林文云,段桂華,萬蘋,
昆明理工大學醫(yī)學院,昆明650500;2 云南省第一人民醫(yī)院
類固醇受體共激活因子家族(SRCs)為一類相對分子質(zhì)量約為160 kDa的輔激活因子,家族成員包括SRC-1、SRC-2、SRC-3,主要與核受體結(jié)合并輔助其激活靶基因的轉(zhuǎn)錄[1]。SRCs可與多種細胞核激素受體(NRs)結(jié)合,如雌激素受體(ER)、雄激素受體(AR)、糖皮質(zhì)類固醇激素受體(GR)、鹽皮質(zhì)類固醇激素受體(MR)、孕激素受體(PR)、維生素D受體(VDR)、類維生素A受體(RXR)、維甲酸受體(RAR)、甲狀腺激素受體(TR)及過氧化物酶體增殖物激活受體(PPARs)等。SRCs與核受體及其他轉(zhuǎn)錄因子共同組成了復(fù)雜的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò),直接或間接參與多條信號通路的調(diào)控,進而參與多種細胞的生理生化過程。在SRCs中,SRC-1和SRC-3均被證實為促癌基因,在多種癌組織中異常表達;SRC-3被定義為一種新的癌基因,可作為評估和預(yù)測部分腫瘤預(yù)后的指標[2]。SRCs在許多信號通路中都是關(guān)鍵共激活因子,能激活信號通路及其下游效應(yīng)因子,從而調(diào)節(jié)靶基因轉(zhuǎn)錄,促進癌細胞的增殖、遷移、侵襲和化學治療耐受等[3],在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起到了復(fù)雜多樣的作用。因此,SRCs靶向藥物研究對惡性腫瘤的治療有著非常重要的意義和價值。本文將SRCs及其抑制劑、激動劑在惡性腫瘤發(fā)生與治療中的研究進展綜述如下。
最先發(fā)現(xiàn),SRCs在激素依賴性腫瘤,尤其是與雌激素相關(guān)腫瘤中異常表達。SRC-3在人乳腺癌中可變擴增頻率為4.8%~9.5%,其mRNA在31%~64%的乳腺癌中呈現(xiàn)高表達,而蛋白水平在10%的乳腺癌中升高[4]。同時也有研究發(fā)現(xiàn),SRC-3過度表達本身不但可以增強雌激素依賴性腫瘤細胞如T-47D、MDA-MB-361的增殖,還可以消除他莫昔芬和純化抗雌激素藥物引起的細胞周期阻滯效應(yīng)[5]。
隨著研究的深入,SRCs還被發(fā)現(xiàn)于生殖系統(tǒng)腫瘤(如卵巢腫瘤[6,7]、前列腺腫瘤[8]、子宮內(nèi)膜異位癥[9])、骨腫瘤(如成骨性骨腫瘤、成軟骨性骨腫瘤、骨巨細胞瘤、造血源性腫瘤)、消化道腫瘤(如肝癌[10]、胃癌[11]、大腸癌[12]、食管癌)等多種惡性腫瘤中均存在異常表達。Jin等[13]對骨髓瘤細胞RPMI-8266研究發(fā)現(xiàn),SRC-3通過絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)途徑調(diào)節(jié)Cx-43表達,促進骨髓瘤細胞增殖和遷移;共同培養(yǎng)RPMI-8266細胞與骨髓間充質(zhì)干細胞(BMSCs)增加Cx43表達,敲除BMSCs中SRC3的細胞則下調(diào)Cx43表達。羅磊[14]研究表明,SRC-3在肝癌組織中陽性表達率(55.3%)遠高于相應(yīng)的癌旁組織(10.6%),肝癌組織中SRC-3基因轉(zhuǎn)錄水平亦高于其相應(yīng)的癌旁組織;Anzick等[10]發(fā)現(xiàn),肝癌細胞株中存在SRC-3基因的高水平擴增,說明SRC-3表達水平與肝癌發(fā)生存在密切關(guān)系。張琪[15]采用免疫組化法檢測SRC-3在胃癌、不典型增生組織及正常黏膜組織中的表達情況,發(fā)現(xiàn)在三種組織中SRC-3陽性表達率呈逐漸降低的趨勢(48%、32%、10%),胃癌組織中的表達明顯高于正常黏膜組織。這與包括Hance等[11]在內(nèi)的多數(shù)研究結(jié)論相一致,說明SRC-3在胃癌中過度表達與胃黏膜增生甚至癌變相關(guān),并與胃癌不良預(yù)后相關(guān)。Rohira等[16]研究表明,在甲狀腺癌細胞系中,SRC的高表達與達沙替尼耐藥性相關(guān);進一步分析達沙替尼耐藥的細胞系,發(fā)現(xiàn)PI3K途徑和AKT途徑的下游效應(yīng)蛋白富集,并證明了蛋白富集與達沙替尼耐藥性增加呈正相關(guān)。因此,SRC高表達可以激活PI3K途徑,而PI3K途徑激活導致了達沙替尼耐藥性增加。
由于SRCs主要通過蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用與類固醇激素受體結(jié)合,缺乏高親和力的配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域,所以SRCs的靶向藥物開發(fā)一直困難重重。
早期,一些研究小組通過化合物篩選,發(fā)現(xiàn)了一些干擾SRCs與ER和PPARG等NRs結(jié)合的化合物[17,18]。后續(xù)的研究確定了更多的SRCs-NR干擾化合物,并獲得了這些小分子化合物的構(gòu)效關(guān)系信息[19]。但令人遺憾的是,研究結(jié)果顯示這些化合物效果不明顯,未能進入臨床試驗階段。
Wang等[20]確定了棉酚為SRC-1和SRC-3的小分子抑制劑(SMI),這是首次確定小分子抑制劑可以直接作用于SRCs蛋白。相較于之前的小分子干擾化合物,小分子抑制劑能特異性地作用于SRCs,使治療更具有目的性;但其半數(shù)抑制濃度太高,限制了進一步的應(yīng)用。隨后,該課題組發(fā)現(xiàn)蟾毒靈可作為潛在的SRC-3抑制劑。蟾毒靈是一個強心苷類藥物,能依賴蛋白酶體促進SRC-1和SRC-3的降解,在體內(nèi)和體外實驗中都能有效阻斷癌細胞生長。其水溶性衍生物3-磷酸蟾毒靈,不但解決了蟾毒靈難以溶解的問題,并在原位乳腺癌模型中有效抑制了腫瘤生長,效果與蟾毒靈相當[21,22]。但是,蟾毒靈無法克服的心臟毒性限制了其臨床應(yīng)用。
近年來,高通量篩選與藥物化學優(yōu)化技術(shù)的結(jié)合使擁有更強效力的SRCs小分子抑制劑被鑒定出來,其中最具有的代表性的是SI-2。SI-2可通過與SRC-3的直接物理相互作用,選擇性地降低SRC-3在細胞中的轉(zhuǎn)錄活性和蛋白濃度;SI-2能選擇性地誘導乳腺癌細胞凋亡,半數(shù)抑制濃度為3~20 nmol/L,在乳腺癌小鼠模型中有效地抑制原發(fā)性腫瘤生長;同時,SI-2還能抑制乳腺癌細胞的遷移。毒理學研究也發(fā)現(xiàn),SI-2對心臟和其他主要器官均無明顯毒性[23]。腫瘤干細胞(CSC)是指具有干細胞特性的腫瘤細胞,它們在腫瘤組織中極少量存在,具有自我復(fù)制和多向分化潛能。Rohira等[24]研究表明,CSC與腫瘤復(fù)發(fā)有關(guān),而SRC-1/SRC-3在體內(nèi)外均能靶向CSC,增強該細胞群的作用。SI-2在體內(nèi)體外均能抑制SRC-1/SRC-3對CSC的作用,表明SI-2有望成為預(yù)防腫瘤復(fù)發(fā)的靶向藥物。以上研究表明,在腫瘤治療中SI-2是非常有潛力的SRC-3靶向藥物[25,26]。
Wang等[25]在尋找SRCs小分子抑制劑進行高通量篩選中,偶然發(fā)現(xiàn)4-乙基-2,6-二吡啶-3-甲基環(huán)己酮(MCB-613)是一種有效的SRCs小分子激動劑(SMS),能有效作用于SRCs的3個成員。在體外實驗中,MCB-613可強效刺激SRCs的轉(zhuǎn)錄活性,增加SRCs與其他共激活因子的相互作用,并顯著誘導內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激以及活性氧(ROS)產(chǎn)生。MCB-613選擇性且可逆地結(jié)合SRC-3的RID結(jié)構(gòu)域,選擇性殺死乳腺、前列腺、肺、肝臟的惡性腫瘤細胞,而未對小鼠原代肝細胞和小鼠胚胎成纖維細胞(MEF)產(chǎn)生明顯毒性。在小鼠乳腺癌MCF-7細胞異種移植模型中,MCB-613能有效抑制腫瘤生長,且不引起如小鼠體質(zhì)量減輕等不良反應(yīng)。
腫瘤分子靶向治療的目標是設(shè)計針對特定靶點的藥物,選擇性殺死腫瘤細胞,傳統(tǒng)思路是抑制關(guān)鍵癌基因的活性??紤]到SRC的致癌作用,使用SRC SMS治療癌癥似乎是違反常識的。然而,與正常細胞相比,由于癌細胞快速增殖的特點,癌細胞蛋白質(zhì)合成/折疊和代謝的增加,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)已經(jīng)處于高水平的壓力之下。在激動劑如MCB-613的作用下,癌細胞的蛋白產(chǎn)量大大超出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的運行能力,造成大量未折疊蛋白積累,引起未折疊蛋白反應(yīng)(UPR)。UPR引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可介導細胞凋亡反應(yīng),以清除受損過度的細胞。相對的,正常細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力較小,同等濃度的激動劑并不足以引起UPR。因此,在一定濃度范圍內(nèi),MCB-613能選擇性地殺死癌細胞,而對正常細胞毒性較小。MCB-613的發(fā)現(xiàn)表明使癌基因過度表達也是癌癥治療的一個可行策略,為新藥開發(fā)提供了新思路和廣闊空間。MCB-613的出現(xiàn)打破了一種固有模式,為腫瘤分子靶向治療開辟了一條新路。
目前為止,大多數(shù)的靶向治療方案都是通過抑制一條促進細胞生長的關(guān)鍵信號通路來達到治療目的,而腫瘤細胞通常轉(zhuǎn)換其他的生長因子通路發(fā)生耐藥[26]。SRCs作為多種信號通路傳入的樞紐,具有整合各種轉(zhuǎn)錄信息的作用,并且SRCs能與多種轉(zhuǎn)錄因子或蛋白復(fù)合形成復(fù)合體,進而使自身發(fā)生磷酸化、泛素化、甲基化或乙?;刃揎梉27],高度特異地調(diào)節(jié)靶向基因轉(zhuǎn)錄,激活相應(yīng)信號通路,使相應(yīng)的腫瘤產(chǎn)生高度抗藥性,藥物反應(yīng)、治療效果和預(yù)后都相對較差。這也使得SRC-3能作為評估和預(yù)測部分腫瘤預(yù)后的一個指標。
SRCs在腫瘤中的作用機制尚未明確,多數(shù)研究結(jié)論建立在實驗觀察的基礎(chǔ)上,其深層的分子機制研究并未得到全面揭示。由于SRCs的獨特結(jié)構(gòu),使得其非常難以被小分子抑制劑靶向,進而在小分子抑制劑的尋找和鑒定上困難重重。高通量篩選技術(shù)的廣泛應(yīng)用雖然在這方面起到了非常重要的作用,也發(fā)現(xiàn)了部分能有效作用于SRCs的小分子抑制劑,但尚未有進入臨床試驗階段的靶向藥物的報道。SRCs激動劑MCB-613是個非常有價值的發(fā)現(xiàn),它突破了傳統(tǒng)的抑制促癌基因表達從而抑制腫瘤生長的治療思路,通過使癌基因過表達,進而引發(fā)癌細胞的過度應(yīng)激反應(yīng),有害物質(zhì)在癌細胞內(nèi)大量積累,造成癌細胞凋亡,而對正常細胞的影響較小,不良反應(yīng)相對較少。MCB-613代表了一種腫瘤治療的新思路,在抑制劑研發(fā)非常困難的情況下,為靶向治療提供了更多的可能性,在其他促癌基因中也非常值得嘗試。
目前較多的研究表明,SRCs在多條細胞生長促進信號通路中都發(fā)揮著關(guān)鍵性的調(diào)節(jié)作用,是一個非常有潛力的抗腫瘤作用靶點。SRCs在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中作用機制研究的深入,有助于更好地了解腫瘤發(fā)生的分子機制,為腫瘤分子靶向治療藥物的研究指明方向;其抑制劑和激動劑也能在多種腫瘤治療中發(fā)揮重要作用,進而為臨床治療服務(wù),給患者帶來治療的希望。