張慶慶綜述，陳 偉，張森林審校

0 引 言

傳統(tǒng)的觀點認(rèn)為腫瘤的發(fā)生是癌基因激活和抑癌基因失活所致，近年來的研究發(fā)現(xiàn)許多癌基因和抑癌基因的相關(guān)產(chǎn)物為細(xì)胞增殖、分化等信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的成員［1］。因此，新的研究觀點認(rèn)為，細(xì)胞癌變是由于信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑異常，細(xì)胞接受了異常增殖等信號所致［2］。近年來，Notch-1信號通路在腫瘤中的研究炙手可熱。Notch-1基因參與調(diào)節(jié)了細(xì)胞分化發(fā)育及調(diào)控的信號途徑，并影響了細(xì)胞凋亡、增殖、分化及血管形成的效應(yīng)，其上下游位點仍在研究中，Notch-1受體及其配體Jagged-1的表達還常被用于癌癥的診斷和預(yù)后判斷，以Notch-1為靶點的治療為腫瘤的治療提供了新的思路，具有一定的臨床意義。

1 Notch-1 信號通路

1991年，Notch-1在人類T淋巴母細(xì)胞白血病中首先被鑒定出來，提示了Notch-1信號通路與腫瘤相關(guān)［3］。在體外及動物實驗中已證實，活化的Notch-1可使正常細(xì)胞向惡性轉(zhuǎn)化，并在人類許多實體瘤(如宮頸癌、頭頸腫瘤、子宮內(nèi)膜癌、腎癌、肺癌、乳腺癌、胸膜間皮瘤和涎腺腫瘤)及血液系統(tǒng)腫瘤中有異常表達［4］。Notch-1作為Ⅰ型跨膜蛋白家族之一，具有細(xì)胞表面受體和核轉(zhuǎn)錄調(diào)控的雙重功能［5］。它包括多種表皮生長因子樣重復(fù)序列組成的細(xì)胞外區(qū)和多種不同結(jié)構(gòu)域組成的細(xì)胞內(nèi)區(qū)，相對分子質(zhì)量約為300 000，羧基端位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，氨基端位于細(xì)胞外。Notch-1信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程主要發(fā)生在細(xì)胞間，其配體同樣為跨膜分子。Notch-1受體通過富含半胱氨酸的LIN重復(fù)序列與跨膜區(qū)之間的二硫鍵形成異位二聚體，該二聚體在高爾基體中，被成對堿性氨基酸蛋白酶樣furine作用而裂解為活性的Notch-1蛋白受體，可被Jagged-1配體所激活［6］。Jagged-1只是Notch-1蛋白受體的配體之一，Notch-1與 Jagged-1并非嚴(yán)格的一一配對關(guān)系［7］。受體配體的結(jié)合引起了2次連續(xù)分裂事件，前一次由去整合素和解聚素樣金屬蛋白酶(A disintegrin and metalloprotease，ADAM)介導(dǎo)，產(chǎn)生Notch-1的胞外區(qū);后一次由γ分泌酶復(fù)合體介導(dǎo)，釋放Notch-1蛋白的可溶性胞內(nèi)區(qū)基因NICD，這一胞內(nèi)區(qū)能轉(zhuǎn)移進入胞核，并作為輔助激活因子，取代先前結(jié)合在轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)基因CSL上的輔助抑制因子CBF-1，與mastermind樣突變體蛋白相結(jié)合;后者招募組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶p300的結(jié)合，形成的復(fù)合體能促進染色體重建，啟動轉(zhuǎn)錄，作用于下游靶基因［8］。在 Hes-1、HERP、p21、cyclin D1、c-Myc 等靶基因中Hes-1是Notch-1信號通路中極重要的靶基因，該基因的表達與否是Notch-1信號通路激活的重要標(biāo)志。然而研究表明，致癌事件并不一定發(fā)生在Notch-1基因表達水平，也可發(fā)生在Notch-1信號通路的下游;如c-Myc既是Notch-1的靶基因，也可能同時受到其他信號通路的調(diào)控［9］。NICD作為多條信號通路的交匯點，在不同腫瘤中具有促癌或抑癌作用。多個致瘤信號通路如MAP激酶、蛋白激酶B(Akt)、核因子κB(nuclear factors κB，NF-κB)、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)、哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)參與Notch-1信號通路存在交互作用。

2 Notch-1 信號通路參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展

異常的Notch-1信號與一些腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)，Notch-1信號的紊亂不僅能夠直接引起腫瘤的發(fā)生，而且可通過與其他多條信號通路的交互作用，以直接或間接的方式最終誘導(dǎo)腫瘤形成。目前研究表明，Notch-1信號可能是多條通路的重要交匯點。細(xì)胞內(nèi)Notch-1功能異常會阻止細(xì)胞分化，最終誘導(dǎo)未分化細(xì)胞向惡性轉(zhuǎn)化［10-11］。它在某些腫瘤中，能誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯，抑制生長引發(fā)凋亡［12］，亦能誘導(dǎo)上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化維持腫瘤細(xì)胞表型［13-14］。研究顯示在不同組織和腫瘤發(fā)展的不同階段，Notch-1的作用可能不同，Notch-1在大多數(shù)癌中起促癌作用，但在皮膚癌、肺癌、肝癌、甲狀腺癌、乳腺癌中為抑癌作用，在宮頸癌的早期起促癌作用，晚期起抑癌作用［15］。研究發(fā)現(xiàn)Notch-1在舌鱗癌中的作用機制與其在皮膚癌中類似，起抑癌作用;在肝癌中的表達結(jié)果不一致，在卵巢癌中的研究結(jié)果亦有爭議［16-17］。王承芳等［18］研究顯示Notch-1的表達和活化常見于卵巢良性腫瘤，但隨著腫瘤惡性程度的提高而明顯降低，推斷Notch-1對卵巢腫瘤可能起到某種抑癌基因的作用。最近有研究發(fā)現(xiàn)Notch-1在卵巢癌中陽性表達率明顯高于卵巢囊腺瘤與正常卵巢上皮組織，且隨病理分級的增高而增加［19］。Notch-1受體作為常被關(guān)注的Notch受體家族成員，對腫瘤細(xì)胞的生長增殖和凋亡過程起著重要的調(diào)控作用［20］。Notch-1受體及其配體Jagged-1的表達還常被用于癌癥的診斷和預(yù)后判斷。蘇春華等［21］研究發(fā)現(xiàn)腫瘤組織中Notch-1陰性表達的患者術(shù)后易復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移，Notch-1表達陰性可能是食管鱗癌術(shù)后早期復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的危險因素之一，有該危險因素的患者提示需早期術(shù)后輔助化療。Jagged-1的表達水平可作為判斷腎透明細(xì)胞癌預(yù)后的獨立預(yù)后因子，Jagged-1高表達預(yù)示腎癌預(yù)后不良，與Jagged-1不同，Notch-1作為腎癌獨立預(yù)后因子依據(jù)尚不足［22］。

Notch-1在不同腫瘤中作用不同，其原因可能為Notch-1在生物進化中高度保守，并在多種組織細(xì)胞中廣泛存在，其信號通路的廣泛“共享性”導(dǎo)致其功能的復(fù)雜多樣，并且其上下游的調(diào)控機制尚未完全明確［23］。目前發(fā)現(xiàn)在Notch-1下游相關(guān)通路中，許多與腫瘤發(fā)生有緊密的聯(lián)系。其中Bc-l2、NF-κB、PI3K、JNK等與抑制腫瘤增殖效應(yīng)相關(guān);另外則與促進腫瘤增殖相關(guān)，包括CDK2、CyclinD1、HES-1等，并且其上游也可能受到Ras信號通路的調(diào)節(jié)。目前研究較多的Notch-1信號通路包括經(jīng)典的RBP-JNK依賴型信號通路、Notch 1-P13K-PKB/Akt及Notch-1-IKK-NF-κB。研究表明，通過Notch-1信號通路的調(diào)節(jié)可部分抑制NF-κB信號通路的激活，該通路中包含IkB激酶，其中IKKa激活能促進SMRT(silencing mediator of retinoic acid and thyroid hormone receptor)在細(xì)胞質(zhì)中的釋放，從而減少 SMRT與Notch-1基因的靶點聯(lián)系，抑制腫瘤的生長［24］。Palomero等［25］研究T淋巴細(xì)胞白血病時發(fā)現(xiàn)Notch-1可抑制PTEN的表達，從而使AKT磷酸化水平增高，激活 mTOR的上游信號通路 PI3K-AKT，激活的mTOR能影響Notch-1在腫瘤中的生物學(xué)效應(yīng)，促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。在宮頸癌的研究中發(fā)現(xiàn)活化的Notch-1信號路徑能協(xié)同E6/E7導(dǎo)致腫瘤形成。Raghu等［26］研究顯示單獨或同時下調(diào)uPA/uPA-R能減弱Notch-1受體的裂解及信號輸送，從而抑制惡性膠質(zhì)瘤的侵襲。研究顯示，Notch-1/NF-κB與 Wnt/β-catenin信號通路并非相互獨立，通過調(diào)節(jié)β-catenin，Notch-1與Wnt信號通路建立了廣泛聯(lián)系［27］。

3 以Notch-1 為靶點的腫瘤靶向治療研究

鑒于Notch-1的異常表達和許多腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，因此該信號通路可作為治療腫瘤的新的靶點。近年來，Notch-1可作為治療腫瘤的分子靶點最直接的證據(jù)來自Weng等［28］研究，該研究表明50%的T細(xì)胞急性淋巴母細(xì)胞白血病患者，都具有活化的Notch-1基因突變，提示它可能是理想的分子治療靶點。近年來，RNAi技術(shù)已被廣泛用于探索基因功能及惡性腫瘤的基因治療領(lǐng)域。張超等［29］通過生物信息學(xué)軟件預(yù)測發(fā)現(xiàn)miR-34a與Notch-1的3'UTR高度同源配對，過表達miR-34a能降低靶基因Notch-1的表達，抑制膀胱腫瘤細(xì)胞的增殖。劉虹［30］發(fā)現(xiàn)靶向Notch-1基因的SiRNA對裸鼠腫瘤起抑制和促凋亡作用，其機制可能與bal-2和bax表達的變化密切相關(guān)。Sureban等［31］運用納米技術(shù)構(gòu)建載體，通過增加miR-144的表達而下調(diào)靶基因Notch-1，從而抑制結(jié)腸癌細(xì)胞生長，Srinivas等［32］研究證明Notch-1通過與Akt/NF-κB/mTOR信號通路的交互作用，進而抑制結(jié)腸癌細(xì)胞生長。

原癌基因人類表皮生長因子受體2(human epidermalgrowth factor receptor-2，HER2)的過表達與乳腺癌的不良預(yù)后及高轉(zhuǎn)移性密切相關(guān)。Han等［33］研究表明，過表達的HER2通過HER2-Notch-1復(fù)合物，降低Notch-1的表達，而Notch-1在乳腺癌中起抑癌作用。曲妥珠單抗為目前比較成功的針對HER2基因的靶向治療藥物，它能與Notch-1競爭HER2基因結(jié)合位點，重建Notch-1活性［34］。研究表明，Notch-1信號通路與腫瘤耐藥有密切聯(lián)系，如沉默Notch-1可能通過Bal-2和Bax通路誘導(dǎo)前列腺癌細(xì)胞凋亡，且增強對多西紫杉醇的化療敏感性［35］。

4 結(jié) 語

Notch-1信號通路在參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移中起重要作用。調(diào)控腫瘤生長的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是個龐大而復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，涉及到多條通路之間的交互和整合，而目前研究表明Notch-1信號通路可能是許多重要信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的交匯點之一，因此需注重研究Notch-1與其它重要信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路間的交互作用機制。Notch-1信號通路作為潛在的腫瘤治療靶點還有待進一步探索，具有廣闊的研究前景和價值。

［1］ Ramsay AK，Leung HY.Signalling pathways in prostate carcinogenesis:potentials for molecular-targeted therapy［J］.Clin Sci(Lond)，2009，117(6):209-228.

［2］ 史江飛，李燁佳，姚 軍.Notch-1信號通路與腫瘤的發(fā)生發(fā)展［J］.檢驗醫(yī)學(xué)與臨床，2010，7(11):1136-1138.

［3］ Artavanis-Tsakonas S，Rand MD，Lake RJ.Notch-1 singaling:cell fate contrOl and singal integration in development［J］.Science，1999，284(5415):770-776.

［4］ Talora C，Cialfi S，Segatto O，et al.Constitutively active Notch-1 induces growth arrest of HPV-positive cervical cancer cells via separate signaling pathways［J］.Exp cell Res，2005，305(2):343-354.

［5］ Rajith B，George Priya C.Path to facilitate the prediction of functional amino acid substitutions in red blood cell disorders-a computational approach［J］.PloS One，2011，6(9):e24607.

［6］ Bolos V，Grego-Bessa J，de la Pompa JL.Notch signaling in development and cancer［J］.Endocr Rev，2007，28(3):339-363.

［7］ 吳科容，許 樂，張 立，等.Notch-1和Jagged-1表達與腎透明細(xì)胞癌發(fā)病及預(yù)后［J］.中國中西醫(yī)結(jié)合外科雜志，2012，18(2):140-144.

［8］ Talora C，Campese AF，Bellavia D，et al.Notch signaling and diseases:An evolutionary journey from a simple beginning to complex outcomes［J］.Biochim Biophys Acta，2008，1782(9):489-497.

［9］ 楊晶金，姚 軍，沈峰清，等.Notch-1信號通路與甲狀腺乳頭狀癌的關(guān)系［J］.中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報，2012，34(2):120-126.

［10］ Weijzen S，Rizzo P，Braid M，et al.Activation of Notch-1 signaling maintains the neoplastic phenotype in human Ras-transformed cells［J］.Nat Med，2002，8(9):979-986.

［11］ 李 玲，白志強，李 鵬，等.人巨細(xì)胞病毒感染對人神經(jīng)干細(xì)胞定向星形膠質(zhì)細(xì)胞分化過程中Notch相關(guān)信號分子表達的影響［J］.醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報，2010，23(10):1013-1019.

［12］ Tammela T，Zarkada G，Nurmi H，et al.VEGFR-3 controls tip to stalk conversion at vessel fusion sites by reinforcing Notch signaling［J］.Nat Cell Boil，2011，13(10):1202-1213.

［13］ Bao B，Wang Z，Ali S，et al.Notch-1 induces epithelial-mesenchymal transition consistent with cancer stem cell phenotype in pancreatic cancer cells［J］.Cancer Lett，2011，307(1):26-36.

［14］ 黃佳圓，王 銳，陳龍邦.Notch-1信號通路與腫瘤耐藥研究進展［J］.醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報，2011，24(12):1301-1305.

［15］ Chen Y，De Marco MA，Graziani I，et al.Oxygen concentration detemines the biological effects of Notch-1 signaling in adenocarcinoma of the lung［J］.Cancer Res，2007，67(17):7954-7959.

［16］ 黃紅杰，平云飛，胡濟安，等.Notch-1和表皮生長因子受體在舌鱗癌及癌前病變中的表達［J］.華西口腔醫(yī)學(xué)雜志，2009，27(17):665-672.

［17］ 王 芳，羅紅英，郭 慧.Notch1、P21WAF1/Cip1及活化caspase3在肝細(xì)胞癌中表達的相關(guān)性［J］.實用預(yù)防醫(yī)學(xué)，2010，17(17):44-46.

［18］ 王承芳，王曉偉，張 明，等.Notch-1和Notch-2在卵巢腫瘤中的表達及意義［J］.中國實用婦科與產(chǎn)科雜志，2006，22(17):421-423.

［19］ 李慧珍，李偉偉，魏世平，等.CD133、CD44和Notch-1在卵巢上皮腫瘤中的表達研究［J］.中國醫(yī)藥導(dǎo)報，2012，9(19):21-23.

［20］ Garg P，Jeppsson S，Dalmasso G，et al.Notch-1 regulates the effects of matrix metalloproteinase-9 on colitis-associated cancer in mice［J］.Gastroenterology，2011，141(4):1381-1392.

［21］ 蘇春華，蘇毅華，陳振光，等.T3N0M0食管鱗癌中Notch-1的表達及對腫瘤復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的預(yù)測［J］.中華普通外科文獻，2012，6(5):405-409.

［22］ 吳科容，許 樂，張 立，等.Notch-1和Jagged-1表達與腎透明細(xì)胞癌發(fā)病及預(yù)后［J］.中國中西醫(yī)結(jié)合外科雜志，2012，18(2):140-145.

［23］ Koch U，Radtke F.Notch and cancer:a double-edged sword［J］.Cell Mol Life Sci，2007，64(21):2746-2762.

［24］ Song LL，Peng Y，Yun J，et al.Notch-1 associates with IKKalpha and regulates IKK activity in cervical cancer cells［J］.Oncogne，2008，27(44):5833-5844.

［25］ Palomero T，Sulis ML，Cortina M，et al.Mutational loss of PTEN induces resistance to Notch-1 inhibition in T-cell leukemia［J］.Nat Med，2007，13(10):1203-1210.

［26］ Raghu H，Gondi CS，Dinh DH，et al.Specific knockdown of uPA/uPAR attenuates invasion in glioblastoma cells and xenografts by inhibition of cleavage and trafficking of Notch-1 receptor［J］.Molecular Cancer，2011，10:130.

［27］ Bordonaro M，Tewari S，Atamna W，et al.The Notch ligand Delta-like 1 integrates inputs from TGFbeta/Activin and Wnt pathways［J］.Exp Cell Res，2011，317(10):1368-1381.

［28］ Weng AP，F(xiàn)errando AA，Lee W，et al.Activating mutations of Notch-1 in human T cell acute lymphoblastic leukemia［J］.Science，2004，306(5694):269-271.

［29］ 張 超，姚志勇，朱鳴陽，等.MicroRNA-34a通過Notch-1對膀胱腫瘤細(xì)胞T24增殖的影響［J］.解放軍醫(yī)學(xué)雜志，2012，37(5):426-430.

［30］ 劉 虹.靶向Notch-1基因的SiRNA對裸鼠人肝細(xì)胞癌移植瘤細(xì)胞增殖和凋亡的影響［J］.中國現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志，2012，22(4):15-19.

［31］ Sureban SM，May R，Mondalek FG，et al.Nanoparticle-based delivery of siDCAMKL-1 increase microRNA-144 and inhibits colorectal cancer tumor growth via a Notch-1 dependent mechanism［J］.J Nanobiotechnology，2011，9:40.

［32］ Koduru S，Kumar R，Srinivasan S，et al.Notch-1 inhibition by Withaferin-A:a therapeutic target against colon carcinogenesis［J］.Mol Cancer Ther，2010，9(1):202-210.

［33］ Han M，Deng HY，Jiang R.Effect of Trastuzumab on Notch-1 Signaling Pathway in Breast Cancer SK-BR3 Cells［J］.Chin J Cancer Res，2012，24(3):213-219.

［34］ 曹王麗，宋佳希，李芳秋.單克隆抗體靶向治療卵巢癌研究進展［J］.醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報，2013，26(5):536-540.

［35］ Ye QF，Zhang YC，Peng XQ，et al.Sliencing Notch-1 induces apoptosis and increases the chemosensitivity of prostate cancer cells to docetaxel through Bcl-2 and Bax［J］.Oncol Lett，2012，3(4):879-884.