少增殖并恢复正常的细胞凋亡[29]。

为了评估HSP90的水平与ESCC患者预后的关系，Yan等[31]收集了180例ESCC患者，给予同步放化疗(放疗针对原发病灶及相关淋巴结，化疗方案包含5-FU和顺铂)后依据疗效和治疗前后血清HSP90的水平及变化率对患者进行分组。对比后发现，ESCC患者治疗前血清HSP90水平较高者对于放化疗的敏感性较差，提示ESCC患者放化疗前的血清HSP90水平有预测患者治疗效果的潜力。而在另外一项探索ESCC放疗敏感性的研究中，募集了63例初次诊断的ESCC患者，对比患者血中HSP90的水平及对放疗的敏感性，结果显示HSP90低水平的患者对放疗更为敏感[26]。

恶性肿瘤进展或产生耐药的本质在于多基因的多向信号传导，当抑制某一信号通路后，其他异常基因会代偿性增强自身信号的传递频率，使得所用药物对恶性肿瘤的抑制作用降低。所以对于ESCC这种耐药性产生速度较快的肿瘤就需要研究人员探索更多的信号传递通路，针对多通路联合用药，或找到多信号的共同通路加以抑制，才能收获更好的疗效。

4 小结与展望

总体而言，HSP90相当于肿瘤多基因多信号的一个“中继器”，处于多种细胞信号通道的上游，HSP90通过改变下游蛋白的构象，影响恶性肿瘤细胞的生存情况。而且当恶性肿瘤细胞的增殖及迁移受到放化疗的阻碍时，HSP90众多的分支通路又成为ESCC耐药的温床。因此，抑制HSP90不但可以有效控制ESCC的发展，并且可影响其他下游蛋白，阻止多种促肿瘤信号的生成，ESCC的耐药性也能得以改善。相关研究证明，一些已经发生顺铂耐药的肿瘤使用HSP90抑制剂后重新表现出对顺铂的敏感性，提示HSP90抑制剂有潜力作为应对ESCC耐药的一种治疗策略。单独应用HSP90抑制剂或与其他常规抗肿瘤治疗联合使用是否可以成为治疗ESCC的有效方法，仍需科研人员及临床医生继续深入探索。我们应不断努力，发现更多更完整的HSP90信号通路，探索其更加完善的作用机制，以期其可成为有效抑制恶性肿瘤进展的治疗靶点。