蒲聰穎 李珊 張媛媛
(1.四川大學(xué)華西基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院2011級基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)基地班;2.四川大學(xué)華西基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院藥理教研室,四川 成都 610041)
腫瘤耐藥性產(chǎn)生的分子機(jī)制研究進(jìn)展
蒲聰穎1李珊1張媛媛2Δ
(1.四川大學(xué)華西基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院2011級基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)基地班;2.四川大學(xué)華西基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院藥理教研室,四川 成都 610041)
化學(xué)治療(化療)被廣泛用于多種惡性腫瘤的治療,尤其對晚期及轉(zhuǎn)移性癌癥患者具有有不可替代的作用。但越來越嚴(yán)重的耐藥性的產(chǎn)生,常使腫瘤失去對化療藥物的敏感性,導(dǎo)致化療的失敗。耐藥性是腫瘤的臨床治療的最大障礙之一,目前亦尚缺乏克服耐藥性的有效途徑。充分認(rèn)識(shí)腫瘤耐藥性產(chǎn)生的分子機(jī)制有助于為臨床克服腫瘤耐藥性、增強(qiáng)化療藥效提供必要的提示和可能的思路。本文綜述了近年來腫瘤耐藥性分子機(jī)制的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,對其產(chǎn)生的多種可能機(jī)制展開詳細(xì)討論。
腫瘤;化療;耐藥性
在過去幾十年里,聯(lián)合化療已成為治療惡性腫瘤的標(biāo)準(zhǔn)療法,被證實(shí)能顯著提高血液腫瘤及實(shí)體瘤患者的生存率。但是,很多腫瘤在化療過程中產(chǎn)生對化療藥物的耐藥性,最終導(dǎo)致化療的失敗。耐藥性是目前臨床治療腫瘤的最大障礙之一,尚有待有效的臨床途徑將其克服,恢復(fù)腫瘤對化療藥物的敏感性。腫瘤耐藥性可在化療之初即產(chǎn)生(固有耐藥性),亦可在化療起效的一段時(shí)間后逐漸形成(獲得耐藥性)。腫瘤耐藥性的產(chǎn)生機(jī)制涉及多方面,具體包括ABC轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)介導(dǎo)的藥物外排、細(xì)胞存活通路的調(diào)節(jié)、腫瘤干細(xì)胞學(xué)說、腫瘤微環(huán)境的參與、藥物內(nèi)流的減少、解毒系統(tǒng)的激活、藥物靶點(diǎn)的改變、DNA損傷修復(fù)系統(tǒng)的激活、腫瘤細(xì)胞的自噬作用及miRNA的調(diào)節(jié)作用等。這些機(jī)制或獨(dú)立或協(xié)同,共同參與腫瘤耐藥性的形成。目前關(guān)于腫瘤耐藥性的分子機(jī)制已經(jīng)成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn),取得了顯著的進(jìn)展,這將有助于為臨床攻克耐藥性提供思路和有效途徑。腫瘤耐藥性的產(chǎn)生與多方面因素有關(guān)。具體機(jī)制詳見腫瘤耐藥性機(jī)制示意圖1。
ATP結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)家族(ATP-binding cassette transporter family,ABC transporter family)介導(dǎo)的藥物外排被廣泛認(rèn)為是引起腫瘤多藥耐藥性(MDR)的主要原因。該家族由48種跨膜蛋白構(gòu)成,根據(jù)序列同源性和結(jié)構(gòu)域組序分為七個(gè)亞類(ABCA-G)。這些蛋白在大多數(shù)生理狀態(tài)下分布于正常組織(消化道、腎、肝、胰腺,以及血腦、血睪、血胎三大屏障),并司外排毒物和異源物質(zhì)的生理保護(hù)作用[1]。相關(guān)的腫瘤耐藥的機(jī)制是:當(dāng)藥物被細(xì)胞膜內(nèi)化后,藥物分子由此類轉(zhuǎn)運(yùn)體識(shí)別,并利用ATP水解釋放的能量將藥物分子泵出細(xì)胞,通過降低藥物的生物利用度而導(dǎo)致耐藥性的產(chǎn)生[2]。多藥耐藥蛋白1(Multidrug resistance-1,MDR1)、多藥耐藥相關(guān)蛋白1(Multidrug resistance-associated protein 1,MRP1)、乳腺癌耐藥蛋白(Breast cancer resistance protein,BRCP)是目前最廣泛深入研究的耐藥相關(guān)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。由ABCB1基因編碼的MDR1蛋白,亦稱P-糖蛋白(p-gp,ABCB1),已被證實(shí)在乳腺癌、結(jié)腸癌、胃癌、腎癌、白血病、肝癌、胰腺癌等多種惡性腫瘤中過表達(dá)[3]。并且,細(xì)胞毒類化療藥物如紫杉醇、順鉑等本身也可誘導(dǎo)MDR1的過量表達(dá)[4]。在對乳腺癌、急性髓系白血病、肺癌患者的治療中,均已發(fā)現(xiàn)化療引起的MDR1表達(dá)上調(diào)及與此相關(guān)的不良預(yù)后[5]。MRP1(ABCC1)是ABCC轉(zhuǎn)運(yùn)體的成員,已報(bào)道在乳腺癌、肺癌、前列腺癌、急性髓系白血病等腫瘤細(xì)胞中存在過表達(dá)[6,7]。Chan HS等人及Norris MD等分別發(fā)現(xiàn)MRP1在成視網(wǎng)膜細(xì)胞瘤和成神經(jīng)細(xì)胞瘤中的表達(dá)上調(diào)與患者的不良預(yù)后密切相關(guān)[8,9]。此外,MRP1的過量表達(dá)與癌細(xì)胞遷移能力的提高存在很強(qiáng)的相關(guān)性,提示MRP1的表達(dá)上調(diào)和繼發(fā)腫瘤的形成有關(guān)[10]。BRCP因最早由耐藥的人類乳腺癌細(xì)胞中克隆出而得名,但后來已被證實(shí)除乳腺癌外,該蛋白還過表達(dá)于黑素瘤、消化道腫瘤、子宮內(nèi)膜癌、食道癌及肺癌等多種腫瘤中[11-13]。在這些腫瘤中,BRCP通過介導(dǎo)二羥蒽二酮、拓?fù)涮婵怠⒁亮⑻婵?、甲氨蝶呤等多種化療藥物的外排而促進(jìn)耐藥性的產(chǎn)生。
許多細(xì)胞毒藥物通過阻滯惡性腫瘤細(xì)胞周期(如紫杉醇)或直接誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡(如順鉑類)來抑制腫瘤的生長。然而腫瘤細(xì)胞內(nèi)異常存活通路的激活可避免藥物誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡,導(dǎo)致耐藥性的產(chǎn)生。轉(zhuǎn)錄因子kB(Nuclear factor kB,NF-kB)是由五種基因(NF-kB1(p50/p105),NF-kB2(p52/p100),RelA(p65),c-Rel和RelB)共同構(gòu)成的轉(zhuǎn)錄因子家族,在轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)多種蛋白(C-myc,CyclinD1,Bcl-2,COX-2等)的表達(dá),可促進(jìn)多種凋亡抑制基因的轉(zhuǎn)錄,通過內(nèi)源性和外源性途徑抑制細(xì)胞死亡[14]。近年來大量研究表明腫瘤細(xì)胞中頻繁存在NF-kB通路的激活,參與腫瘤侵襲性生長和耐藥性的產(chǎn)生。該通路的激活可由化療藥物直接誘導(dǎo),這已在紫杉醇、長春花堿、長春新堿、阿霉素、5-氟尿嘧啶、順鉑、它莫西芬、硼替佐米等藥物誘導(dǎo)不同腫瘤細(xì)胞NF-kB激活的報(bào)道中得到證實(shí)[15-18]。5-氟尿嘧啶可誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞系中NF-kB的激活[19,20],且約有4/5對胸甘酸合成酶抑制劑耐藥的結(jié)腸癌細(xì)胞系均被檢測到p50、p65mRNA和蛋白質(zhì)的過量表達(dá)[21]。NF-kB通路除直接抗凋亡作用外,還可能與NF-kB能上調(diào)MDR1轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)相關(guān)。
P13K/Akt/mTOR(磷脂酰肌醇-3-激酶,蛋白激酶 B/雷帕霉素靶蛋白)通路是另一條與腫瘤耐藥相關(guān)的重要通路,參與包括細(xì)胞增殖、存活、分化、粘附、運(yùn)動(dòng)、侵襲在內(nèi)的多種細(xì)胞功能。該通路在腫瘤細(xì)胞中的異常調(diào)控已被表明參與腫瘤的形成、發(fā)展及耐藥性的產(chǎn)生。在乳腺癌、非小細(xì)胞肺癌和惡性膠質(zhì)瘤中,均已發(fā)現(xiàn)P13K/Akt/mTOR通路的過度激活和與之相關(guān)的化療耐藥性[22-26],這使得靶向抑制該通路中關(guān)鍵分子的藥物成為逆轉(zhuǎn)耐藥的潛在可能。
近年來腫瘤學(xué)界對腫瘤干細(xì)胞(Cancer stem cells,CSCs)參與腫瘤化療耐藥性的研究方興未艾。在CSCs假說中,CSCs被定義為是當(dāng)腫瘤被移植至動(dòng)物宿主時(shí),存在于腫瘤組織中的具有自我更新能力、多向分化潛能和致腫瘤特性的一小部分細(xì)胞[27]。CSCs最早在1994年的一項(xiàng)關(guān)于人類急性髓系白血病(AML)的研究中被發(fā)現(xiàn)[28],2003年CSCs也分別被發(fā)現(xiàn)存在于包括乳腺癌、腦癌在內(nèi)的實(shí)體瘤[29,30]中,此后大量報(bào)道表明CSCs廣泛存在于結(jié)腸癌、胰腺癌、肺癌、前列腺癌、黑素瘤、惡性膠質(zhì)細(xì)胞瘤等多種惡性腫瘤中。CSCs被認(rèn)為對于傳統(tǒng)的化療藥物具有強(qiáng)耐藥性,提示其在腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移中的重要作用。CSCs耐藥性由它具有的多種重要特征所決定,包括ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的高表達(dá)、醛脫氫酶(ALDH)的高活性、Bcl-2、Bcl-XL等抗凋亡蛋白的高表達(dá)、DNA修復(fù)作用的增強(qiáng),以及NOTCH、NF-kB等前存活通路關(guān)鍵分子的激活[31]等。Alisi A等人報(bào)道了在神經(jīng)細(xì)胞瘤及肝母細(xì)胞的腫瘤干細(xì)胞耐藥中,ABC家族是高度表達(dá)的,這可能是造成腫瘤干細(xì)胞耐藥的主要機(jī)制[32]。
圖1 腫瘤耐藥性的機(jī)制示意圖
腫瘤不僅是基因疾病,其發(fā)生發(fā)展還涉及腫瘤微環(huán)境(Tumor microenvironment,TME)的密切參與。TME的成分復(fù)雜,實(shí)體瘤TME由細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)、癌相關(guān)成纖維細(xì)胞、炎性細(xì)胞、免疫細(xì)胞及微血管等構(gòu)成[33-34],而血液惡性腫瘤TME由骨髓基質(zhì)細(xì)胞、骨髓內(nèi)皮細(xì)胞、成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞等組成[35-36]。越來越多的證據(jù)表明TME能保護(hù)腫瘤細(xì)胞,避免細(xì)胞毒藥物誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡,使腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生與腫瘤復(fù)發(fā)直接相關(guān)的獲得耐藥性。TME中的細(xì)胞可釋放多種細(xì)胞因子和生長因子,這些細(xì)胞因子和生長因子被證明能誘導(dǎo)不同腫瘤存活通路的激活,進(jìn)而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生針對化療藥物和靶向藥物的耐藥性[37-40]。整合素也是參與TME誘導(dǎo)的耐藥性的重要分子。有報(bào)道稱TEM中整合素的高表達(dá)與腫瘤細(xì)胞增高的存活率和耐藥性相關(guān)[41],近期研究也表明整合素介導(dǎo)的細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)(Extracellular matrix,ECM)的粘附可通過抑制凋亡、改變藥物靶點(diǎn)等途徑影響化療反應(yīng)性[42]。
另外,Otto Warburg發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞是通過糖酵解來提供能量,因而腫瘤細(xì)胞中的線粒體較正常細(xì)胞是減少的,其無氧呼吸使乳酸生成增多,乳酸在細(xì)胞內(nèi)被分解為乳酸鹽和氫離子,然后通過細(xì)胞膜上的質(zhì)子交換機(jī)制H+-ATPases、Na+-H+交換機(jī)制(NHE1)、乳酸和氫離子協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制(MCTs)以及HCO3-交換機(jī)制,使胞內(nèi)的氫離子轉(zhuǎn)運(yùn)至胞外,從而使腫瘤細(xì)胞處于一個(gè)胞外酸性胞內(nèi)堿性的環(huán)境中[43],胞外低pH會(huì)干擾抗腫瘤藥物尤其是堿性藥物(如Doxorubicin和 Mitoxantrone)通過細(xì)胞膜的磷脂雙分子層[44],導(dǎo)致藥物不能到達(dá)相應(yīng)的靶點(diǎn)而發(fā)揮作用,致使耐藥產(chǎn)生。
化療耐藥性也可由于抗腫瘤藥物內(nèi)流的減少而產(chǎn)生??扇苄暂d體(soluble carriers,SLCs)家族是一類廣泛分布于正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞的膜蛋白超家族,目前該家族已知的近300種成員共分為43個(gè)亞類。在正常細(xì)胞中,SLCs參與轉(zhuǎn)運(yùn)神經(jīng)遞質(zhì)、營養(yǎng)物質(zhì)、代謝產(chǎn)物等多種關(guān)鍵生理過程;而在惡性腫瘤中,SLCs主要參與親水性抗癌藥物的攝取,影響化療敏感性[45]。在眾多SLCs中,SLC19(RFC,還原性葉酸轉(zhuǎn)運(yùn)體)、SLC28和SLC29(CNT、ENT,核酸轉(zhuǎn)運(yùn)體)、SLC7A和SLC3A(氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體)和SLC31A(CTR,銅離子轉(zhuǎn)運(yùn)體)是引起耐藥性的關(guān)鍵因子[46]。這些SLCs在腫瘤細(xì)胞表達(dá)的下調(diào)或丟失可引起細(xì)胞內(nèi)藥物有效濃度的降低,引起耐藥性的產(chǎn)生。SLC19A1的基因沉默可引起SLC19A1轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)下降或丟失,引起腫瘤對經(jīng)典抗葉酸藥甲氨蝶呤的耐藥性。關(guān)于該基因沉默的分子機(jī)制,有研究表明可能是由于SLC19A1轉(zhuǎn)錄因子的改變和啟動(dòng)子的甲基化共同作用的[47]。
近年來的研究表明,腫瘤細(xì)胞也可通過增加某些代謝酶的表達(dá)、增強(qiáng)解毒作用來獲得化療耐藥性。谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶(GSTs)是藥物代謝II相過程的關(guān)鍵酶,可催化谷胱甘肽(GSH)中的含硫親核基團(tuán)連接至藥物等異源分子或其代謝產(chǎn)物上,削弱藥物活性,同時(shí)使藥物分子獲得更好的水溶性,促進(jìn)藥物排泄。很多廣泛使用的烷化劑被證明是GSTs的作用底物[48],故腫瘤細(xì)胞中過量表達(dá)的GSTs和高水平的GSH與苯丁酸氮芥、環(huán)磷酰胺、美法侖、卡莫司汀、順鉑、白消安、噻替派等抗癌藥物耐藥性的產(chǎn)生密切相關(guān)。關(guān)于其耐藥機(jī)制,除GSTs直接參與的解毒作用外,還涉及該酶與MDR蛋白的協(xié)同作用和抑制JNK通路、抑制細(xì)胞凋亡的參與[49]。
耐藥性的產(chǎn)生也可以由藥物作用靶點(diǎn)的改變引起,如作用靶點(diǎn)為DNA的藥物在正常情況下應(yīng)該到達(dá)細(xì)胞核內(nèi)發(fā)揮作用,然而在一種叫做non-ABC(不依賴于結(jié)合ATP)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的作用下,藥物會(huì)從細(xì)胞核重新分布到胞質(zhì)中,不再作用于相應(yīng)的靶點(diǎn),從而難以發(fā)揮作用[50]。另外還可由藥物作用靶蛋白的表達(dá)引起,這在腫瘤對拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑的耐藥性的研究中得到了確切證實(shí)。喜樹堿是高選擇性的拓?fù)洚悩?gòu)酶I(Topoisomerase 1,TOP1)抑制劑,它在酶解反應(yīng)的中間步驟將TOP1固定于DNA,使二者結(jié)合形成不可逆復(fù)合物,導(dǎo)致復(fù)制叉停滯并阻礙DNA雙鏈斷裂,影響復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵過程[51]。對酵母細(xì)胞、哺乳動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞培養(yǎng)試驗(yàn)均表明,TOP1結(jié)構(gòu)的改變或表達(dá)數(shù)量的下降可降低腫瘤細(xì)胞對喜樹堿的反應(yīng)性,引起耐藥性[52]。氨茴環(huán)霉素和表鬼臼毒素是拓?fù)洚悩?gòu)酶II(Topoisomerase 2,TOP2)抑制劑,由于腫瘤細(xì)胞中TOP2結(jié)構(gòu)的突變或表達(dá)量的下調(diào),可避免藥物和TOP2的結(jié)合,影響二者的抗腫瘤活性。
烷化劑、蒽環(huán)霉素、鉑化合物等傳統(tǒng)化療藥物具有基因毒性,可破壞腫瘤細(xì)胞DNA、干擾新的DNA合成發(fā)揮抗癌作用。人體正常細(xì)胞可通過激活適宜的損傷修復(fù)機(jī)制來逆轉(zhuǎn)基因毒性藥物造成的DNA破壞;類似地,腫瘤細(xì)胞也可識(shí)別DNA損傷,啟動(dòng)相應(yīng)的修復(fù)機(jī)制,產(chǎn)生對化療藥物的耐藥性[53]。DNA損傷修復(fù)系統(tǒng)是由眾多功能蛋白構(gòu)成的精密網(wǎng)絡(luò),這些蛋白可直接影響DNA修復(fù),并且可轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞周期停滯信號(hào),保證足夠的修復(fù)時(shí)間,在有利于細(xì)胞存活的同時(shí)避免DNA損傷傳遞給子代細(xì)胞[54]。DNA損傷修復(fù)作用涉及眾多途徑的參與,具體的途徑取決于化療藥物的種類、腫瘤組織定位及相關(guān)修復(fù)蛋白。目前已知的修復(fù)機(jī)制主要包括直接(DR)修復(fù)途徑、堿基刪除修復(fù)(BER)途徑、核苷刪除修復(fù)(NER)途徑、錯(cuò)配修復(fù)途徑、同源重組(HR)途徑和非同源末端連接(NHEJ)途徑[55]。比如卵巢癌對鉑類抗癌藥的高度耐藥,藥物進(jìn)入胞內(nèi)后首先會(huì)到達(dá)核,結(jié)合于DNA 分子上,造成DNA分子內(nèi)或分子間鏈與鏈的交叉連接,DNA被損傷,這會(huì)激活DNA修復(fù)系統(tǒng),包括兩個(gè)方面,基因方面是激活核苷酸損傷基因ERCC1,分子方面則是激活修復(fù)雙鏈DNA的HR系統(tǒng),HR系統(tǒng)是指DNA雙鏈?zhǔn)軗p時(shí),以其同源性的染色體為模板來恢復(fù)斷裂的序列[56]。
另外,細(xì)胞的自噬作用也會(huì)導(dǎo)致耐藥性的產(chǎn)生。自噬是指當(dāng)細(xì)胞處于應(yīng)激狀態(tài),如缺氧,營養(yǎng)不足時(shí),細(xì)胞內(nèi)受損的細(xì)胞器或內(nèi)容物會(huì)被溶酶體吞噬,這是一個(gè)維持胞內(nèi)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的有效機(jī)制。最近有研究發(fā)現(xiàn),在不同的腫瘤細(xì)胞系中,通過激活自噬系統(tǒng),可以大大增加腫瘤細(xì)胞的耐藥性[57]。抗癌藥物進(jìn)入腫瘤細(xì)胞后,對藥物敏感的細(xì)胞會(huì)發(fā)生凋亡,而對藥物反應(yīng)遲鈍的細(xì)胞則會(huì)激活自噬系統(tǒng)作用使細(xì)胞逃離凋亡的命運(yùn),繼續(xù)存活下去。O’Farrill JS等人研究發(fā)現(xiàn)吉西他濱可以誘導(dǎo)人類骨腫瘤轉(zhuǎn)移細(xì)胞LM7以及鼠骨腫瘤轉(zhuǎn)移細(xì)胞K7M3發(fā)生自噬作用,通過抑制LM7的自噬作用可以增加腫瘤細(xì)胞對吉西他濱的敏感性,而抑制K7M3則會(huì)降低腫瘤細(xì)胞對吉西他濱的敏感性[58]。
有研究發(fā)現(xiàn)大量的miRNA可以調(diào)節(jié)多種耐藥基因的表達(dá),比如ABCG2,ABCC,MDR-1,Bcl-2(B淋巴細(xì)胞瘤-2基因)以及PTEN(Phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten,人第10號(hào)染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源的基因),PDCD4(Programmed cell death protein 4,程序性死亡蛋白4)等。ABCG2,ABCC,MDR-1都是表達(dá)膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ABC的基因,前面已經(jīng)有述,miRNA均可以結(jié)合到這些基因的3’非翻譯端,從而調(diào)節(jié)Pgp、MRP及BCRP的表達(dá),介導(dǎo)腫瘤耐藥。Bcl-2基因是表達(dá)抗凋亡蛋白的,一系列的miRNA如miR-21,-15b,-16,-34a,-296,-1915都可以通過作用于BCL2導(dǎo)致耐藥性的形成。PTEN,PDCD4等是一些很重要的抑制腫瘤增殖的蛋白,它們也受到miRNA的調(diào)節(jié),比如,miR-214可以與PTEN mRNA的3’非翻譯端結(jié)合從而抑制PTEN的轉(zhuǎn)錄和翻譯,最后導(dǎo)致Akt通路的失活,造成腫瘤對順鉑的耐藥性[59]。
腫瘤耐藥導(dǎo)致化療效果大大降低,甚至失敗,已經(jīng)成為國內(nèi)外科學(xué)家的關(guān)注熱點(diǎn)。深入了解腫瘤耐藥的分子機(jī)制從而探索研究新的方法來克服腫瘤耐藥,是非常重要的。如圖1所示,已經(jīng)有很多的腫瘤耐藥機(jī)制被人們所發(fā)掘。ABC 轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)是最常見的耐藥機(jī)制,通過促進(jìn)腫瘤細(xì)胞內(nèi)藥物的外排降低胞內(nèi)濃度從而抑制藥物發(fā)揮作用。腫瘤細(xì)胞內(nèi)異常存活通路的激活也可避免藥物誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡,如近年來大量的研究表明腫瘤細(xì)胞中頻繁存在NF-kB通路的激活,參與腫瘤侵襲性生長和耐藥性的產(chǎn)生。另外越來越多的證據(jù)表明腫瘤微環(huán)境能保護(hù)腫瘤細(xì)胞,避免細(xì)胞毒藥物誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡,使腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生與腫瘤復(fù)發(fā)直接相關(guān)的獲得耐藥性。廣泛分布于正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞的膜蛋白超家族可溶性載體(SLCs)家族可以減少親水性抗癌藥物的攝取,阻斷藥物的內(nèi)流。近年來的研究表明,腫瘤細(xì)胞也可通過增加某些代謝酶的表達(dá)、增強(qiáng)解毒作用來獲得化療耐藥性,如谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶(GSTs)。耐藥性的產(chǎn)生也可以由藥物作用靶點(diǎn)的改變引起,如本應(yīng)作用于DNA的藥物在酶的作用下流到胞質(zhì)或藥物改變了靶蛋白的表達(dá)。藥物損傷DNA后,腫瘤細(xì)胞可識(shí)別DNA損傷,啟動(dòng)相應(yīng)的修復(fù)機(jī)制,產(chǎn)生對化療藥物的耐藥性。另外,細(xì)胞的自噬作用也導(dǎo)致耐藥性的產(chǎn)生,抗癌藥物進(jìn)入腫瘤細(xì)胞后,對藥物敏感的細(xì)胞會(huì)發(fā)生凋亡,而對藥物反應(yīng)遲鈍的細(xì)胞則會(huì)激活自噬系統(tǒng)作用使細(xì)胞逃離凋亡的命運(yùn),繼續(xù)存活下去。腫瘤干細(xì)胞(CSCs)被認(rèn)為對于傳統(tǒng)的化療藥物具有強(qiáng)耐藥性,提示其在腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移中的重要作用,CSCs耐藥性由它具有的多種重要特征所決定。miRNA能調(diào)節(jié)多種耐藥基因的表達(dá),比如ABCG2,ABCC,MDR-1,BCL2以及PTEN,PDCD4等,最終導(dǎo)致腫瘤獲得耐藥性。針對上述這些機(jī)制,已經(jīng)出現(xiàn)了很多治療腫瘤的方法包括新的抗癌藥、耐藥性的調(diào)節(jié)、多功能納米載體的應(yīng)用以及RNA干擾[60](RNA interference,RNAi)治療。對于臨床上腫瘤耐藥性的診斷,最大的挑戰(zhàn)便是在腫瘤耐藥性出現(xiàn)之前找到MDR的生物指標(biāo)以及得到對MDR新的評估。所以,為了提高癌癥患者的生存率,延長器生存時(shí)間,提高臨床化療效果,需要全球科學(xué)家共同努力深入探究新的耐藥機(jī)制,尋找新的抗癌藥物,減少甚至逆轉(zhuǎn)腫瘤的耐藥性。
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Advances in research on the molecular mechanisms of tumor resistance
Pu Cong-ying1, Li Shan1, Zhang Yuan-yuan2Δ
(West China School of Preclinical and Forensic Medicine, Basic Medical Base Class 2011,Sichuan university;2.Department of Pharmacology, West China School of Preclinical and Forensic Medicine,Preclinical and Forensic Medicine, Department of Pharmacology, Sichuan university, Sichuan Chengdu 610041)
蒲聰穎,女,四川大學(xué)華西基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院在讀本科生,Email:894373600@qq.com。
△通訊作者:張媛媛,女,副教授,主要從事抗病毒及抗腫瘤藥理學(xué)研究,Email:sarahyyzhang@hotmail.com。
2015-3-26)