喬新然,陳淑珍
TRAIL誘導(dǎo)細(xì)胞死亡及其耐藥機(jī)制研究進(jìn)展
喬新然,陳淑珍
腫瘤壞死因子相關(guān)的凋亡誘導(dǎo)配體(tumor necrosis factor-related apotosis-inducing ligand,TRAIL/Apo-2L)是繼腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)、Fas 配體(Fas ligand,F(xiàn)ASL)之后發(fā)現(xiàn)的又一 TNF 超家族成員,廣泛分布于機(jī)體中,在自身免疫疾病及抗腫瘤中扮演重要角色。TRAIL 因其能夠選擇性地靶向腫瘤細(xì)胞而對正常細(xì)胞不產(chǎn)生毒性,成為近年來抗腫瘤研究的熱點(diǎn)。但隨著臨床研究的深入,TRAIL 的單藥治療在多種腫瘤細(xì)胞中出現(xiàn)耐藥現(xiàn)象,這阻礙了 TRAIL 在抗腫瘤治療中的應(yīng)用。因此,本文就TRAIL 誘導(dǎo)細(xì)胞死亡機(jī)制、細(xì)胞耐藥機(jī)制及聯(lián)合用藥策略進(jìn)行綜述。
1.1 TRAIL/Apo-2L
TRAIL/Apo-2L 是一個(gè) 33 ~ 35 kD 的 II 型跨膜蛋白,由 281 個(gè)氨基酸殘基組成,胞外羧基端所具有的高度保守TNF 同源結(jié)構(gòu)域(TNF homology domain,THD)與三聚體的形成有關(guān)。在生理?xiàng)l件下,TRAIL/Apo-2L 分子以完整的膜結(jié)合形式存在于免疫效應(yīng)細(xì)胞(如 T 細(xì)胞)的細(xì)胞膜上或者以截?cái)嗟目扇苄孕问剑埢?114 ~ 281)被尿激酶纖溶酶激活物(uridylyl phosphate adenosine,uPA)釋放。這兩種形式均具有生物活性,都能與死亡受體形成三聚體,并由鋅離子穩(wěn)定,產(chǎn)生凋亡誘導(dǎo)作用。
1.2 TRAIL 受體
TRAIL 受體屬于 TNF 受體超家族,分為三種:
⑴死亡受體(death receptor):包括 TRAIL-R1/DR4 和TRAIL-R2/DR5,分別是由 468 個(gè)和 411 個(gè)氨基酸殘基組成的 I 型跨膜蛋白,有 58% 的一致性,在機(jī)體內(nèi)分布廣泛。兩者的胞外區(qū)均有 2 個(gè)富含半胱氨酸的假重復(fù)序列,胞內(nèi)區(qū)有與 TNFR、Fas 同源的死亡結(jié)構(gòu)域(death domain,DD)。
⑵誘騙受體(decoy receptor):包括 TRAIL-R3/DcR1 和TRAIL-R4/DcR2。DcR1 是由 299 個(gè)氨基酸殘基組成的I 型跨膜蛋白,其胞外區(qū)與 DR4、DR5 類似,存在 2 個(gè)富含半胱氨酸的序列,沒有跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū),僅通過一個(gè)糖酯磷脂酰肌醇(glycosyl phosphatidyl inositol,GPI)連接在細(xì)胞表面。因此,它與 TRAIL 結(jié)合后不能誘導(dǎo)凋亡。DcR2是由 386 個(gè)氨基酸殘基組成的 I 型跨膜蛋白,存在跨膜區(qū)和一段被剪切的 DD,也無法傳遞凋亡信號。
⑶骨保護(hù)素(osteoprotegerin,OPG):TRAIL 的第 3 個(gè)誘騙受體,由 401 個(gè)氨基酸殘基組成的胞外區(qū)可溶性受體,與 TRAIL 有較弱的結(jié)合能力,能夠抑制 TRAIL 所誘導(dǎo)的凋亡[1-2]。
2.1 TRAIL 誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡
TRAIL 與功能性受體 DR4/DR5 結(jié)合后,活化形成三聚體,通過 DD 相互作用,募集死亡結(jié)構(gòu)域連接蛋白(Fas associated death domain,F(xiàn)ADD)到受體上,再通過 FADD中的死亡效應(yīng)結(jié)構(gòu)域(death effector domain,DED)募集啟始 caspases(pro-caspase-8/10)到受體復(fù)合物上,形成死亡誘導(dǎo)信號復(fù)合體(death-inducing signaling complex,DISC)。Pro-caspase-8/10 在 DISC 中自我剪切活化,形成活性caspase-8/10 并釋放到細(xì)胞質(zhì)中,激活下游 caspase 信號級聯(lián)[1,3],誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。
由于內(nèi)源性 caspase 抑制劑 X 染色體連鎖凋亡抑制蛋白(X-linked inhibitor of apoptosis protein,XIAP)的表達(dá)極大地影響 DISC 中 caspase 的活化,因此根據(jù) caspase活化程度及時(shí)間的不同,將細(xì)胞分為 I 型和 II 型。在 I 型細(xì)胞中,caspase-8/10 充分活化,受 XIAP 的抑制較小,能直接激活效應(yīng) caspases(caspase-3/6/7),誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的外在途徑(extrinsic pathway)。在 II 型細(xì)胞中,XIAP 的表達(dá)只允許少量活性 caspase-8/10 的形成,需要激活線粒體介導(dǎo)的內(nèi)在凋亡途徑(intrinsic pathway):少量活性 caspase-8/10分裂 BH3-only 蛋白(BCL-2 inhibitory BH3-domain containing protein,BID)形成 tBID(truncated BID),tBID 運(yùn)輸?shù)骄€粒體,激活 BAX(Bcl-2 associated X protein)和 BAK(Bcl-2 antagonist killer 1),進(jìn)而誘導(dǎo)線粒體釋放前凋亡因子(如細(xì)胞色素 c、SMAC/DIABLO、HTRA2/Omi)到細(xì)胞質(zhì)中,細(xì)胞色素 c、凋亡蛋白活性因子-1(apoptosis activating factor-1,APAF-1)和 pro-caspase-9 在細(xì)胞質(zhì)中組成凋亡小體,能夠激活另一個(gè)啟始 caspase——caspase-9,從而進(jìn)一步激活效應(yīng) caspase-3/7,引起細(xì)胞凋亡[1,4]。SMAC/DIABLO的釋放能夠抑制 XIAP 的活性,進(jìn)一步促進(jìn)凋亡(圖 1)。
圖1 TRAIL 誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的機(jī)制
2.2 TRAIL 與自噬
2.2.1 自噬的雙面性 細(xì)胞自噬是細(xì)胞一種自我降解的過程,在腫瘤細(xì)胞中,既是細(xì)胞防御機(jī)制,又是程序性細(xì)胞死亡機(jī)制。近年來發(fā)現(xiàn),自噬在 TRAIL 引起的腫瘤耐藥中有著重要的作用。
2.2.1.1 抑制自噬——增強(qiáng) TRAIL 抗腫瘤活性 研究發(fā)現(xiàn),乳腺癌細(xì)胞長期暴露在 TRAIL 中,自噬增加,產(chǎn)生耐藥性,當(dāng) TRAIL 與自噬抑制劑氯喹聯(lián)合作用于 TRAIL 耐藥的乳腺癌細(xì)胞時(shí),能扭轉(zhuǎn)這種耐藥性,使細(xì)胞對 TRAIL敏感,從而增強(qiáng)了抗腫瘤效果[5-6]。煙酸作用于人結(jié)腸癌細(xì)胞 HCT-116 時(shí),能夠激活自噬流,使細(xì)胞逃離 TRAIL 引起的線粒體膜電位功能紊亂及細(xì)胞死亡。這表明,抑制自噬能增強(qiáng) TRAIL 的抗腫瘤活性[7]。
2.2.1.2 激活自噬——增強(qiáng) TRAIL 抗腫瘤活性 激活自噬也能增強(qiáng) TRAIL 的抗腫瘤活性[8]。例如查耳酮衍生物chalcone-24(Chal-24)通過激活肺癌細(xì)胞中的自噬來引起c-FLIPL 和 c-IAPs 的降解,進(jìn)而增強(qiáng) TRAIL 的抗腫瘤活性[9]。在甲狀腺癌中,增加自噬能使 TRAIL 敏感的 TPC-1細(xì)胞對 TRAIL 更加敏感,產(chǎn)生更好的抗腫瘤效果,而對于TRAIL 耐藥的 FRO 細(xì)胞,抑制自噬才能使其對 TRAIL敏感[10],若封閉 TRAIL 敏感細(xì)胞中的自噬作用能夠降低對TRAIL 的敏感度,因此,保留基本的自噬水平對 TRAIL 誘導(dǎo)的凋亡是必需的[11]。
2.2.2 自噬與 TRAIL 介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡之間的機(jī)制
2.2.2.1 自噬小體和 p62 蛋白的積累 TRAIL 能夠激活TRAIL 耐藥細(xì)胞中的自噬流,導(dǎo)致 p62 降解并阻止caspase-8 激活,但在 TRAIL 敏感細(xì)胞中,TRAIL 能抑制自噬流,從而導(dǎo)致 caspase-8 活化和細(xì)胞凋亡[12]。研究發(fā)現(xiàn),在自噬過程中的不同階段抑制自噬能導(dǎo)致 TRAIL 敏感的前列腺癌 PC3 細(xì)胞中對于 TRAIL 誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡產(chǎn)生不同結(jié)果:在 LC3 與自噬體 l 膜聯(lián)合之前,使用 3-甲基腺嘌呤來抑制自噬,能夠阻止 p62 的聚合和 caspase-8 的激活,從而抑制細(xì)胞死亡;而使用 CQ 來抑制自噬小體降解,并沒有影響 TRAIL 誘導(dǎo)的 PC3 細(xì)胞死亡。這表明,在缺乏自噬降解的情況下,自噬小體和 p62 蛋白質(zhì)聚合物的積累對于 TRAIL 誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡是必需的,在 TRAIL敏感細(xì)胞中自噬降解或許處于被抑制的狀態(tài)。
2.2.2.2 活性 caspase-8 的自噬溶酶體降解 活性caspase-8 的自噬溶酶體降解被認(rèn)為是自噬和 TRAIL 誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的中間機(jī)制[10]。例如 TRAIL 引起 DNA 損壞,使 PARP 被激活,進(jìn)而發(fā)生 HMBG1 PARylation,HMBG1遷移到細(xì)胞質(zhì)中與 BECN-1 結(jié)合,啟動了自噬,減弱了caspase-8 活性,產(chǎn)生 TRAIL 耐藥,抑制 PARP1-HMGB1途徑能夠減弱自噬,從而增加 TRAIL 引起的凋亡。因此,TRAIL 耐藥細(xì)胞耐藥的原因之一是由于不同途徑啟動的自噬導(dǎo)致活性 caspase-8 的缺失[13](圖 2)。
圖2 自噬與 TRAIL 介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡之間的機(jī)制
2.2.2.3 Beclin 1 和生存素相互作用 Beclin 1 和生存素之間的相互作用可能是自噬和凋亡之間另一個(gè)潛在的機(jī)制。實(shí)驗(yàn)表明,敲低 Beclin 1 能下調(diào)生存素,使神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞對 TRAIL 誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡敏感,當(dāng)引入生存素時(shí)能抵抗這種敏化效果,這表明下調(diào)生存素能增強(qiáng)細(xì)胞對 TRAIL 誘導(dǎo)凋亡的敏感性[14]。
2.3 TRAIL 誘導(dǎo)細(xì)胞壞死
當(dāng)用 caspase 抑制劑來抑制 caspase 活性時(shí),TRAIL雖然無法誘導(dǎo)凋亡,但可以誘導(dǎo)受體相互作用蛋白激酶(receptor interacting protein kinase,RIPK)介導(dǎo)的細(xì)胞死亡,稱為程序性壞死[3],這種類型的細(xì)胞死亡依賴于死亡小體的激活。當(dāng) caspase-8 缺失或被抑制時(shí),RIPK1 和 RIPK3 通過 RIP 同型結(jié)構(gòu)域(RIP homotypic interaction motif,RHIM)相連接形成死亡小體,RIPK3 在死亡小體中自身磷酸化激活,募集并磷酸化混合譜系激酶(mixed lineage kinase-like,MLKL),使 MLKL 發(fā)生構(gòu)象變化,但是對于MLKL 誘導(dǎo)的凋亡性壞死的分子機(jī)制目前仍不完全清楚。有研究表明,MLKL 可能參與破壞和調(diào)節(jié)細(xì)胞膜孔的變形(圖 1)。
2.4 TRAIL 調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)
TRAIL 能夠在巨噬細(xì)胞、樹突細(xì)胞、T 細(xì)胞、NK 細(xì)胞中表達(dá),在自身免疫性疾病、細(xì)菌和病毒感染、腫瘤新陳代謝的免疫監(jiān)視中起重要作用[4]。TRAIL 通過 NF-κB 途徑誘導(dǎo)趨化因子 CXCL2、CCL4、CCL20 的分泌,這些趨化因子在生理環(huán)境下募集白細(xì)胞,從而調(diào)節(jié)炎癥[15](圖 1)。TRAIL/TRAIL-R 途徑涉及免疫系統(tǒng)的調(diào)控與穩(wěn)定。例如,在大腦中,TRAIL-DR5 信號通路能調(diào)控炎癥、神經(jīng)增殖分化以及調(diào)節(jié)低氧-組織缺血后的腦損傷。TRAIL 受體缺陷的老鼠更容易產(chǎn)生 DSS(dextran sulphate sodium)誘導(dǎo)的結(jié)腸炎和結(jié)腸炎相關(guān)的癌變,并且在結(jié)腸炎期間,對免疫細(xì)胞有顯著的滲透性,在結(jié)腸上皮細(xì)胞也能觀察到超活化的Janus 激酶和 NF-κB,兩者均與嚴(yán)重的結(jié)腸炎有關(guān)[15]。隨著對 TRAIL 和免疫系統(tǒng)之間關(guān)系的不斷研究,TRAIL 的另一個(gè)完全矛盾的角色漸漸被發(fā)掘,即 TRAIL 能損傷正常細(xì)胞。研究發(fā)現(xiàn),慢性重癥肝炎患者的外周 NK 細(xì)胞能夠高表達(dá) TRAIL,并對人正常的肝臟細(xì)胞產(chǎn)生毒性,同時(shí)患者的血清和肝臟中還存在豐富的炎性細(xì)胞因子(IL-6、IL-8),能夠進(jìn)一步增強(qiáng) TRAIL 的表達(dá)和外周 NK 細(xì)胞的活化,因此在 IL-6/IL-8 的刺激和 NK 高表達(dá) TRAIL 所介導(dǎo)的肝細(xì)胞毒性的情況下,正常的肝臟細(xì)胞對 TRAIL 誘導(dǎo)的凋亡越來越敏感,導(dǎo)致肝損傷[16-17]。
3.1 TRAIL 功能性受體的缺失
TRAIL 耐藥和 TRAIL 受體的缺失有密切關(guān)系,在多種類型的腫瘤細(xì)胞中均發(fā)現(xiàn) DR4 和 DR5 功能性缺失。自噬體對 DRs 的吞噬作用導(dǎo)致 TRAIL 耐藥。例如,在TRAIL 耐藥的乳腺癌細(xì)胞 AU565 和 BT474 中,存在較高的自噬小體,DR4 和 DR5 共同連接在自噬體表面LC-3B上,導(dǎo)致膜表面 DR4/DR5 較少,從而產(chǎn)生耐藥性。當(dāng)使用 3-MA 破壞本底自噬體形成后,DR4/DR5 釋放到膜表面,增強(qiáng)了 TRAIL 耐藥細(xì)胞對 TRAIL 的敏感性。相反的,在 TRAIL 敏感的乳腺癌細(xì)胞 MDA-MB-231 中,膜表面 DR4/DR5 較高,并缺少本底自噬體,當(dāng)使用巴弗洛霉素 A1 抑制溶酶體活性后,細(xì)胞中自噬體積累,使膜表面 DR4/DR5 含量降低,從而降低了細(xì)胞對 TRAIL 的敏感性[18]。通過轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)和翻譯后修飾調(diào)節(jié)能夠調(diào)節(jié) DRs 的表達(dá)與分布。轉(zhuǎn)錄因子 p53、CHOP、NF-κB、AP-1、FOXO3、Sp-1 等均能上調(diào) DRs,而轉(zhuǎn)錄因子 GLI-3 和 YYI 分別下調(diào) DR4、DR5。而某些癌細(xì)胞中,DRs 能在翻譯后修飾過程中被自噬體、細(xì)胞核膜捕獲,或者被保留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)/高爾基體中,導(dǎo)致細(xì)胞表面受體缺失,從而產(chǎn)生耐藥。
此外,Ras GTPase 途徑也能夠調(diào)節(jié) DRs 的表達(dá)。Ras家族包括 H-Ras、K-Ras、N-Ras,存在于 EGFR 的下游。在 TRAIL 耐藥細(xì)胞中,只有 H-Ras 過表達(dá),功能特異性地敲低 H-Ras 能夠增加表面 DR4/5 的表達(dá),增加 TRAIL耐藥細(xì)胞對 TRAIL 的敏感性[11]。
3.2 對 TRAIL 誘導(dǎo)的凋亡途徑的負(fù)性調(diào)節(jié)因子
3.2.1 拮抗受體——DcR1/DcR2/OPG 細(xì)胞內(nèi) DcR1、DcR2、OPG 受體表達(dá)較高時(shí),能抑制 TRAIL 所誘導(dǎo)的凋亡途徑,產(chǎn)生耐藥。這三個(gè)拮抗受體因缺乏功能域 DD 展現(xiàn)出不同的抑制特性。OPG 是最弱的抑制劑,它與 TRAIL有較低的親和力,在某種程度上表現(xiàn)出與 DR4/DR5 競爭性結(jié)合 TRAIL 來抑制凋亡。DcR1/DcR2 與 TRAIL 有較高的親和力,DcR1 的 C 端有一個(gè) GPI 結(jié)構(gòu),位于脂質(zhì)筏,當(dāng) TRAIL 刺激時(shí)不能與 DR4/DR5 形成異源多聚體,因此,DcR1 也是通過競爭性結(jié)合 TRAIL 來抑制 TRAIL 誘導(dǎo)的凋亡;而 DcR2 能夠在非脂質(zhì)筏區(qū)域共同募集DR4/DR5,形成異源多聚體復(fù)合物,但 DcR2 缺乏 DD 功能域,因此它的募集通過空間阻礙來妨礙 caspase-8 的激活[3]。
3.2.2 sigma 1 受體 sigma 1 受體(Sig1R)是位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的小分子跨膜蛋白,作為調(diào)節(jié)配體的分子伴侶,與TRAIL 誘導(dǎo)的凋亡有關(guān)。在前列腺癌細(xì)胞中,較高水平的Sig1R 能夠使細(xì)胞對 TRAIL 產(chǎn)生更強(qiáng)的耐藥性,因此,Sig1R 是 TRAIL 誘導(dǎo)凋亡的一個(gè)重要的調(diào)停蛋白[19]。
3.2.3 c-FLIP 同系物 在 TRAIL 耐藥細(xì)胞中,細(xì)胞型Fas 相關(guān)死亡域樣白介素 1β 轉(zhuǎn)換酶抑制蛋白(celluar Fas-associated death domain-like IL-1β converting inhibitory protein,c-FLIP)過表達(dá)。c-FLIP 是 caspase-8/10 主要負(fù)性同系物,和 caspase-8/10 一樣擁有兩個(gè) DED,能夠被TRAIL DISC 募集,并且 c-FLIP 的長鏈形式包含一個(gè)caspase-like 的結(jié)構(gòu)域,缺少 caspase 催化活性,能抑制caspase-8 鏈的形成、自我加工和激活,因此 c-FLIP 同系物主要抑制 TNF 家族誘導(dǎo)的凋亡。
3.2.4 Bcl-2 抗凋亡蛋白和凋亡抑制蛋白 在 II 型細(xì)胞中,Bax 的缺失或者 B 細(xì)胞淋巴瘤-2(B-cell lymphoma 2,Bcl-2)抗凋亡蛋白家族成員,如 Bcl-2、Mcl-1、Bc-xL 的過表達(dá),均能抑制線粒體凋亡途徑,產(chǎn)生耐藥。而無論是I 型還是 II 型細(xì)胞,過表達(dá)的凋亡抑制蛋白(inhibitor ofapoptosis protein,IAP),如 XIAP、survive、cIAP,均能抑制 TRAIL 所誘導(dǎo)的凋亡。
3.3 生存信號途徑對 TRAIL 誘導(dǎo)的凋亡的調(diào)節(jié)
TRAIL 啟動的非凋亡途徑包括 MAPK、NF-κB 和PI3K-PKB/Akt 等途徑,均能增加不同種類正常/癌細(xì)胞增殖、生存、遷移、侵入或者炎癥的能力,從而產(chǎn)生 TRAIL 耐藥性。
TRAIL 激活的 MAPK 信號通路涉及一種可溶性的第二復(fù)合物的形成[3]。MAPK 主要包括三種不同的成員:胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinases,ERKs)、c-Jun 氨基末端激酶(c-Jun N-terminal protein kinases,JNKs)和 p38 裂原激活蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase,p38 MAP kinases)。ERKs 是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)與阻礙 TRAIL 誘導(dǎo)凋亡有關(guān)的 MAPK 成員,能抑制 ERK 途徑,下調(diào) Mcl-2 蛋白,使結(jié)腸癌細(xì)胞對 TRAIL 敏感。p38 MAP kinases 則被認(rèn)為是調(diào)節(jié)酶的細(xì)胞因子。JNKs 涉及細(xì)胞增殖和凋亡,TRAIL 通過受體相互作用蛋白激酶 1(receptor-interacting protein kinase 1,RIPK1)和 TNF 受體相關(guān)因子 2(TNF receptor-associated factor 2,TRAF2)誘導(dǎo) JNKs 途徑。ERKs、JNKs 和 p38 的激活均依賴于細(xì)胞類型,并通過轉(zhuǎn)錄依賴或非依賴的方式調(diào)節(jié) TRAIL 受體、c-FLIP、Bcl-2 家族蛋白的表達(dá)來影響TRAIL 誘導(dǎo)的凋亡。NF-κB 是核轉(zhuǎn)錄因子,在 TRAIL 耐藥細(xì)胞已展現(xiàn)出 NF-κB 依賴性的炎癥表型,增強(qiáng) NF-κB信號能夠抵抗 TRAIL 誘導(dǎo)的凋亡,提高腫瘤轉(zhuǎn)移和侵入能力[4]。在 TRAIL 敏感細(xì)胞中,caspase-8 分裂受體相互作用蛋白 1(receptor interacting protein 1,RIP1)能封閉NF-κB 活性,進(jìn)而啟動 TRAIL 引起的凋亡,但如果將細(xì)胞持續(xù)暴露在低濃度的 TRAIL 中,激活的 NF-κB 不斷被積累,從而增加 miR21/30C/100 產(chǎn)生,進(jìn)一步下調(diào)caspase-8/TRAF-7/caspase-3/FoxO3a,導(dǎo)致 NF-κB 信號的增強(qiáng),從而建立了一個(gè)正反饋環(huán)路,產(chǎn)生 TRAIL 耐藥和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化[20-21]。TRAIL 誘導(dǎo)激活 JNKs 和 NF-κB 途徑分為兩個(gè)階段:早期階段和延遲階段。早期階段是通過TRAF2/cIAP1 介導(dǎo)的 RIP1 泛素化進(jìn)行激活,延遲階段是通過 caspase 介導(dǎo)的 MEKK1 分裂和激活來產(chǎn)生的。cFLIP的過表達(dá)能夠促進(jìn)早期階段但是抑制延遲階段,當(dāng)在 RIP1或者 TRAF2 缺陷的細(xì)胞中穩(wěn)定地過表達(dá) cFLIP,會發(fā)現(xiàn)細(xì)胞能夠抵抗凋亡,但卻無法激活 NF-κB。而 Bcl-2 的過表達(dá)對這兩個(gè)階段均產(chǎn)生促進(jìn)作用。這些很好地解釋了TRAIL 激活 JNK 和 NF-κB 途徑的機(jī)制[22]。PI3K-PKB/Akt途徑的激活也涉及 TRAIL 耐藥。通過 PI3K 導(dǎo)致 Akt 的磷酸化和激活,而激活的 Akt 能磷酸化一系列底物,導(dǎo)致生存基因如 c-FLIP、Bcl-2、Mcl-1 或 XIAP 在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)或者磷酸化依賴性穩(wěn)定,最終導(dǎo)致 TRAIL 耐藥。在結(jié)腸癌細(xì)胞中抑制 PI3K/Akt 途徑能使細(xì)胞對 TRAIL 敏感(圖 3)。
由于腫瘤細(xì)胞類型不同而存在多重 TRAIL 耐藥機(jī)制。因此,TRAIL 聯(lián)合用藥的策略也具有多樣性和針對性,而與 TRAIL 進(jìn)行聯(lián)合的藥物或化合物的選擇也是根據(jù)某種細(xì)胞的具體耐藥機(jī)制進(jìn)行針對性選擇,大致可以分為以下幾類:
⑴增加功能性受體 DR4/DR5 表達(dá)的藥物或死亡受體激動劑抗體:如曲格列酮(troglitazone,TGZ)[23]。
⑵c-FLIP 抑制劑或者激活 DISC 水平的 caspase-8 的藥物。
⑶Bcl-2、Mcl-1、Bc-xL 抑制劑或者 IAP 拮抗劑、survive 抑制劑。
圖3 TRAIL 的耐藥機(jī)制
⑷組蛋白脫乙酰酶抑制劑(HDACi):如丙戊酸。
⑸與自噬相關(guān)的藥物:如氯喹、姜辣素、橡黃素[8]。
⑹與抑制 NF-κB 和 MAPK 信號途徑有關(guān)的藥物:如化合物 YM155、海兔素(aplysin)。
⑺常規(guī)的化療藥物:如喜樹堿、阿霉素、5-氟尿嘧啶、伊立替康、紫杉醇[23]。
⑻熱休克蛋白 90 抑制劑:如 NVP-AUY922。
⑼其他:高熱可以增強(qiáng)各癌癥細(xì)胞系對 TRAIL 誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡的敏感性,現(xiàn)已提出溫和熱休克治療能通過引起c-FLIP 退化或激活線粒體凋亡途徑來恢復(fù) Fas 配體或TRAIL-induced 的凋亡[24]。
通常藥物是通過多個(gè)途徑同時(shí)抵抗耐藥性,從而與TRAIL 產(chǎn)生聯(lián)合抗腫瘤效果。例如,姜烯酚能夠通過增加DR5 和促凋亡蛋白 Bax 表達(dá),降低抗凋亡蛋白 survive 的表達(dá)來克服結(jié)腸癌細(xì)胞對 TRAIL 的耐藥[25]。
目前,對于 TRAIL 誘導(dǎo)細(xì)胞死亡及其耐藥機(jī)制的研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展,同時(shí)其聯(lián)合用藥的策略更是隨著這些機(jī)制的完善而有了更多的發(fā)現(xiàn),這些都將推動 TRAIL 通過臨床研究。然而,由于腫瘤細(xì)胞的不同,TRAIL 耐藥機(jī)制具有多樣性,目前仍然無法尋找到一種或幾種聯(lián)合藥物能廣泛使用于腫瘤治療中,并且 TRAIL 所介導(dǎo)的凋亡與自噬之間的復(fù)雜關(guān)系也需要更深入的研究去發(fā)現(xiàn)中間的關(guān)聯(lián)機(jī)制。在未來,這些問題的解決將會加快 TRAIL 藥物上市的步伐。
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10.3969/j.issn.1673-713X.2016.05.011
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100050 北京,中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院醫(yī)藥生物技術(shù)研究所腫瘤室
陳淑珍,Email:bjcsz@imb.pumc.edu.cn
2016-07-12