细胞自噬与肿瘤关系的研究进展

２０１６年第３０卷第６　细胞自噬与肿瘤关系的研究进展　任婷婷邢影综述孟庆威审校　【摘要】　自噬是存在于真核细胞中并具有高度保守性的生物学行为，是包裹细胞质成分的双层膜结　构形成并与溶酶体结合产生自我吞噬的分解代谢过程。自噬的分解代谢作用不但可以维持细胞内环境　的稳态，还和肿瘤的发生发展以及肿瘤化疗耐药密切相关。由此得知，抑制细胞自噬是对抗化疗耐药的　又一崭新潜在途径，临床中应用自噬抑制剂联合化疗药物增加肿瘤药物的敏感性，并有望成为有效的肿　瘤治疗策略。　【关键词】　自噬；肿瘤；化疗耐药　【中图分类号】Ｒ７３【文献标识码】Ａ　ｄｏｉ：１０．１　１９０４／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—３０７０．２０１６．０６．０１３　

Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ａｕｔｏｐｈａｇｙ　ａｎｄ　ｃａｎｃｅｒ　ＲＥＮ　Ｔｉｎｇｔｉｎｇ，ＸＩＮＧ　Ｙｉｎｇ，ＭＥＮＧ　Ｑｉｎｇｗｅｉ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｏｎｃｏｌｏｇｙ，Ｔｈｅ　Ａｆｆｉｌｉａｔｅｄ　Ｔｕｍｏｒ　Ｈｏｓｐｉｔａｌ　ｏｆ　Ｈａｒｂｉｎ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ　１５００８１，Ｃｈｉｎａ　【Ａｂｓｔｒａｃｔ】　Ａｕｔｏｐｈａｇｙ　ｉｓ　ａ　ｈｉｇｈｌｙ　ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｖｅ　ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｉｎ　ｅｕｋａｒｙｏｔｉｃ　ｃｅｌｌｓ．Ｔｈｉｓ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｉｎｖｏｌｖｅｓ“ｗｒａｐｐｉｎｇ”ｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｌｙｓｏｓｏｍｅｓ　ｉｎ　ｃｅｌｌｓ　ｆｏｒ　ｃａｔａｂｏｌｉｓｍ．Ａｕｔｏ—　ｐｈａｇｙ　ｃａｎ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｔａｋｅ　ｐａｒｔ　ｉｎ　ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ　ｈｏｍｅｏｓｔａｓｉｓ，ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｂｅ　ｃｌｏｓｅｌｙ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｕｍｏｒ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｒｅｓｉｓｔａｎｔ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ａｕｔｏｐｈａｇｙ　ｉｓ　ａ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｔａｒｇｅｔ　ｆｏｒ　ａｎｔｉｔｕｍｏｒ　ｄｒｕｇ　ｒｅｓｉｓｔａｎｔ．Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｕｔｏｐｈａｇｙ　ｉｎ　ｃａｎｃｅｒ　ｃｅｌｌｓ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃｈｅｍｏｔｈｅｒａｐｙ　ｉｓ　ｅｘｐｅｃｔｅｄ　ｔｏ　ｂｅ　ａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｃａｎｃｅｒ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｓｔｒａｔｅｇｙ．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ】　Ａｕｔｏｐｈａｇｙ；Ｔｕｍｏｒ；Ｃｈｅｍｏｔｈｅｒａｐｙ　ｄｒｕｇ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　

据统计数据估计，２０１５年中国癌症总发病　４２９．１６万例，总死亡２８１．４２万例，肺癌和胃癌位居　全国癌症发病及死亡的前两位　。由此可见，恶性　肿瘤对人类的生命健康危害极大。手术、放射治　疗、化学药物治疗（以下简称化疗）是肿瘤的主要治　疗措施。在肿瘤多种治疗方法中化疗有着不可替　代的地位，化疗对延缓患者病情进展甚至避免肿瘤　的复发、延长患者的生存时间起着举足轻重的作　用。然而，由于临床化疗药物的使用不当，肿瘤治　疗过程中出现了更加棘手的问题——不同程度的肿　瘤耐药，不可避免地成为肿瘤化疗失败的重要原因。　１细胞自噬　Ａｓｈｆｕｒｄ和ＰｒｏｔｅｎＬ２　最早发现，在肝灌流液中加　入高血糖素后，肝细胞的溶酶体增多，并发生自食　（Ｓｅｌｆ—ｅａｔｉｎｇ）现象。自噬分为以下三种：微自噬　（Ｍｉｃｒｏａｕｔｏｐｈａｇｙ）、由分子伴侣介导的自噬（Ｃｈａｐｅｒ－　・５４３・　・综　述・　ｏｎｅ—ｍｅｄｉａｔｅ　ａｕｔｏｐｈａｇｙ，ＣＭＡ）和巨自噬（Ｍａｃｒｏａｕ—　ｔｏｐｈａｇｙ）。微自噬是胞质中底物分子被溶酶体膜所　吞噬　；分子伴侣介导的自噬仅仅存在于哺乳动物　中，是可溶性蛋白质的降解途径，这种蛋白质是一　类含有ＫＦＥＲＱ特异序列的氨基酸，ＨＳＣ７０及其伴　侣分子能够识别这些含ＫＦＥＲＱ模序的蛋白质并经　ＬＡＭＰ２Ａ受体蛋白转运进入溶酶体被降解＿４　；巨自　噬则是细胞内具有双层膜结构的自噬泡形成，包裹　待降解的可溶性蛋白质或细胞器，通过自噬泡与溶　酶体融合将待降解底物送至溶酶体降解，紧接着自　噬体和溶酶体相融合形成自噬溶酶体（Ａｕｔｏｌｙｓｏ．　ｓｏｍｅ），溶酶体内的水解酶分解代谢自噬溶酶体所　包裹的物质，形成多种小分子物质（如氨基酸、核苷　酸等）并被细胞循环利用　ｊ。目前，细胞自噬的研究　热点主要是巨自噬，以下所指的自噬均为巨自噬。　

基金项目：国家自然科学基金（８１６７２９３１）　作者单位：哈尔滨医科大学附属肿瘤医院呼吸内科（哈尔滨１５００８１）　作者简介：任婷婷，女，（１９８８一），硕士研究生，从事肺癌侵袭和转移的研究。　通讯作者：孟庆威，Ｅ—ｍａｉｌ：ｍｑｗｅｉ＠１２６．ｃｏｍ　・５４４・　２　自噬与肿瘤关系　目前研究表明，细胞自噬在肿瘤发生发展中起　着“双刃剑”的作用。诱导细胞自噬性死亡是进行　抗肿瘤治疗的方法之一，许多化疗药物正是通过该　途径达到治疗目的。但对于耐药的肿瘤细胞，则可　依靠自噬减弱毒性药物对自己的杀伤作用，此刻自　噬又演变成保护机制。Ｒｏｓｅｎｆｅｌｄｔ等　研究表明，　选定携带致癌基因ｐ５３的小鼠，敲除此基因后细胞　自噬受到抑制，会加速肿瘤的发生。然而，肿瘤形　成后，自噬不但可以通过清除肿瘤细胞中具有肿瘤　原性的蛋白底物、毒性蛋白及受损的细胞器来促进　肿瘤的发生，还可以通过自噬介导的内循环来维持　线粒体的功能　。　２．１　自噬在肿瘤中的抑制作用　自噬的肿瘤抑制作用源于Ｂｅｃｌｉｎｌ基因遗传学　检测　Ｊ。１９９９年，Ｈａｎｇ等＿８　报道Ｂｅｃｌｉｎｌ作为潜　在的肿瘤抑制基因，与正常组织中的高表达相比，　其在人乳腺上皮细胞癌细胞和组织中的表达往往　是降低的。这些研究提示自噬蛋白的表达降低将　会加速乳腺癌的进展。Ｙｕｅ等　进一步证实上述　观点，发现Ｂｅｃｌｉｎｌ基因缺失的小鼠往往死于胚胎　早期并且Ｂｅｃｈｎｌ基因突变的小鼠患有自发性肿瘤　的机率也会增大。　在体外，我们运用多种方法验证细胞自噬在肿　瘤中的抑制作用：比如分子实验中敲除自噬相关基　因，还可以分析肿瘤标本的自噬相关蛋白。应激条　件下自噬缺陷的肿瘤细胞通常表现出较高程度的　损伤，由此可见，自噬对于维持基因组稳定具有很　重要作用。细胞自噬的降解产物氨基酸、核苷酸、　游离脂肪酸等可进入物质能量循环，进而满足应激　条件下细胞代谢的需求。自噬功能缺陷的小鼠细　胞中聚集着很多损伤的线粒体及蛋白聚合物，这些　物质在细胞中大量累积是导致基因突变及染色体　不稳定的重要原因¨　。Ｗｏｎ等　研究分析了１６８　例鳞状细胞癌患者及９４例肺腺癌患者，在非小细　胞肺癌组织及癌旁组织中检测Ｂｅｃｌｉｎｌ表达，发现　Ｂｅｃｌｉｎｌ在非小细胞肺癌组织中的表达明显下调，　由此推测自噬功能的减弱与肿瘤相关。　２．２　自噬在肿瘤中的促进作用　自噬不仅能够清除细胞内废物，还参与细胞的　生长分化，在饥饿条件下为细胞提供生命活动所需　的能量和原料。尽管很多研究成果证实自噬具有　肿瘤抑制功能，但越来越多的证据¨　表明自噬能　够协助肿瘤细胞逃过化疗药物的毒性作用。肿瘤　２０１６年第３Ｏ卷第６　进展过程中，癌细胞需要大量营养物质和氧来维持　自身的快速增殖。对于那些血供不丰富的实体瘤，　有人认为是自噬协助它们度过缺氧、代谢压力种种　困境并进一步增殖、转移＿】　。　Ｋａｒａｎｔｚａ—Ｗａｄｓｗｏ￣ｈ等　发现等位基因丢失　导致自噬缺陷后乳腺上皮细胞对压力应激的敏感　性增加，并加速乳腺腺泡的形成。Ｙａｎｇ等＿ｌ引研究　发现，无论是在人胰腺癌细胞还是其组织标本中都　发现自噬水平高表达，后者在加快胰腺肿瘤的发生　发展中发挥重要作用。进一步研究表明，通过敲除　自噬相关基因及应用自噬抑制剂抑制自噬溶酶体　降解，可引发线粒体功能缺陷，导致胰腺癌细胞生　存能力显著降低。　３　自噬与化疗耐药　３．１　自噬相关通路与肿瘤细胞化疗耐药　依赖ｒｏＴＯＲ途径的自噬：（１）磷脂酰肌醇一３一　激酶：蛋白激酶Ｂ／雷帕霉素靶蛋白（ＰＩ３Ｋ／Ａｋｔ／　ｍＴＯＲ）通路主要由Ｃｌａｓｓ　Ｉ　ＰＩ３Ｋ参与，高迁移率族　蛋白Ｂ一１（Ｈｉｇｈ—ｍｏｂｉｌｉｔｙ　ｇｒｏｕｐ　ｂｏｘ一１，ＨＭＧＢ１）　通过抑制Ａｋｔ磷酸化来诱导自噬，使得肿瘤细胞发　生化疗耐药　；（２）ＡＭＰＫ—ｍＴＯＲ：ＡＭＰＫ对于细　胞内能量的变化很敏感，当ＡＭＰ／ＡＴＰ比值升高时，　发生活化的ＡＭＰＫ抑制ｍＴＯＲ活性，诱导自噬。　非依赖ｍＴＯＲ途径的自噬：由ＣｌａｓｓＩｌＩＰＩ３Ｋ参　与：Ｂｅｃｌｉｎｌ／Ｖｐｓ３４复合体由Ｖｐｓ３４与Ｂｅｃｌｉｎｌ的产　物催化生成，Ｖｐｓ３４产生ＰＩ３Ｐ，ＰＩ３Ｐ可以募集含有　其自身结合域的分子并结合在胞膜上，参与自噬体　膜的形成。Ｂｅｃｌｉｎｌ是自噬体形成的关键，Ｂｅｃｌｉｎｌ　中的结构域ＢＨ３与Ｂｃｌ一２相结合可以减弱Ｂｅｃ—　ｌｉｎｌ与Ｖｐｓ３４的相互作用，抑制自噬的启动。已有　多项研究显示，Ｂｅｃｌｉｎｌ与Ｂｃｌ一２解耦联所致的Ｂｅ—　ｃｌｉｎ　１上调，这与肿瘤细胞耐药密切相关　。　３．２　自噬增强肿瘤细胞耐药性　放化疗相当于给予细胞一种人为的外界应激　压力，在此过程中我们检测到肿瘤细胞内自噬水平　升高，认为自噬是肿瘤细胞产生放化疗耐受的机制　之一。由此推测抑制自噬，就会逆转上述现象，进　而增加肿瘤细胞对放化疗的敏感性。　卵巢癌临床预后较差，并且往往产生化疗耐　药，有人提出自噬可能是其产生耐药的潜在因　素　。Ｗａｎｇ等　发现化疗诱导的自噬可促进卵　巢癌细胞产生耐药，敲低ＥＲＫ抑制自噬后，能够逆　转卵巢癌顺铂耐药。另外，顺铂处理细胞诱导的自　噬，能抵抗顺铂引起的细胞死亡　。表皮生长　实用肿瘤学杂志２０１６年第３Ｏ卷第６期总第１４６期　因子受体酪氨酸激酶抑制剂（ＥＧＦＲ—ＴＫＩｓ）已广泛　应用于非小细胞肺癌（ＮＳＣＬ）患者的治疗。不幸的　是，这些药物的疗效因耐药而降低。多种肿瘤治疗　方法能够诱导肿瘤细胞自噬发生，近年来在结直肠　癌　、食管癌　、胰腺癌　、白血病　等多种肿　瘤细胞中发现随着自噬活性的升高其耐药性也增　加。　４自噬与肿瘤治疗　４．１　自噬抑制剂的作用机制及应用　抗疟疾药氯喹和羟氯喹的作用机制是阻断溶　酶体酸化和自噬小体的降解　－２９］。氯喹（羟化氯　喹）的抗肿瘤效果已在十余种肿瘤如乳腺癌、结肠　癌、胃癌、输卵管癌、肾癌、口腔癌、黑色素瘤、１￣ｔｉ，　细胞肺癌和胰腺癌中得到体现。　Ｊｉｎ等　。。证明白噬将肿瘤细胞废物（蛋白质和　细胞器）转换成ＡＴＰ，循环利用维持新陈代谢、保持　能量供给，还可以通过消除自限性死亡和炎症促进　肿瘤的发生发展，他们提出在肿瘤治疗中结合自噬　抑制剂。然而，目前自噬抑制剂的的选择很少，并　且大多数不具有良好的药物特性＿３　。　４．２抑制自噬——增加化疗敏感性　在乳腺癌ＭＣＦ一７细胞中，表柔比星诱导ＭＣＦ