張美婷，山順林，耿煒

(1.蚌埠醫(yī)學(xué)院，安徽 蚌埠 233000；2.解放軍第82醫(yī)院，江蘇 淮安 223001)

·綜 述·

癌細(xì)胞放射抗拒性機(jī)制的研究進(jìn)展

張美婷1，山順林2，耿煒2

(1.蚌埠醫(yī)學(xué)院，安徽 蚌埠 233000；2.解放軍第82醫(yī)院，江蘇 淮安 223001)

放療是治療癌癥的重要手段之一，但是近年來因癌細(xì)胞產(chǎn)生放射抗拒性導(dǎo)致的放療敏感性低下和(或)放療后復(fù)發(fā)是放療失敗的重要原因。目前對(duì)放射抗拒性機(jī)制的研究尚不全面，研究較多的是鼻咽癌、食管癌、神經(jīng)母膠質(zhì)瘤、肺癌、宮頸癌等的放射抗拒性機(jī)制。作者對(duì)鼻咽癌、食管癌、神經(jīng)母膠質(zhì)瘤、肺癌、宮頸癌、腸癌等放射抗拒性機(jī)制的研究進(jìn)展作一綜述。

癌癥；放射抗拒性；研究進(jìn)展；文獻(xiàn)綜述

目前腫瘤發(fā)病率日益增高，治療上主要采用手術(shù)、放療、化療等手段，鼻咽癌、食管癌、神經(jīng)母膠質(zhì)瘤、肺癌、宮頸癌、腸癌多以放療為主，根治性治療仍有失敗。腫瘤對(duì)放療不敏感或者放療后復(fù)發(fā)可能與腫瘤在放療期間產(chǎn)生放射抗拒性有關(guān)，放射抗拒性的產(chǎn)生是臨床癌癥放療的主要障礙。關(guān)于放療誘導(dǎo)及腫瘤復(fù)發(fā)放射抗拒性的機(jī)制目前尚不明確。作者對(duì)鼻咽癌、食管癌、神經(jīng)母膠質(zhì)瘤、肺癌、宮頸癌、腸癌等的放射抗拒性機(jī)制的研究進(jìn)展作一綜述。

1 鼻咽癌

黃小鵬[1]等建立鼻咽癌放射抗拒動(dòng)物模型后在細(xì)胞水平上對(duì)鼻咽癌的放射抗拒性進(jìn)行研究，利用綠色熒光蛋白(GFP)追蹤標(biāo)記癌細(xì)胞代謝，發(fā)現(xiàn)GFP-CNE-2R移植榴體積在X線照射期間體積縮小弱于GFP-CNE-2瘤體，提示瘤體產(chǎn)生放射抗拒性。蘇穎等[2]在分析鼻咽癌CNE-2放射抗拒性時(shí)發(fā)現(xiàn)，放射細(xì)胞與親本細(xì)胞相比，24個(gè)蛋白質(zhì)的表達(dá)差異顯著，S期升高，G0/G和 G2/M期比例下降，表明在誘導(dǎo)過程中鼻咽癌細(xì)胞的基因表達(dá)水平發(fā)生了改變，并促使細(xì)胞產(chǎn)生放射抗拒性。王中衛(wèi)等[3]對(duì)放射抗拒性鼻咽癌差異表達(dá)蛋白進(jìn)行分析時(shí)再次篩選出27個(gè)差異蛋白，提示在誘導(dǎo)細(xì)胞放射抗性過程中，蛋白組水平發(fā)生改變并穩(wěn)定遺傳下來，使細(xì)胞產(chǎn)生放射抗拒表型，調(diào)控蛋白表達(dá)即可調(diào)控放射敏感性。郭亞等[4]在基因水平研究鼻咽癌放射抗拒性時(shí)發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)產(chǎn)生放射抗拒性的細(xì)胞在對(duì)沉默STAT1基因進(jìn)行調(diào)控后，可使放療敏感性再次增強(qiáng)，間接證明了放射抗拒機(jī)制產(chǎn)生是細(xì)胞在基因水平發(fā)生改變。某些基因調(diào)控改變后細(xì)胞凋亡速度、生長(zhǎng)速度、放射敏感性也隨之發(fā)生變化。

2 食管癌

Wang等[5]在對(duì)食管癌干細(xì)胞放射學(xué)生物特性的研究中發(fā)現(xiàn)：擁有干細(xì)胞生物特征的食管癌球狀細(xì)胞放射抗拒性大于其親本細(xì)胞；食管癌干細(xì)胞(CSCs)的放射抗拒性機(jī)制與DNA修復(fù)、信號(hào)傳導(dǎo)通路如細(xì)胞調(diào)控、細(xì)胞增殖有關(guān)；提示食管癌干細(xì)胞的生物特性可能是影響食管癌產(chǎn)生放射抗拒性的原因。Liu等[6]在關(guān)于尼妥珠單抗作用于食管癌細(xì)胞信號(hào)通路和DNA修復(fù)途徑來影響食管癌放療抗性的研究中發(fā)現(xiàn)：EGFR信號(hào)通路和DNA修復(fù)促進(jìn)放療抗性產(chǎn)生，而尼妥珠單抗通過使EGFR磷酸化、抑制DNA修復(fù)而逆轉(zhuǎn)食管癌放療抗性。這個(gè)研究從正反兩面證實(shí)了食管癌產(chǎn)生放療抗性與EGFR信號(hào)通路及DNA修復(fù)相關(guān)。Zhou 等[7]在食管癌細(xì)胞放射治療學(xué)與NRAGE異常表達(dá)的研究中發(fā)現(xiàn)，NRAGE在食管癌輻射抗性細(xì)胞中高表達(dá)，其通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路引起環(huán)蛋白核異位并使食管癌細(xì)胞在輻射誘導(dǎo)或者放療過程中產(chǎn)生放療抗性。Yang等[8]得出泛素結(jié)合酶(UBE2D3)通過調(diào)節(jié)cyclin D1、CDC25A和ATM/ATR-Chk1-CDC25C信號(hào)通路加強(qiáng)端粒酶穩(wěn)態(tài)、延長(zhǎng)IR誘導(dǎo)的G2/M期阻滯、降低IR誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡和DNA損傷率，可使Eca-109細(xì)胞輻射抗性增加。

3 膠質(zhì)母細(xì)胞瘤

Francesca等[9]在對(duì)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞樣細(xì)胞(GBMs)與MET(酪氨酸激酶受體)抑制劑的研究中發(fā)現(xiàn)，GBMs中高表達(dá)的MET與膠質(zhì)瘤放療抵抗及治療無效呈正相關(guān)，其中有兩條路徑：依賴MET的AKT(絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶)和MAP激酶(促分裂原活化蛋白激酶)過度活化增強(qiáng)了放療抗性，同時(shí)AKT激酶通過調(diào)節(jié)P21基因活化MET來增強(qiáng)抗輻射性。他們從MET 高表達(dá)和低表達(dá)乃至陰性組分析輻射抗性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MET抑制劑克服膠質(zhì)瘤輻射抗性，使腫瘤放療增敏。Orli等[10]在探討MYC(一種復(fù)雜的癌基因家族總稱)驅(qū)動(dòng)后導(dǎo)致神經(jīng)母細(xì)胞瘤P53基因缺失，引起代謝適應(yīng)使放射抗拒性增強(qiáng)的過程中發(fā)現(xiàn)，P53基因經(jīng)常在復(fù)發(fā)性和難治性疾病中受損，通過在小鼠體內(nèi)移植神經(jīng)瘤，發(fā)現(xiàn)了富集/缺乏功能性P53基因的小鼠存活率提高/降低，證實(shí)P53基因丟失使氧化還原反應(yīng)環(huán)境失去穩(wěn)定性，從而產(chǎn)生放射抗拒性；P53基因活性恢復(fù)以及丁硫氨酸亞砜胺介導(dǎo)的谷胱甘肽耗竭逆轉(zhuǎn)可使放療更加敏感。Carruthers等[11]在ATM激酶和膠質(zhì)瘤放療敏感性的研究中發(fā)現(xiàn)，在輻射下的GBM CSCs細(xì)胞中，磷酸化的DNA損傷蛋白和G2/M期活化的蛋白大幅度上調(diào)。相反，Ku-55933 抑制ATM激酶后DSB修復(fù)能力降低，同時(shí)GBM CSCs細(xì)胞輻射敏感性增強(qiáng)，證實(shí)了ATM激酶抑制劑增強(qiáng)GBM CSCs細(xì)胞輻射敏感性。

4 肺 癌

Zhang等[12]探討STMN1(腫瘤細(xì)胞的癌蛋白和預(yù)后標(biāo)志物)在非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)輻射抗性中的作用以及對(duì)相關(guān)機(jī)制的研究中發(fā)現(xiàn)，在X線輻射下的NSCLC 細(xì)胞中，STMN1蛋白顯著上調(diào)，伴隨自噬能力增強(qiáng)，輻射敏感性降低。其中，STMN1作用于miR-101靶基因并抑制其自噬能力，通過PI3K/mTOR信號(hào)通路調(diào)節(jié)NSCLC細(xì)胞自噬能力和輻射敏感性。研究證實(shí)，STMN1沉默和miR-101上調(diào)引起輻射敏感性增強(qiáng)。Yuan 等[13]對(duì)細(xì)胞外miR-1246與肺癌細(xì)胞增殖的關(guān)系及直接靶向DR5是否引起肺癌細(xì)胞輻射抗性進(jìn)行研究，將肺癌細(xì)胞分為處理組與對(duì)照組，發(fā)現(xiàn)輻射后的肺癌細(xì)胞中miR-1246與DR5表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，miR-1246通過直接抑制DR5基因提高輻射敏感性。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，輻射后的肺癌細(xì)胞釋放miR-1246，miR-1246通過抑制受體細(xì)胞的DR5提高細(xì)胞增殖能力及放射抗拒性；反之，抑制miR-1246或者激活DR5可提高輻射敏感性。Roberto等[14]在輻射后存活并產(chǎn)生輻射抗性的肺癌細(xì)胞對(duì)HSP90抑制劑敏感性的研究中提到，HSP90促使肺癌抗性細(xì)胞的細(xì)胞周期發(fā)生改變，PI3K/AKT信號(hào)通路上調(diào)，DNA修復(fù)基因高表達(dá)，細(xì)胞生長(zhǎng)因子上調(diào)，然而肺癌化療藥物Ganetespib對(duì)HSP90有強(qiáng)烈抑制作用，使上述改變逆轉(zhuǎn)，并有效地提高放療敏感性和延緩肺癌進(jìn)展。

5 宮頸癌

劉晨等[15]對(duì)宮頸癌放射抗拒株Heal-R及親本Heal DNA的修復(fù)能力進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，照射后的Heal-R細(xì)胞通過G2期阻滯獲得了DNA修復(fù)時(shí)間，其DNA修復(fù)能力高于親本Heal細(xì)胞。Fu等[16]在對(duì)SKP2(S期激酶相關(guān)蛋白)與宮頸癌放療后局部復(fù)發(fā)關(guān)系的研究中發(fā)現(xiàn)：在經(jīng)X線輻射SKP2高表達(dá)的癌細(xì)胞中出現(xiàn)克隆形成能力增強(qiáng)、細(xì)胞存活增多以及少量的DNA損傷；并且通過SKP2-C25抑制SKP2表達(dá)后，SKP2低表達(dá)細(xì)胞最終結(jié)果與SKP2高表達(dá)者相反，提示SKP2敲除降低了DNA損傷修復(fù)，使宮頸癌放療增敏。Song等[17]在HR-HPV (+)宮頸癌放療敏感性與miR-375關(guān)系的研究中發(fā)現(xiàn)，敲除UBE3A后使接受放療的宮頸癌細(xì)胞存活率降低，miR-375過表達(dá)可抑制UBE3A表達(dá)，促進(jìn)宮頸癌細(xì)胞放療后凋亡，同時(shí)miR-375可通過抑制P53的降解，增加輻射誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，這兩個(gè)機(jī)制均使HR-HPV (+)宮頸癌細(xì)胞放療增敏。Liu[18]研究發(fā)現(xiàn)，miR-21可以通過調(diào)節(jié)LATS1通路、PTEN/Akt信號(hào)/HIF-1α的反饋回路和AKT-mTOR信號(hào)通路，降低放療后宮頸癌細(xì)胞高克隆率、S期時(shí)長(zhǎng)以及G2/M期阻滯時(shí)間，以此調(diào)節(jié)宮頸癌細(xì)胞放射抗拒性。Lu等[19]也認(rèn)為，敲除長(zhǎng)鏈非編碼的RNA MALAT1可以顯著降低克隆形成率、調(diào)控G2/M期阻滯時(shí)間、提高細(xì)胞凋亡率、調(diào)節(jié)宮頸癌細(xì)胞放療敏感性。Kim等[20]認(rèn)為，細(xì)胞因子信號(hào)抑制(SOCS)可以調(diào)節(jié)宮頸癌細(xì)胞的放射抗拒性，SOCS1/SOCS3異位表達(dá)增加了Hela細(xì)胞放射抗拒性，DNA甲基化和組蛋白脫甲基化可導(dǎo)致SOCS基因在宮頸癌細(xì)胞中下調(diào)，SOCS1/SOCS3表達(dá)的恢復(fù)降低了宮頸癌細(xì)胞的放療敏感性。Kilic等[21]在對(duì)分子標(biāo)志物與宮頸癌放療患者預(yù)后的相關(guān)性分析時(shí)提及宮頸癌患者放療后檢測(cè)到缺氧、細(xì)胞增殖、細(xì)胞-細(xì)胞黏附和凋亡的逃避等的相關(guān)分子標(biāo)志物指標(biāo)上升，這在某種程度上提示宮頸癌細(xì)胞產(chǎn)生了輻射抗性。

6 腸 癌

肖勝英等[22]在對(duì)腸癌(CRC)細(xì)胞放射抗拒性的研究中通過對(duì)mRNA、蛋白質(zhì)表達(dá)水平的分析發(fā)現(xiàn)，CRC放射抗拒性的產(chǎn)生與長(zhǎng)期分割治療致DNA損傷，激活了DNA-PK/AKT/GSK3通路介導(dǎo)的Cyclin D1 的過表達(dá)有關(guān)。關(guān)于miRNA與CRC輻射抗性的相關(guān)性研究也有很多報(bào)道。Zheng等[23]分析miR-106b與CRC細(xì)胞輻射抗性關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，高表達(dá)的miR-106b誘導(dǎo)PTEN和p21表達(dá)，miR-106b通過調(diào)節(jié)PTEN/PI3K/AKT通路和p21誘導(dǎo)CRC細(xì)胞產(chǎn)生輻射抗性；miR-106b相關(guān)的腫瘤細(xì)胞啟動(dòng)能力也與CRC細(xì)胞輻射抗性相關(guān)。Zhang等[24]就miR-630對(duì)CRC放療敏感性也作了類似研究，認(rèn)為CREB-miR-630信號(hào)通路和脫甲基化可調(diào)節(jié)miR-630表達(dá)水平，miR-630表達(dá)與CRC輻射敏感性呈正相關(guān)，其通過誘導(dǎo)CRC細(xì)胞凋亡和死亡可改變CRC輻射敏感性。Yang等[25]利用非常連編碼RNA干預(yù)敲除HOTATR基因發(fā)現(xiàn)，HOTATR表達(dá)下調(diào)降低了CRC細(xì)胞的增殖能力、轉(zhuǎn)移能力、侵犯正常組織能力，同時(shí)加強(qiáng)了CRC細(xì)胞凋亡能力和放療敏感性。

綜上所述，腫瘤細(xì)胞通過基因水平、蛋白水平以及其介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)通路調(diào)節(jié)其增殖能力、DNA修復(fù)能力、細(xì)胞凋亡速度及細(xì)胞損傷，改變了細(xì)胞的放射敏感性，或使細(xì)胞產(chǎn)生放射抗拒性，使腫瘤放療失敗或者放療后復(fù)發(fā)。對(duì)癌癥放射抗拒性機(jī)制的進(jìn)一步研究，有望為癌癥的治療提供更加精確的放療方案以及預(yù)防放療后復(fù)發(fā)。

[1] 黃小鵬，馬慧，朱小東，等.綠色熒光蛋白標(biāo)記的鼻咽癌放射抗拒性裸鼠移植瘤模型的建立及其活體成像觀察[J].中國癌癥防治雜志，2013，5(6)：291-295.

[2] 蘇穎，吳君心，何火聰，等.鼻咽癌放射抗拒細(xì)胞株CNE-2(R743)的建立及其差異表達(dá)蛋白的初步分析[J].福建醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，45(6)：398-403.

[3] 王中衛(wèi)，王亞利，金迎迎，等.蛋白組學(xué)分析放射抗拒性鼻咽癌細(xì)胞差異表達(dá)蛋白[J].西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)：醫(yī)學(xué)版，2014，35(6)：810-815.

[4] 郭亞，朱小東，等.沉默STAT1基因增強(qiáng)放射抗拒鼻咽癌CNE-2R細(xì)胞放射敏感性[J].中華放射醫(yī)學(xué)與防護(hù)雜志，2015，35(5)：334-338.

[5] WANG JL，YU JP，SUN Z Q，et al.Radiobiological characteristics of cancer stem cells from esophageal cancer cell lines[J].World J Gastroenterol，2014，20(48)：18296-18305.

[6] LIU H，YANG W F，GAO HP，et al.Nimotuzumab abrogates acquired radioresistance of KYSESE-150R esophageal cancer cells by inhibiting EG FR signaling and cellular DNA repair[J].Onco Targets Ther，2015，(8)：509-518.

[7] ZHOU H，ZHANG J，XUE X，et al.Identification of novel NRAGE involved in the radioresistance of esophageal cancer cells [J].Tumour Biol，2016，37(7)：8741-8752.

[8] YANG H，WU L，KE SB，et al.Downregulation of ubiquitin-conjugating enzyme UBE2D3 promotes telomere maintenance and radioresistance of Eca-109 human esophageal carcinoma cells[J].J Cancer，2016，7(9)：1152-1162.

[9] FRANCESCA D B，ANTONIO DA，ELENA C，et al.MET inhibition overcomes radiation resistance of glioblastoma stem-like cells[J].EMBO Mol Med，2016，8(5)：550-568.

[10] ORLI Y，KAREN B，ARTI S，et al.p53 Loss in MYC-Driven neuroblastoma leads to metabolic adaptations supporting radioresistance[J].Cancer Res，2016，76(10)：3025-3035.

[11] CARRUTHERS R，AHMED SU，STRATHDEE K，et al.Abrogation of radioresistance in glioblastoma stem-like cells by inhibition of ATM kinase[J].Mol Oncol，2014，9(1)：192-203.

[12] ZHANG X，JI J，YANG Y，et al.Stathminl increases radioresistance by enhancing autophagy in non-small-cell lung cancer cells[J].Onco Targets Ther，2016，9：2565-2574.

[13] YUAN D，XU J，WANG J，et al.Extracellular miR-1246 promotes lung cancer cell proliferation and enhances radioresistance by directly targeting DR5[J].Oncotarget，2016，7(22)：32707-32722.

[14] GOMEZ-CASAL R，EPPERLY M W，WANG H，et al.Radioresistant human lung adenocarcinoma cells that survived multiple fractions of ionizing radiation are sensitive to HSP90 inhibition[J].Oncotarget，2015，6(42)：44306-44322.

[15] 劉晨，龐學(xué)利.人宮頸癌獲得性放射抗拒細(xì)胞株(Hela-R)DNA修復(fù)能力的觀察[J].重慶醫(yī)學(xué)，2013，42(12)：1370-1373，1376.

[16] FU H C，YANG Y C，CHEN Y J，et al.Increased expression of SKP2 is an independent predictor of locoregional recurrence in cervical cancer via promoting DNA-damage response after irradiation[J].Oncotarget，2016.[Epub ahead of print].

[17] SONG LL，LIU S，ZENG S，et al.MiR-375 Modulates radiosensitivity of HRHPV-positive cervical cancer cells by targeting UBE3A through the p53 pathway[J].Med Sci Monit，2015(21)：2210-2217.

[18] LIU S K，SONG LL，ZHANG L，et al.MiR-21 modulates resistance of HR-HPV positive cervical cancer cells to radiation through targeting LATS1[J].Biochem Biophys Res Commun，2015，459(4)：679-685.

[19] LU H，HE Y，LIN L，et al.Long non-coding RNA MALAT1 modulates radiosensitivity of HR-HPV+ cervical cancer via sponging miR-145[J].Tumour Biol，2015，37(2)：1-9.

[20] KIM MH，KIM MS，KIM W，et al.Suppressor of cytokine signaling (socs)genes are silenced by DNA hypermethylation and histone deacetylation and regulate response to radiotherapy in cervical cancer cells[J].PLoS One，2015，10(4)1-14.

[21] KILIC S，CRACCHIOLO B，GABEL M，et al.The relevance of molecular biomarkers in cervical cancer patients treated with radiotherapy[J].Ann Trans Med，2015，3(18)：261-277.

[22] 肖勝英，葛蓮英，劉愛群，等.DNA-PK/AKT/GSK3β通路與結(jié)腸癌細(xì)胞的放射抗拒性[J].中國癌癥防治雜志，2013(4)：296-299.

[23] ZHENG L，ZHANG Y，LIU Y，et al.MiR-106b induces cell radioresistance via the PTEN/PI3K/AKT pathways and p21 in colorectal cancer[J].J Transl Med，2015，13(1)：1-13.

[24] ZHANG Y，YU J，LIU H，et al.Novel epigenetic CREB-miR-630 signaling axis regulates radiosensitivity in colorectal cancer[J].PLoS One，2015，10(8)e0133870.

[25] YANG XD，XU H T，XU X H，et al.Knockdown of long non-coding RNA HOTAIR inhibits proliferation and invasiveness and improves radiosensitivity in colorectal cancer [J].Oncol Rep，2016，35(1)：459-461.

2016-07-14

2016-08-29

國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目(2104AA020901)；南京軍區(qū)醫(yī)學(xué)科技創(chuàng)新重點(diǎn)資助項(xiàng)目(15ZD011)

張美婷(1990-)，女，安徽合肥人，在讀碩士研究生。E-mail：2197684084@qq.com

山順林 E-mail：1176478692@qq.com

張美婷，山順林，耿煒.癌細(xì)胞放射抗拒性機(jī)制的研究進(jìn)展[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)：醫(yī)學(xué)版，2017，36(1)：116-119.

R730.55

A

1671-6264(2017)01-0116-04

10.3969/j.issn.1671-6264.2017.01.030