朱琴琴,費素娟
熱休克蛋白在胃癌診療中的價值
朱琴琴,費素娟
熱休克蛋白;胃癌;診斷;治療;文獻(xiàn)綜述
熱休克蛋白(heat shock proteins, HSPs)是一組進(jìn)化程度高度保守的應(yīng)激蛋白,廣泛存在于生物體內(nèi),主要作為分子伴侶參與細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的裝配、分選、跨膜轉(zhuǎn)運及降解等過程,并可在創(chuàng)傷、感染、缺氧及惡性腫瘤等應(yīng)激狀態(tài)下被誘導(dǎo)表達(dá)[1]。HSPs在多種腫瘤細(xì)胞中呈過度表達(dá),并參與腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲、分化、轉(zhuǎn)移及凋亡等過程[2]。依據(jù)分子量大小,HSPs可分為小分子HSP(包括HSP27)、HSP60、HSP70、HSP90、大分子HSP等幾個家族,其中HSP27、HSP60、HSP70、HSP90與胃癌的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系較為密切[3]。
1.1 HSP27 HSP27屬于小分子HSPs家族成員,是不依賴三磷腺苷(ATP)酶的分子伴侶,可修復(fù)受損蛋白質(zhì),具有抗氧化和抗凋亡作用。HSP27在卵巢癌、乳腺癌、前列腺癌及胃癌等多種惡性腫瘤細(xì)胞中呈過度表達(dá),并與胃癌的惡化進(jìn)展有關(guān)[4-5]。朱祖安等[6]報道HSP27與胃癌的TNM分期、分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等有關(guān)。李桂青和趙景潤[7]研究表明,HSP27表達(dá)與胃癌的臨床病理特征關(guān)系密切,其高表達(dá)提示患者預(yù)后較差。Huang等[8]研究認(rèn)為,胃癌患者血清中HSP27水平與胃癌組織中的HSP27表達(dá)呈正相關(guān),但其認(rèn)為HSP27與胃癌臨床病理特征無關(guān)。Ren等[9]研究發(fā)現(xiàn),胃癌患者術(shù)后血清中HSP27水平明顯低于術(shù)前。上述多項研究表明HSP27對胃癌的診斷與預(yù)后評估有較高的參考價值,但其與胃癌臨床病理特征的關(guān)系尚未統(tǒng)一,分析可能跟研究樣本量較小有關(guān),仍需進(jìn)一步研究證實。
1.2 HSP60 HSP60是最早研究的HSPs之一,又叫作伴侶蛋白,研究表明其與多種腫瘤的進(jìn)展密切相關(guān)[10]。李桂青和王兵[11]研究顯示,HSP60在胃癌組織中的陽性表達(dá)率明顯高于正常胃黏膜組織,并且與胃癌的浸潤深度、臨床分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。Li等[12]經(jīng)研究后認(rèn)為HSP60與胃癌的惡性程度有關(guān),是胃癌患者的獨立預(yù)后因素,并可能成為胃癌患者藥物治療的作用靶點。徐風(fēng)亮等[13]通過檢測胃癌113例的血清腫瘤標(biāo)志物水平,并與良性病變患者和健康體檢者進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),HSP60與腫瘤直徑、侵襲深度、分化程度、臨床分期、復(fù)發(fā)等相關(guān),該研究提示HSP60可作為敏感標(biāo)志物用于胃癌的早期診斷、分期及復(fù)發(fā)檢測。
1.3 HSP70 HSP70廣泛分布于亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中,是多基因家族,主要包括HSP73(結(jié)構(gòu)型HSP70)、HSP72(誘導(dǎo)型HSP70)、GPR75(葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白75)、GPR78(葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78)等。研究發(fā)現(xiàn),HSP70在正常情況下表達(dá)量較低,但在應(yīng)激原如炎癥、致癌物等刺激下可誘導(dǎo)表達(dá),發(fā)揮保護(hù)細(xì)胞的作用[14]。Ciocca和Calderwood[15]研究發(fā)現(xiàn),HSP70在胃癌、肝癌、乳腺癌、前列腺癌等多種腫瘤細(xì)胞中呈現(xiàn)高表達(dá)狀態(tài),并與腫瘤發(fā)生、轉(zhuǎn)移等有關(guān)。尚進(jìn)才等[16]研究表明,HSP70在胃癌組織中的表達(dá)水平明顯高于癌旁組織、胃炎組織及正常組織,且與腫瘤分化程度、遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移和臨床病理分期具有相關(guān)性。朱祖安等[17]研究證實,HSP70在胃癌組織中的陽性表達(dá)率為84%,明顯高于癌旁組織中的21.33%,且HSP70表達(dá)與腫瘤TNM分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。Kang等[18]研究顯示,HSP70在早期胃癌患者組織中的表達(dá)水平顯著高于晚期胃癌患者,且在早期胃癌中HSP70陽性患者預(yù)后差于HSP70陰性患者。Bodoor等[19]也報道HSP70陽性胃癌患者相較于HSP70陰性胃癌患者預(yù)后較差。上述兩項研究均提示HSP70可作為胃癌患者不良預(yù)后的預(yù)測指標(biāo)。曹春宇等[20]對比分析胃癌患者和健康對照者血清中HSP70水平,結(jié)果顯示血清HSP70水平與腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、Hp感染、胃癌進(jìn)展及疾病預(yù)后等密切相關(guān)。然而關(guān)于胃癌患者組織和血清中HSP70表達(dá)水平的相關(guān)性,仍需通過病理標(biāo)本檢測加以驗證,為HSP70作為腫瘤標(biāo)志物的臨床應(yīng)用研究提供理論依據(jù)。
1.4 HSP90 HSP90是目前研究較多的HSPs,屬抗凋亡蛋白,在多個信號通路中發(fā)揮作用,已發(fā)現(xiàn)其在多種實體瘤中呈高表達(dá),并與腫瘤預(yù)后密切相關(guān)[21]。李雙齊等[22]對胃癌56例的HSP90表達(dá)水平進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn),其在胃癌組織中的陽性表達(dá)率(64.29%)明顯高于癌旁組織(5.36%),并與胃癌浸潤深度、TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。Bodoor等[19]研究也發(fā)現(xiàn),胃癌組織中HSP90陽性表達(dá)率為100%,且表達(dá)呈強陽性。另外,王佳泓等[23]和Wang等[24]研究認(rèn)為HSP90表達(dá)與胃癌患者預(yù)后密切相關(guān),可作為預(yù)后因素評估胃癌患者的生存期。袁建明等[25]研究發(fā)現(xiàn),胃癌患者血清HSP27與HSP90的表達(dá)水平存在顯著正相關(guān)性,提示在胃癌發(fā)病中不同家族的HSPs在激活過程中存在某種關(guān)聯(lián)性,這為深入研究HSPs對胃癌診斷和預(yù)后評估價值提供了新的啟發(fā)。
2.1 HSP27 目前臨床關(guān)于HSP27在胃癌治療方面的研究多與化學(xué)治療藥物耐藥機制有關(guān),如何調(diào)節(jié)HSP27表達(dá)和作用過程以提高藥物治療的臨床效果成為當(dāng)下的研究熱點。宋榮峰等[26]通過siRNA干擾技術(shù)沉默胃癌細(xì)胞株HSP27的表達(dá),并與氟尿嘧啶(5-FU)共培養(yǎng),結(jié)果發(fā)現(xiàn)胃癌細(xì)胞耐藥株SGC7901對5-FU的敏感性顯著增強,提示HSP27參與了SGC-7901對5-FU耐藥過程,可作為臨床治療靶點來提高胃癌患者對5-FU化學(xué)治療的敏感性。孫雪峰等[27]研究后認(rèn)為,胃癌細(xì)胞多重耐藥性是化學(xué)治療失敗的主要原因,分析HSP27與胃癌細(xì)胞對長春新堿的耐受有關(guān),但對于HSP27具體的作用機制尚需深入研究,考慮可能與HSP27可調(diào)節(jié)相互作用細(xì)胞的增殖、分化,以及參與細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等過程有關(guān)。Musiani等[28]報道HSP27可影響MEK/ERK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,與胃癌對c-MET靶向治療的耐藥機制有關(guān),其過量表達(dá)多預(yù)示不良預(yù)后。此外,Deng等[29]研究發(fā)現(xiàn),HSP27可能通過激活P38MAPK和PI3K/Akt信號通路,參與胃癌細(xì)胞對抗褪黑激素的耐藥過程。Zhu等[30]研究證實,HSP27過量表達(dá)可減弱南蛇藤對胃癌細(xì)胞的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)和NF-κB/Snail通路的抑制作用。Gibert等[31]應(yīng)用寡核苷酸適配體(PAs)策略特異性作用于HSP27分子,并干擾腫瘤細(xì)胞周期而影響其增殖,為研究HSP27的化學(xué)抑制策略提供了思路。Owen等[32]研究HSP27對養(yǎng)正消積膠囊潛在作用時發(fā)現(xiàn),通過敲除抑制HSP27的表達(dá)可顯著提高腫瘤耐藥細(xì)胞對養(yǎng)正消積膠囊的敏感性。以上多項研究均表明,HSP27作為治療胃癌的藥物作用靶點具有潛在的應(yīng)用價值,與現(xiàn)有化學(xué)治療藥物聯(lián)合應(yīng)用,可降低患者的耐藥率,改善患者預(yù)后。不過現(xiàn)階段對其多停留在體外實驗或臨床前研究階段,如何有效降低腫瘤細(xì)胞對化學(xué)治療藥物的耐藥性并提高HSP27相關(guān)制劑的安全性等問題仍需重點關(guān)注。
2.2 HSP60 HSP60是研究較早的HSPs成員,但目前關(guān)于其治療胃癌方面的藥物研究還比較少,大多還停留在理論水平,僅發(fā)現(xiàn)Mizoribine、Epolactaene、ETB等少數(shù)幾種有效的HSP60抑制劑[33]。Tanabe等[34]研究認(rèn)為,Mizoribine含有一個咪唑雜環(huán),可通過影響HSP60的分子共伴侶蛋白HSP10,阻礙HSP60分子的正確折疊,從而抑制HSP60的表達(dá)。Nagumo等[35]分析認(rèn)為,Epolactaene可與HSP60分子Cys442殘基結(jié)合而抑制其活性。Ban等[36]報道了HSP60抑制劑ETB可通過直接或間接方式抑制缺氧誘導(dǎo)因子1α(HIF-1α)的表達(dá)水平,進(jìn)而起到抑制腫瘤細(xì)胞生長的作用。其他諸如Sesamol、Zerumbone、Humulene、Caryophylene等,均可對HSP60誘導(dǎo)的細(xì)胞增殖產(chǎn)生一定抑制效果,但其確切作用機制尚需進(jìn)一步研究[37]。
2.3 HSP70 既往研究發(fā)現(xiàn),HSP70的作用多與機體免疫調(diào)節(jié)機制有關(guān),如誘導(dǎo)樹突狀細(xì)胞成熟、增強自然殺傷(NK)細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞殺傷效果、激活補體系統(tǒng)等。袁慶文等[38]通過將腫瘤細(xì)胞抗原肽與HSP70構(gòu)建為小分子肽,刺激樹突狀細(xì)胞成熟,并促進(jìn)T淋巴細(xì)胞活化增殖為細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL),進(jìn)而可對胃癌細(xì)胞產(chǎn)生強烈的殺傷效果。王曉盈等[39]研究認(rèn)為,HSP70分子本身不具有免疫原性,其免疫原性由所攜帶的抗原肽決定,而胃癌組織中提取的HSP70實際上是結(jié)合了多種不同抗原肽的HSP70多肽復(fù)合物,其可觸發(fā)機體針對這些抗原肽的腫瘤細(xì)胞免疫應(yīng)答,這一特點為基于HSP70開發(fā)新型抗腫瘤疫苗提供了新的思路。HSP70除了參與細(xì)胞免疫治療,還與腫瘤對藥物抵抗有關(guān),通過抑制HSP70表達(dá)水平,有望提高胃癌細(xì)胞對化學(xué)治療藥物的敏感性[40]。Takahashi等[41]研究顯示,HSP72(誘導(dǎo)型HSP70)在多種腫瘤細(xì)胞中呈現(xiàn)高表達(dá),通過si-RNA沉默技術(shù)抑制HSP72的受體蛋白SDF-2,可顯著提高耐藥的腫瘤細(xì)胞對奧沙利鉑的敏感性。因此,通過抑制HSP70水平或其受體表達(dá)可有效改善腫瘤細(xì)胞耐藥性的產(chǎn)生,提高胃癌藥物治療效果。
2.4 HSP90 HSP90是目前在腫瘤治療方面研究的較為成熟的HSPs家族成員,已有多個靶向藥物進(jìn)入臨床試驗階段,如17-AAG、Ganetespib、AUY-922等。17-AAG是一種HSP90抑制劑,可競爭性抑制HSP90氨基端的ATP酶活性,阻礙HSP90形成多分子伴侶復(fù)合體,進(jìn)而抑制腫瘤細(xì)胞生長、促進(jìn)凋亡。崔越宏等[42]研究認(rèn)為,17-AAG可通過抑制HSP受體蛋白c-met和AKT的表達(dá),進(jìn)而對胃癌細(xì)胞SGC-7901產(chǎn)生抑制增殖、誘導(dǎo)凋亡和降低侵襲能力的效果。而李雙齊等[22]等則報道了17-AAG對胃癌細(xì)胞SGC-7901的作用機制可能與上調(diào)Fas蛋白有關(guān)。此外,陳美霓等[43]研究顯示小劑量的17-AAG與順鉑聯(lián)用可以增強順鉑對SGC-7901細(xì)胞的殺傷作用,提高細(xì)胞對順鉑的敏感性??傊?,多項研究表明,17-AAG可通過抑制HSP的表達(dá)及其受體蛋白水平而發(fā)揮抗腫瘤效果,并為聯(lián)合用藥治療提供參考,目前該藥物已處于臨床試驗階段,對于其臨床應(yīng)用效果值得關(guān)注。Ganetespib是第二代HSP90抑制劑,研究認(rèn)為Ganetespib可通過誘導(dǎo)G2/M細(xì)胞周期阻滯細(xì)胞凋亡而抑制胃癌細(xì)胞MGC-803的增殖,并呈劑量依賴性阻礙SGC-7901和MKN-28的生長[44]。Chen等[45]研究后認(rèn)為,Ganetespib可通過抑制B-RAF的表達(dá)及AKT和ERK的磷酸化活性等作用,進(jìn)而抑制SGC-7901的增殖、轉(zhuǎn)移、侵襲和誘導(dǎo)凋亡。目前Ganetespib已完成二期臨床試驗,即將進(jìn)入三期臨床試驗階段,對其后期應(yīng)用價值尚需進(jìn)一步觀察。AUY-922是繼Ganetespib之后研制的HSP90抑制劑,其主要作用機制為抑制ATP酶活性,相關(guān)研究表明AUY-922目前已在晚期胃癌患者中完成一期臨床試驗,并給出二期臨床試驗的最大耐受劑量值[46-47]。Wainberg等[48]報道AUY-922可提高胃癌患者對Trastuzumab的敏感性,可聯(lián)合應(yīng)用于Trastuzumab耐藥的胃癌患者。
綜上所述,HSPs家族多個成員在胃癌組織中呈高表達(dá),并與胃癌的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后密切相關(guān),其表達(dá)水平測定有助于胃癌臨床診斷、治療及預(yù)后判斷,并有望成為胃癌治療的作用靶點進(jìn)行靶向藥物開發(fā)。目前,HSPs各家族成員對胃癌的作用機制尚需深入研究,HSPs各家族成員之間的協(xié)同或拮抗作用仍待進(jìn)一步探討,開發(fā)新的安全、有效的胃癌靶向治療藥物將成為今后的研究方向。
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R593.23
A
1002-3429(2017)08-0109-05
10.3969/j.issn.1002-3429.2017.08.032
2017-05-12 修回時間:2017-06-17)