喬旭華，付 什，左毅剛綜述，王海峰審校

0 引 言

膀胱癌主要源自尿路上皮細胞，目前仍然認為是泌尿系統(tǒng)中最常見的惡性腫瘤。膀胱癌具有術后易復發(fā)、易發(fā)生耐藥等特點，這使得膀胱癌的治療成為臨床的一大難題，因此需要不斷探究膀胱癌的發(fā)生發(fā)展及耐藥機制，尋找對膀胱癌患者利益最大化的治療方案。在鞘脂代謝中，神經(jīng)酰胺是非常重要的代謝產(chǎn)物，由鞘氨醇堿基和脂肪酸構成。神經(jīng)酰胺可誘發(fā)細胞凋亡，從而影響組織的病理生理變化[1]?；谏窠?jīng)酰胺在膀胱癌中的抑癌作用，理清神經(jīng)酰胺代謝酶及其代謝產(chǎn)物在膀胱癌中的作用，有利于為膀胱癌患者尋找新的治療靶標。本文就神經(jīng)酰胺代謝在膀胱癌中的作用作一綜述。

1 神經(jīng)酰胺的合成和分解

神經(jīng)酰胺是鞘脂中間代謝產(chǎn)物，目前主要有三種合成途徑：①從頭合成途徑：由絲氨酸和軟脂酰輔酶-A經(jīng)過一系列酶的作用下生成神經(jīng)酰胺；②鞘磷脂合成途徑：鞘磷脂通過鞘磷脂酶(sphingomyelinases，SMase)水解直接合成；③神經(jīng)酰胺也可由鞘氨醇通過“補救途徑”合成[2]。神經(jīng)酰胺一經(jīng)合成，通過各種酶繼續(xù)分解，在神經(jīng)酰胺激酶、神經(jīng)酰胺合酶(ceramide synthases，CerSs)、鞘磷脂合成酶、神經(jīng)酰胺酶、鞘氨醇激酶(sphingosine kinase，SPHK)的作用下代謝為各種產(chǎn)物。

2 神經(jīng)酰胺與膀胱癌細胞凋亡

在1993年，Obeid等[3]證實神經(jīng)酰胺在白血病細胞中誘導癌細胞程序性死亡。越來越多的研究表明神經(jīng)酰胺在細胞傳導途徑中作為第二信使可誘導細胞凋亡。最新研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)酰胺可經(jīng)電壓依賴性陰離子通道2誘導細胞內(nèi)線粒體凋亡，再次論證神經(jīng)酰胺對腫瘤細胞生長有抑制作用[4]。有研究發(fā)現(xiàn)，在膀胱癌細胞內(nèi)可出現(xiàn)神經(jīng)酰胺集聚，并激活蛋白激酶、絲裂原活化蛋白激酶、蛋白磷酸等，其產(chǎn)物進入線粒體，激發(fā)釋放細胞色素C，進一步激活細胞caspase酶級聯(lián)反應，引發(fā)癌細胞凋亡[5-6]。

神經(jīng)酰胺在細胞內(nèi)表達上調(diào)，可發(fā)生細胞自噬，有研究發(fā)現(xiàn)四氫大麻酚導致神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞中的神經(jīng)酰胺在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)集聚，促進自噬溶酶體膜通透性增加，組織分解蛋白酶釋放，從而發(fā)生自噬促進細胞凋亡[7]；最近研究發(fā)現(xiàn)在甲狀腺癌和急性髓細胞白血病中上調(diào)細胞內(nèi)的神經(jīng)酰胺可使細胞內(nèi)自噬體形成增加[8]。自噬可能是癌癥治療的新機制，粉防己堿可能作為膀胱癌治療的藥物，研究發(fā)現(xiàn)粉防己堿可通過調(diào)節(jié)AMPK/mTOR信號通路誘導人膀胱癌細胞自噬，使膀胱癌細胞凋亡[9]。目前已知自噬可誘導膀胱癌細胞凋亡，但神經(jīng)酰胺在膀胱癌細胞中是否可激發(fā)自噬，誘導膀胱癌細胞凋亡有待進一步研究。

由此可知，神經(jīng)酰胺不斷地在膀胱癌細胞中累積，可能誘導膀胱癌細胞凋亡。故通過調(diào)節(jié)神經(jīng)酰胺代謝酶及其代謝產(chǎn)物，可能顯著起到抑制膀胱癌細胞生長的作用，這為我們尋找膀胱癌的治療靶點提供了新的思路。

3 神經(jīng)酰胺重要代謝酶對膀胱癌的作用

3.1 CerS2CerSs是神經(jīng)酰胺從頭合成途徑中的關鍵酶，促進神經(jīng)酰胺的合成，目前為止，在人體中發(fā)現(xiàn)有六種神經(jīng)酰胺合酶(CerS1-CerS6),不同的CerSs在腫瘤中有不同的生物學作用，在CerSs家族中,目前研究發(fā)現(xiàn)與膀胱癌的發(fā)生發(fā)展有關的是CERS2[10]。CERS2又稱人源性長壽保障基因Ⅱ型(LASS2，homo sapiens longevity assurance homologue2), 目前很多研究提示LASS2是一種腫瘤抑制基因，如在肝癌中，LASS2可通過促進線粒體凋亡，誘導肝癌細胞凋亡，抑制肝癌細胞生長[11]。LASS2表達上調(diào)通過p53依賴途徑抑制甲狀腺癌細胞增殖，促進癌細胞凋亡[12]。LASS2基因雖確認是腫瘤抑制基因，但對其抑制腫瘤的分子機制需進一步探究。

本課題組研究發(fā)現(xiàn)LASS2表達上調(diào)可能抑制膀胱癌細胞的生長[13]。為進一步探究LASS2在膀胱癌中的表達及對膀胱癌的作用，課題組檢測LASS2在人膀胱癌BIU-87、T24、EJ和EJ-M3細胞中的表達情況，發(fā)現(xiàn)膀胱癌細胞系的侵襲能力與LASS2表達水平正相關[14]。我們還發(fā)現(xiàn)LASS2表達上調(diào)，可抑制V-ATP酶活性從而抑制膀胱癌細胞的生長[15]，而上調(diào)miR-3622a[16]、miR-3658[17]表達后則能夠通過抑制LASS2在膀胱癌細胞內(nèi)的表達，進而促進膀胱癌細胞的遷移及增殖。我們還證實了LASS2表達上調(diào)可抑制裸鼠異種移植瘤的生長[18-19]。這些研究數(shù)據(jù)都充分說明LASS2表達上調(diào)可抑制膀胱癌細胞的各項生物學行為，并可作為監(jiān)測膀胱癌發(fā)展的生物標志物。LASS2與膀胱癌的化療耐藥同樣具有密切相關性。如microRNA-9、microRNA-93在膀胱癌中表達上調(diào)可通過靶向抑制LASS2表達促使膀胱癌的耐藥性發(fā)生[20-22]。LASS2表達上調(diào)可通過調(diào)節(jié)ERK-Drp1誘導的線粒體動力學來抑制膀胱癌的侵襲和化療耐藥[23]。

因此，LASS2不僅參與神經(jīng)酰胺合成，還能通過調(diào)節(jié)神經(jīng)酰胺信號傳遞而抑制膀胱癌細胞增殖，增加膀胱癌化療敏感性，LASS2可能成為治療膀胱癌的靶點。

3.2SMase鞘磷脂經(jīng)過SMase水解生成神經(jīng)酰胺，在細胞內(nèi)SMase上調(diào)促使神經(jīng)酰胺在細胞內(nèi)集聚，促進細胞凋亡，有研究發(fā)現(xiàn)SMase上調(diào)可導致心肌細胞內(nèi)神經(jīng)酰胺聚集，誘導線粒體凋亡[24]。SMase可分為酸性、堿性、中性三類，在腫瘤中發(fā)揮的作用不盡相同。有研究發(fā)現(xiàn)酸性SMase表達上調(diào)可抑黑色素瘤的發(fā)展，也可增加黑色素瘤對順鉑的敏感性[25]。中性SMase上調(diào)可抑制癌細胞增殖，但最近有研究表明在乳腺癌、肝癌中其可能有促癌作用[26]。堿性SMase在癌癥中的作用暫無研究。

SMase在膀胱腫瘤中研究較少，Kumagai等[27]發(fā)現(xiàn)用香煙煙霧提取物等親電試劑處理后的膀胱癌ECV-304細胞中酸性SMase(ASMase)表達上調(diào)，細胞內(nèi)神經(jīng)酰胺集聚，促使IL-6產(chǎn)生增加，增強膀胱癌ECV-304細胞炎癥反應。炎癥作為膀胱癌發(fā)生的重要因素之一，同時影響膀胱癌的預后，如蘿卜硫醚通過調(diào)整腸道微生物菌群，減輕炎癥反應和免疫反應，抑制化學因素誘發(fā)膀胱癌的進展[28]。對需進行膀胱癌根治術的肌層浸潤性膀胱癌，術前對炎癥的控制，有利于患者術后恢復，提高患者生存率[29]。

根據(jù)這些研究結論可知，SMase在膀胱癌癌中表達上調(diào)可能誘導膀胱炎癥的發(fā)生，增加膀胱癌發(fā)病風險，這與SMase上調(diào)，神經(jīng)酰胺細胞內(nèi)集聚抑制癌細胞生長理論相悖，故未來需進一步探究SMase在膀胱癌表達的利與弊。

3.3SPHK神經(jīng)酰胺經(jīng)神經(jīng)酰胺酶水解為鞘氨醇，鞘氨醇繼續(xù)分解：一是可由補救途徑生成神經(jīng)酰胺，二是經(jīng)過磷酸化產(chǎn)生1-磷酸神經(jīng)酰氨(sphingosine-1-Phosphate，S1P)，S1P可與5種G蛋白偶聯(lián)受體結合誘導啟動促進癌細胞存活的信號，并可促進癌腫血管的生長[30]。S1P磷酸化時需要SPHK的參與，SPHK可通過調(diào)節(jié)細胞內(nèi)SIP水平影響惡性腫瘤細胞的生存、轉(zhuǎn)移、新血管形成以及惡性腫瘤細胞的化療敏感性[31]；SPHK于1998年首次從大鼠腎細胞中提取出，目前發(fā)現(xiàn)其在人體主要有2個亞型，即SPHK1和SPHK2[32]。SPHK1可促進癌細胞存活、增殖和腫瘤轉(zhuǎn)移；SPHK2對癌細胞影響的研究較少[33]。

Meng等[34]檢測膀胱癌組織和癌旁組織中SPHK1的表達，結果顯示，SPHK1在膀胱癌組織中的表達水平明顯高于癌旁組織，同時予以隨訪，發(fā)現(xiàn)SPHK1在膀胱癌中表達上調(diào)能夠顯著降低患者的5年生存率(P<0.001)。Yu等[35]也發(fā)現(xiàn)SPHK1在膀胱癌中表達上調(diào)，膀胱癌侵襲性增加，SPHK1可能作為膀胱癌預后生物標志物。Sun等[36]對膀胱癌組織和癌旁組織以及浸潤性膀胱癌和非浸潤性膀胱癌組織中的SPHK2表達進行了檢測，SPHK2在膀胱癌中表達上調(diào)，且在浸潤性膀胱癌的表達明顯多于在非浸潤性性膀胱癌，因此SPHK2可能與膀胱癌的分級有關。

由此可知，SPHK在膀胱癌中有促癌作用，能促進膀胱癌的發(fā)展，這可能與加快神經(jīng)酰胺的代謝分解有關，所以找出有效阻斷SPHK的試劑，可為膀胱癌治療提供新的治療靶點。

3.4葡萄糖神經(jīng)酰胺合酶(glucosylceramide synthase，GCS)GCS是葡萄糖神經(jīng)酰胺的合成限速酶，在細胞內(nèi)表達上調(diào)可加速神經(jīng)酰胺代謝，對抗神經(jīng)酰胺誘導癌細胞凋亡，促進癌細胞增殖和存活。 GCS表達上調(diào)可促進肝癌[37]、腎癌[38]、大腸癌[39]發(fā)展，另有研究發(fā)現(xiàn)在乳腺浸潤性導管癌[40]、宮頸癌[41]、肝癌[42]中GCS表達上調(diào)，可增加癌細胞耐藥性。GCS在膀胱癌中研究較少，目前研究發(fā)現(xiàn)其在膀胱癌組織及復發(fā)的膀胱癌組織中表達明顯上調(diào)，而且GCS表達上調(diào)程度與淋巴結轉(zhuǎn)移率呈正相關[43]，這可能為膀胱癌患者手術時機的選擇提供指導性意見?；贕CS的表達與癌細胞凋亡及耐藥之間的相關性，因此進一步探究其在膀胱癌耐藥中的具體作用機制對于膀胱癌的治療具有重要的臨床意義。

4 神經(jīng)酰胺重要代謝產(chǎn)物與膀胱癌

4.1 S1PS1P作為神經(jīng)酰胺的重要代謝產(chǎn)物能通過癌細胞表面受體(sphingosine-1-phosphate receptor，S1PR)信號轉(zhuǎn)導促進癌細胞的浸潤、轉(zhuǎn)移[44]。有學者通過檢測健康人血漿和低級別、高級別的膀胱癌患者血漿中的S1P濃度發(fā)現(xiàn)在高分化膀胱癌中的含量最高，同時發(fā)現(xiàn)在膀胱癌及正常膀胱組織中均未檢測到S1PR5表達；S1PR1表達與膀胱腫瘤分級正相關；S1PR2表達上調(diào)可增加膀胱癌侵襲能力；S1PR4在正常膀胱組織及癌組織中都表達，不影響膀胱癌的發(fā)展[45]。Liu等[46]發(fā)現(xiàn)S1PR1可通過激活TGF-β信號通路增加膀胱癌的侵襲性，并導致膀胱癌生存率下降，其可作為預后生物標志物及潛在的治療靶點。因此降低細胞內(nèi)S1P表達，將有利于抑制膀胱癌的進展，提高膀胱癌患者的生存率。

4.2葡萄糖神經(jīng)酰胺(glucosylceramide，GC)神經(jīng)酰胺經(jīng)GC合酶分解成GC，GC是人體中鞘糖脂的重要前體，是人體內(nèi)必不可少的神經(jīng)酰胺代謝物[47]。GC細胞內(nèi)蓄積可誘導蘇氨酸激酶(Akt)和細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK1/2)激活, 使多重耐藥基因(MDR1)和抗凋亡基因表達上調(diào)，故而發(fā)生癌細胞耐藥[48]。前文闡述GCS在膀胱癌組織及復發(fā)的膀胱癌組織中表達明顯上調(diào)，故膀胱癌的耐藥性與GC在膀胱組織細胞中的集聚有關。這提示我們可進一步探索GC通過GCS通路影響膀胱癌耐藥性,將有利于闡明神經(jīng)酰胺對于膀胱癌化療敏感性的調(diào)控機制。

5 結語與展望

本文對神經(jīng)酰胺代謝通路中與膀胱癌相關的分子進行綜述。神經(jīng)酰胺在癌細胞中發(fā)揮作用可從以下三個理論出發(fā)：①神經(jīng)酰胺在癌細癌細胞中集聚使細胞發(fā)生凋亡；②抑制神經(jīng)酰胺集聚可使癌細胞免于凋亡；③外源性神經(jīng)酰胺、神經(jīng)酰胺類似物或內(nèi)源性神經(jīng)酰胺升高會增強癌細胞凋亡的敏感性?；谶@三個理論，要使神經(jīng)酰胺在膀胱癌細胞中起到治療癌癥的作用，需要明確神經(jīng)酰胺在膀胱癌細胞內(nèi)代謝通路和信號傳遞，促使神經(jīng)酰胺在膀胱癌中表達上調(diào)。應將參與神經(jīng)酰胺代謝的酶及其代謝產(chǎn)物為研究靶點，才有望尋找出神經(jīng)酰胺的促合成劑及抗分解劑，從而在膀胱癌的診治中取得新進展。另外，在膀胱癌中神經(jīng)酰胺合成增多的同時是否會導致神經(jīng)酰胺代謝產(chǎn)物的增加而促進膀胱癌發(fā)展或發(fā)生耐藥，也是未來我們在研究神經(jīng)酰胺代謝在膀胱癌中的作用時需要解決的問題。