羅發(fā)芬(綜述),徐 琳,段振玲(審校)
(1.云南平安中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院婦產(chǎn)科,昆明650032;2.昆明醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院婦產(chǎn)科,昆明650032)
婦科腫瘤是女性常見的腫瘤,但對化療耐藥嚴重制約著婦科腫瘤治愈率的提高。近年來,另一種程序性細胞死亡方式——自噬性細胞死亡受到了學者們的關(guān)注。自噬基因Beclin1,也稱BECN1基因,已有研究顯示其與腫瘤關(guān)系密切?,F(xiàn)就Beclin1在常見婦科腫瘤中的研究進展予以綜述。
Beclin1基因與酵母自噬基因Apg6/Vps30同源,位于染色體17q21。Beclin1蛋白的相對分子質(zhì)量為60。序列和結(jié)構(gòu)研究提示[1],Beclin1蛋白具有三個特殊的結(jié)構(gòu)域:N端為與B細胞淋巴瘤/白血病2基因(B cell lymphoma/leukemia-2,Bcl-2)結(jié)合的結(jié)構(gòu)域(BH3區(qū)域),中間為螺旋卷曲結(jié)構(gòu)區(qū)域,C端是與細胞膜相連結(jié)合進化保守區(qū)。
在哺乳動物中自噬的調(diào)控機制很復(fù)雜,目前已知的調(diào)控自噬的信號通路主要有哺乳動物雷帕霉素靶蛋白和磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶途徑。Beclin1主要通過與Ⅲ型磷脂酰肌醇3激酶形成復(fù)合體來控制自噬體的形成,調(diào)節(jié)其他的自噬相關(guān)基因蛋白定位到自噬前體結(jié)構(gòu)中,從而調(diào)節(jié)自噬活性[2]。
Beclin1在自噬發(fā)生過程中起正調(diào)控作用,參與細胞自噬發(fā)生,是調(diào)控自噬的一個關(guān)鍵因子[3]。目前,Beclin1已被確定為一個新的候選抑癌基因。
1.1 Beclin1抑制腫瘤的發(fā)生、發(fā)展 大量研究都說明了Beclin1的腫瘤抑制作用。有學者[4]提出Beclin1是通過誘導腫瘤細胞自噬性死亡及凋亡、抑制腫瘤細胞增殖、預(yù)防腫瘤壞死及炎性反應(yīng)、保護細胞免于DNA損傷、預(yù)防細胞基因的突變等機制來實現(xiàn)其抑制腫瘤作用的。有報道[5],在過度表達Beclin1的子宮頸癌細胞中出現(xiàn)了細胞周期的停滯以及增殖的抑制。段振玲等[6]的實驗表明,Beclin1 過度表達可抑制人卵巢漿液性乳頭狀囊腺癌細胞系SKOV3細胞株的體外增殖。
1.2 Beclin1促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展 隨著腫瘤進展階段的不同,自噬所扮演的角色發(fā)生了很大變化。在癌癥發(fā)生早期,抑制自噬導致癌前細胞的持續(xù)生長,此時自噬發(fā)揮的是腫瘤抑制作用。當腫瘤細胞持續(xù)分裂增殖,癌癥呈進展階段時,癌細胞利用自噬機制對抗營養(yǎng)缺乏和缺氧,這在處于實體腫瘤內(nèi)部血供不良的癌細胞中尤其明顯,此時自噬發(fā)揮的是促進腫瘤細胞生長存活的作用[7]。Kang等[8]研究發(fā)現(xiàn),Beclin1在原發(fā)性肝細胞性肝癌組織中的表達明顯高于肝硬化、肝炎及正常肝組織中的表達,表明自噬在肝癌的發(fā)展中起著積極的作用。
有研究者[9]提出,自噬作用可以緩解腫瘤細胞的代謝壓力,并且保持其活性,因此在晚期腫瘤治療的過程中,如果同時抑制其自噬作用,腫瘤細胞將無法應(yīng)對代謝壓力而發(fā)生壞死,這對于具有凋亡缺陷的細胞來說尤其有效。
2.1 Beclin1與子宮內(nèi)膜癌 Zhao等[10]采用免疫組織化學法測定79例子宮內(nèi)膜癌、34例子宮內(nèi)膜增殖癥以及15例正常子宮內(nèi)膜組織中Beclin1的表達,結(jié)果顯示Beclin1在正常子宮內(nèi)膜組織、子宮內(nèi)膜增殖癥、子宮內(nèi)膜癌組織中的表達率逐漸下降,差異有統(tǒng)計學意義,Beclin1表達程度與子宮內(nèi)膜癌細胞分化、組織學類型相關(guān),Beclin1蛋白表達強度與細胞分化程度以及腫瘤病理類型相關(guān),提示Beclin1蛋白表達可能與子宮內(nèi)膜癌患者預(yù)后有關(guān),表明Beclin1低表達與子宮內(nèi)膜樣腺癌的發(fā)生、發(fā)展相關(guān)。錢學茜等[11]也發(fā)現(xiàn),正常增生期子宮內(nèi)膜細胞的自噬活性比分泌期子宮內(nèi)膜細胞明顯增強,子宮內(nèi)膜增生的自噬活性比正常子宮內(nèi)膜強,而子宮內(nèi)膜腺癌細胞自噬活性明顯減弱,提示自噬活性的改變可能參與了子宮內(nèi)膜樣腺癌的發(fā)生。而Giatromanolaki等[12]的研究卻發(fā)現(xiàn)18.1%的子宮內(nèi)膜腺癌中Beclin1反應(yīng)性增高,并且與腫瘤級別、肌層浸潤有關(guān),5年生存率低,提示Beclin1反應(yīng)性增高與子宮內(nèi)膜腺癌預(yù)后差相關(guān)。
以上研究表明,Beclin1與子宮內(nèi)膜樣腺癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。Beclin1基因為子宮內(nèi)膜癌的基因治療提供了新思路。
2.2 Beclin1與卵巢癌 Duan等[13-14]用免疫組織化學法檢測25例正常卵巢組織、25例良性上皮性卵巢腫瘤、19例交界性上皮性卵巢腫瘤及69例上皮性卵巢癌組織中Beclin1的表達,并構(gòu)建真核表達載體pcDNA3.1/Beclin1,脂質(zhì)體法轉(zhuǎn)染人卵巢漿液性乳頭狀囊腺癌細胞系SKOV3細胞株,結(jié)果提示Beclin1在上皮性卵巢癌中的表達下調(diào),Beclin1可能與上皮性卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展有關(guān);自噬基因Beclin1的過表達可抑制人卵巢癌細胞SKOV3的增殖,并誘導其凋亡。張珊等[15]的研究表明,從正常卵巢組織、良性腫瘤、交界性腫瘤到惡性腫瘤,Beclin1蛋白的表達逐漸下降,而Bcl-2蛋白的表達卻逐漸上升,提示Beclin1與Bcl-2可能共同參與了上皮性卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展。Shen等[16]的研究也顯示,在上皮性卵巢癌組織中自噬基因Beclin1的蛋白表達下降,說明自噬能力及Beclin1表達的改變與上皮性卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展相關(guān)。
總之,以上的研究表明Beclin1與卵巢癌發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。Beclin1過表達能抑制SKOV3細胞在體外和體內(nèi)的增殖和生長,這也意味著其在卵巢癌基因治療的潛在作用[17]。
2.3 Beclin1與宮頸癌 Wang等[18]采用免疫組織化學法檢測自噬基因Beclin1的蛋白表達,結(jié)果表明Beclin1在宮頸鱗癌中的表達顯著下調(diào);宮頸鱗癌中Beclin1的表達在有無盆腔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、不同腫瘤分化程度間差異有統(tǒng)計學意義,結(jié)果顯示自噬基因Beclin1在宮頸鱗癌中蛋白表達下調(diào),并與宮頸鱗癌盆腔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和腫瘤分化程度有關(guān)。自噬基因Beclin1的短發(fā)夾RNA(short hairpin RNA,shRNA)表達載體轉(zhuǎn)染宮頸癌HeLa細胞(亦稱實驗用增殖表皮癌細胞)[19]后,可有效抑制細胞中 Beclin1的表達,并促進細胞生長,抑制細胞凋亡;過度表達Beclin1的子宮頸癌細胞[20]出現(xiàn)了細胞周期的停滯以及增殖的抑制;自噬基因Beclin1[21]可提高腫瘤細胞的自噬和凋亡能力,部分逆轉(zhuǎn)其惡性表型,提高細胞的自噬和凋亡能力,其可能成為宮頸癌基因治療的新靶點。Sun等[22]的研究也顯示Beclin1在體外抑制人宮頸癌腸轉(zhuǎn)移細胞株Caski細胞的入侵和轉(zhuǎn)移,可能與Beclin1抑制細胞增殖等有關(guān)。Beclin1表達下降與子宮頸癌的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)[23]。
已有研究發(fā)現(xiàn),有些藥物是通過增加Beclin1的表達而起抗腫瘤作用的。組蛋白脫乙?;敢种苿?4]作用于宮頸癌細胞株后可通過上調(diào)Beclin1表達與抑制蛋白激酶B來誘導自噬,進而造成腫瘤細胞的死亡。多西紫杉醇[25]可以抑制宮頸癌HeLa細胞增殖,其機制與自噬基因Beclin1的表達水平上調(diào)有關(guān)。將Beclin1基因穩(wěn)定轉(zhuǎn)染入宮頸癌細胞株后發(fā)現(xiàn),自噬基因Beclin1的過表達可明顯加劇化療藥物誘導的細胞凋亡,而增強藥物對腫瘤細胞的殺傷作用[26-28]。故相信通過進一步深入研究Beclin1必將為宮頸癌的基因治療開發(fā)出新的治療手段。
越來越多的自噬和腫瘤之間的相關(guān)文獻使操縱自噬成為腫瘤治療的新前景。但是,自噬是一把“雙刃劍”[29],適度的自噬可促進細胞的生存,而自噬也可以促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。利用腫瘤發(fā)展不同階段,可以期待通過抑制具有細胞保護效應(yīng)的自噬反應(yīng)或促進可誘導凋亡的細胞自噬來發(fā)揮抗癌作用[30-32]。Amaravadi等[33]已經(jīng)進行了作為第一代自噬抑制劑的羥氯喹與化療、靶向治療、免疫治療相結(jié)合的臨床前研究,尋找更有效、特異性自噬抑制劑已經(jīng)成為新的發(fā)展戰(zhàn)略。
同樣,Beclin1與腫瘤之間的關(guān)系正如自噬與腫瘤之間的關(guān)系,相互矛盾。Beclin1對腫瘤也發(fā)揮著雙重調(diào)節(jié)作用。
自噬和凋亡作為兩種不同的程序性細胞死亡方式,兩者之間存在著復(fù)雜的相互作用[34]。它們受共同的因素調(diào)節(jié),有相同的成分,可以互相重疊地發(fā)揮功能,而且一條通道可以調(diào)節(jié)和改變另一條通道的活性[35]。但截至目前此兩種細胞死亡方式之間的具體轉(zhuǎn)化機制還不清楚。
磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B途徑既可調(diào)控凋亡,又可調(diào)控自噬。在明確Beclin1參與磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B途徑方式的基礎(chǔ)上,闡明自噬與凋亡的相互關(guān)系,特別是自噬基因Beclin1在其中的地位,將為婦科腫瘤的基因治療提供新思路。
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