譚松，陳潔，秦浦沿，尹登科

（安徽中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，安徽合肥 230012）

前列腺癌是威脅老年男性健康的常見疾病，其發(fā)病率因地區(qū)、種族、國家的不同而存在差異。前列腺癌在歐美國家發(fā)病率最高，其中美國前列腺癌發(fā)病率（約161 000 例）已經(jīng)超過肺癌，位居男性高發(fā)癌癥首位[1]；我國前列腺癌發(fā)病率雖低于西方國家，但隨著我國人均壽命的增長、飲食結(jié)構(gòu)的改變及診斷技術(shù)的提高，近年來發(fā)病率也呈逐年升高的趨勢，2015 年確診的病例已經(jīng)達到72 000 例，死亡人數(shù)達到31 000 例[2]。因此，急需開發(fā)對前列腺癌有較好治療效果，且對人體傷害較小的安全藥物。

1 脂筏的結(jié)構(gòu)與功能

隨著對膜結(jié)構(gòu)和功能研究的深入，研究者逐漸認(rèn)識到真核生物的細(xì)胞質(zhì)膜為非均一分布，其中由不同膜脂與蛋白質(zhì)組成的大小10 ～100 nm 的膜微區(qū)稱為脂筏。脂筏的主要成分為膽固醇、鞘磷脂及某些蛋白質(zhì)，以小窩蛋白為標(biāo)記蛋白。由于鞘磷脂為長鏈飽和脂肪酸，能與膽固醇相互作用形成一種相對有序的脂質(zhì)相，使脂筏的流動性降低而穩(wěn)定性增加。正是由于脂筏的組成和特點，使得這種結(jié)構(gòu)不溶于低溫（4 ℃）的非離子去污劑Trition X-100，通過密度梯度離心即可以將浮在上層的脂筏分離出來[3]。

脂筏結(jié)構(gòu)普遍存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜、細(xì)胞質(zhì)膜等多種生物膜中，且在細(xì)胞質(zhì)膜中所占比例最高。信號分子在脂筏上的分布和聚集，使得脂筏成為信號傳遞的平臺[4]。從結(jié)構(gòu)及組分分析來看，脂筏有兩個特點：（1）許多蛋白質(zhì)聚集在脂筏內(nèi)，便于相互作用；（2）脂筏的環(huán)境有利于蛋白質(zhì)的變構(gòu)，以形成有效構(gòu)象?；诖?，脂筏可以參與細(xì)胞蛋白質(zhì)運轉(zhuǎn)和細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。

脂筏的生理功能具有多效性：一方面，脂筏是機體正常生理活動所必需的；另一方面，如果脂筏結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，可引發(fā)多種疾病，如感染性疾病、心血管疾病、肌營養(yǎng)不良癥、帕金森病及腫瘤的發(fā)生發(fā)展。在腫瘤細(xì)胞中，關(guān)鍵信號蛋白小窩蛋白-1（Caveolin-1，CAV1）、白細(xì)胞分化抗原分化群44（Cluster of Differentiation 44，CD44）、白細(xì)胞介素-6（Interleukin-6）、表皮生長因子受體（Epidermal Growth Factor Receptor，EGFR）、胰島素樣生長因子受體（Insulin-like Growth Factor 1 Receptor，IGF-1R）、大鼠肉瘤蛋白（rat sarcoma，Ras）、絲氨酸/ 蘇氨酸蛋白激酶（Serine/Threonine Protein Kinase,AKT）、凋亡相關(guān)因子（factor related apoptosis，F(xiàn)as）等要被招募在脂筏后才能激活下游信號通路，參與腫瘤的生長、上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（Epithelial-Mesenchymal Transition，EMT）、抗藥性等過程[5]。脂筏和脂筏上固定的蛋白在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的重要作用，使脂筏成為研究腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移機制的重要平臺，是腫瘤預(yù)防和治療的重要靶點。

2 脂筏促進前列腺癌發(fā)生的分子機制

對前列腺癌細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn)，脂筏的組分鞘磷脂在高轉(zhuǎn)移性的細(xì)胞系DU145 中的含量明顯高于低轉(zhuǎn)移性的細(xì)胞系LNCaP，且另一組分膽固醇明顯促進前列腺癌的進程[6]。近期的研究也發(fā)現(xiàn)，分布于脂筏上的蛋白與前列腺癌的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。因此，本文總結(jié)了脂筏上的蛋白和相關(guān)信號通路在促進前列腺癌進程中的作用。

2.1 EGFR 與脂筏

最先證明脂筏與前列腺癌存在直接關(guān)系的證據(jù)是表皮生長因子受體（EGFR）定位于脂筏，且在脂筏上經(jīng)磷酸化后被激活。EGFR 作為細(xì)胞的生長、增殖和分化關(guān)鍵調(diào)節(jié)蛋白，它的活化導(dǎo)致胞內(nèi)磷脂酰肌醇激酶/蛋白激酶B （Phosphatidylinositide 3-Kinases/Protein Kinase B，PI3K/PKB）信號通路的激活，從而促進前列腺癌細(xì)胞的增殖和侵襲。因此，通過降低脂筏中的膽固醇含量，不僅可以抑制PI3K/PKB 信號，還顯著降低細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（Extracellular Regulated Protein Kinases，ERK）蛋白的磷酸化狀態(tài)，引起半胱氨酸蛋白酶家族參與的線粒體凋亡通路的激活，抑制前列腺癌的發(fā)展[7]。

2.2 Hedgehog 與脂筏

作為前列腺癌中常處于激活狀態(tài)的信號通路，Hedgehog（Hh）信號通路的關(guān)鍵元件Patched（Ptc）蛋白和Smoothened（Smo）蛋白均分布于脂筏中，且Ptc 蛋白能直接與脂筏的標(biāo)記蛋白小窩蛋白結(jié)合[8]。進一步的證據(jù)表明，Ptc 蛋白先在脂筏上與小窩蛋白結(jié)合，才能起到招募Smo 蛋白的作用，進而在脂筏上形成Hh 受體復(fù)合體[9]。Hh 信號的活化也與脂筏的成分膽固醇密切相關(guān)，其中關(guān)鍵蛋白Hh 蛋白首先通過自身蛋白水解酶的酶解活性剪去蛋白的C 端結(jié)構(gòu)域，然后在N 端的羧基末端與膽固醇共價結(jié)合，這樣才能變成具有信號轉(zhuǎn)導(dǎo)功能的成熟肽，導(dǎo)致前列腺癌細(xì)胞的生長和侵襲[10]。

2.3 IL-6-STAT3 與脂筏

白介素-6-信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白3（Interleukin-6 - Signal Transducer/Activator of Transcription 3，IL-6-STAT3）信號通路作為前列腺癌惡化進程中起重要作用的信號通路，其功能的發(fā)揮同樣依賴于脂筏。在前列腺癌患者體內(nèi)經(jīng)常能看到IL-6 在血液中表達量的增加和STAT3 的持續(xù)性活化，表明兩種蛋白在前列腺癌中的重要作用[11]。近期的細(xì)胞實驗表明，IL-6 能夠讓前列腺癌細(xì)胞表現(xiàn)出神經(jīng)內(nèi)分泌的屬性，而這種屬性的出現(xiàn)暗示著細(xì)胞已經(jīng)轉(zhuǎn)化為最難治療的神經(jīng)內(nèi)分泌前列腺癌。這一惡化過程是通過IL-6促進停留在脂筏平臺上的轉(zhuǎn)錄因子STAT3 的磷酸化，通過磷酸化被激活的STAT3 從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核，促進神經(jīng)內(nèi)分泌相關(guān)蛋白的表達[12]。因此，依賴于脂筏的信號通路在前列腺癌的惡化進程中扮演著重要角色。

2.4 CXCL12 與脂筏

前列腺癌的患者中，轉(zhuǎn)移一般首先發(fā)生在骨或者淋巴結(jié)處。在轉(zhuǎn)移過程中，游離的癌細(xì)胞首先通過趨化作用向釋放有趨化因子的特定部位轉(zhuǎn)移，因此趨化因子的活化在前列腺癌轉(zhuǎn)移過程中具有重要作用，而脂筏也深度參與其中。在前列腺癌表達的關(guān)鍵趨化因子12[Chemokine （C-X-C motif） Ligand 12， CXCL12]通過作用于分布在脂筏上的受體蛋白趨化因子受體4（C-X-C motif Chemokine Receptor 4，CXCR4），進而激活PI3K/PKB 信號通路和絲裂原活化蛋白激酶（Mitogen-Activated Protein Kinase，MAPK）信號通路。PI3K/PKB 信號通路的激活進一步促進轉(zhuǎn)錄因子核因子κB（Nuclear Factor κB，NF-κB）的入核和下游基質(zhì)金屬蛋白酶-9（Matrix Metalloproteinase-9，MMP9）基因的表達，最終導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的骨和淋巴轉(zhuǎn)移[13]。因此，脂筏通過趨化因子促進前列腺癌MMP9 的表達促進腫瘤細(xì)胞的生長和骨轉(zhuǎn)移。

2.5 Notch 與脂筏

腫瘤細(xì)胞缺氧在前列腺癌轉(zhuǎn)移中的作用一直是研究的重點，但其具體的分子機制目前仍不是很清楚。最近有報道，Notch 信號通路能夠?qū)⑷毖醮碳さ男盘栟D(zhuǎn)化為上皮向間充質(zhì)轉(zhuǎn)變的信號，進而促進前列腺癌細(xì)胞的增殖和侵襲，而這一過程與脂筏密切相關(guān)[14]。研究者通過LNCaP 細(xì)胞的體外實驗發(fā)現(xiàn)缺氧環(huán)境能提高細(xì)胞的膽固醇水平和增加脂筏結(jié)構(gòu)域，促進Notch3 受體蛋白從非脂筏區(qū)轉(zhuǎn)移到脂筏區(qū)，隨后與處于脂筏區(qū)的分泌酶結(jié)合，并切割掉Notch3 受體的細(xì)胞內(nèi)區(qū)域（Notch Intracellular Domain，NICD），釋放出來的NICD 得以進入細(xì)胞核核激活下游促生長基因，如細(xì)胞周期素D1（cyclin D1）和c-Myc 的表達[15]。

2.6 HGF/c-Met 與脂筏

肝細(xì)胞生長因子/c-Met（Hepatocyte Growth Factor/c-Met，HGF/c-Met）信號通路在前列腺癌的侵襲和轉(zhuǎn)移過程中扮演重要角色，而脂筏與HGF/c-Met 信號通路的激活也緊密相關(guān)。HGF 蛋白通過結(jié)合分布于脂筏上的c-Met 蛋白，并且通過磷酸化激活c-Met 蛋白?；罨蟮腸-Met 可以招募接頭蛋白1（ASC1）和激活MAPK、c-Jun 氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）信號通路。這些信號通路的激活可以促進前列腺癌細(xì)胞的增殖，同時通過形態(tài)的改變促進細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和細(xì)胞移動[16]。在降低膽固醇的同時添加HGF 后，前列腺癌中的PI3K/PKB 信號通路和MAPK 信號通路并沒有變化，進一步說明HGF/c-Met信號通路的傳導(dǎo)依賴于脂筏。

3 膜筏作為前列腺癌治療的靶點

基于脂筏在前列腺癌發(fā)展各個階段的調(diào)節(jié)作用，膜筏作為癌癥治療和預(yù)防的有效靶點逐漸引起了人們的關(guān)注。目前報道的通過靶向脂筏抑制腫瘤的方案主要有3 種。（1）通過調(diào)節(jié)死亡受體（Death Receptor，DR）在脂筏上的聚集，促進細(xì)胞死亡。黃酮類天然產(chǎn)物厚殼桂酮能通過促進凋亡相關(guān)因子（Fas）、DR4、DR5 等在脂筏上的聚集導(dǎo)致半胱氨酸蛋白酶8（cysteine aspartic acid specific protease-8， caspase-8）和caspase-3 的激活，以及前列腺癌細(xì)胞的凋亡[17]。（2）通過影響膽固醇的合成，破壞脂筏結(jié)構(gòu)。膽固醇合成抑制劑辛伐他汀可以通過抑制3-羥基-3-甲基戊二酸單酰輔酶A 還原酶的活性阻止膽固醇的合成，降低前列腺癌細(xì)胞中膽固醇含量，破壞脂筏結(jié)構(gòu)，抑制AKT/PKB 等信號通路而抑制前列腺癌細(xì)胞的生長和侵襲[18]。山藥的活性成分甲基原薯蕷皂苷能通過激活叉頭框蛋白O1（Forkhead Box O1，F(xiàn)OXO1）抑制固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1 （Sterol-Regulatory Element Binding Protein 1，SREBP1）的表達，降低前列腺癌細(xì)胞中膽固醇含量和破壞脂筏結(jié)構(gòu)，抑制MAPK 信號通路與前列腺癌細(xì)胞的生長和侵襲[19]。（3）膽固醇或脂筏其他成分的替代物競爭性地抑制脂筏的形成。27-羥基膽固醇通過破壞脂筏，抑制IL6-STAT3 信號通路，并進一步抑制前列腺癌的發(fā)展[20]。

4 展望

脂筏在細(xì)胞質(zhì)膜上富集，為蛋白的相互作用和信號傳遞提供平臺。由于脂筏參與多種信號通路激活，其含量的變化與前列腺癌的增殖、轉(zhuǎn)移、惡化均緊密相關(guān)，進而影響前列腺癌的發(fā)生發(fā)展，但其調(diào)控機制仍不是很清楚，特別是脂筏結(jié)構(gòu)和脂筏調(diào)控的分子機制。因此，目前圍繞脂筏的研究主要為兩方面：調(diào)控脂筏形成和變化的機制，以及脂筏上的蛋白及其調(diào)控的信號通路。隨著對脂筏研究的深入，其有望成為前列腺癌治療的新靶點，為前列腺癌的治療提供新方向。