黃 昆(綜述)，朱 明(審校)

(安徽省立醫(yī)院泌尿外科，合肥230001)

前列腺癌是男性泌尿生殖系常見惡性腫瘤之一，在美國位居男性惡性腫瘤之首，占男性死亡原因的第二位。隨著我國人民的飲食結(jié)構(gòu)和生活習(xí)慣與西方差別的逐漸縮小，前列腺癌在我國的發(fā)病率也逐年增加。目前90%的不可治愈前列腺癌患者，早期都對(duì)主要治療措施(包括雄激素去除)有反應(yīng)，但反應(yīng)期較短，12～33個(gè)月后幾乎所有患者都會(huì)出現(xiàn)雄激素抵抗［1］，通常，臨床上將雄激素完全阻斷后仍有進(jìn)展的前列腺癌稱為雄激素非依賴性前列腺癌［2］(androgen-independent prostate cancer，AIPC)。目前對(duì)于AIPC的定義一般認(rèn)為應(yīng)同時(shí)具備以下幾點(diǎn):①血清睪酮達(dá)去勢(shì)水平;②抗雄激素撤退治療4周以上;③間隔2周，連續(xù)3次前列腺特異性抗原升高;④二線內(nèi)分泌治療期間前列腺特異性抗原繼續(xù)進(jìn)展;⑤骨或軟組織轉(zhuǎn)移病變有進(jìn)展。揭示前列腺癌由雄激素依賴性向雄激素非依賴性轉(zhuǎn)變的發(fā)生機(jī)制，是預(yù)防和治療雄激素非依賴前列腺癌的關(guān)鍵。在此對(duì)AIPC發(fā)病機(jī)制的最新研究進(jìn)展予以綜述。

1 雄激素受體信號(hào)通路的活化

在前列腺中，雄激素為最主要的細(xì)胞增殖刺激物和細(xì)胞凋亡抑制物，雄激素在血液循環(huán)中最主要的形式是睪酮，睪酮在進(jìn)入前列腺以后，90%以上被5α還原酶轉(zhuǎn)化為雙氫睪酮，雙氫睪酮與雄激素受體(androgen receptor，AR)的親和活力比睪酮強(qiáng)5倍。AR屬于核受體超家族，由N-端區(qū)(NTD)、DNA結(jié)合區(qū)(DBD)、C-端配體結(jié)合區(qū)(LBD)以及位于DBD和LBD之間的鉸鏈區(qū)構(gòu)成。AR與雄激素結(jié)合后構(gòu)象發(fā)生變化，形成二聚體，由胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到核內(nèi)，能識(shí)別DNA上的雄激素反應(yīng)元件，并與之結(jié)合，作用于靶基因的增強(qiáng)子、促進(jìn)靶基因的轉(zhuǎn)錄翻譯，引發(fā)一系列蛋白的表達(dá)，從而引起前列腺特異性抗原的表達(dá)增高，促進(jìn)細(xì)胞增殖，抑制細(xì)胞凋亡等。

1.1 前列腺癌細(xì)胞對(duì)雄激素敏感性增高 有研究［2］發(fā)現(xiàn)，AIPC患者中AR基因擴(kuò)增，AR表達(dá)增加。AR基因擴(kuò)增使得前列腺癌細(xì)胞對(duì)于去勢(shì)后低水平的雄激素仍敏感。AIPC患者中AR的表達(dá)增高，同時(shí)伴隨著細(xì)胞增殖相關(guān)蛋白KI-67表達(dá)增高［3］。去除雄激素治療后，使得血液循環(huán)中只有極少量的雄激素，然而，由于前列腺癌細(xì)胞的AR的大量擴(kuò)增，使這些極少量的雄激素，也足以維持AR信號(hào)的活化，從而促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的生長。另外，Gregory等［4］研究發(fā)現(xiàn)，雄激素依賴性前列腺癌(androgen-dependent prostate cancer，ADPC)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為AIPC細(xì)胞以后，AR的表達(dá)增高、穩(wěn)定性增加，且表達(dá)更加集中于細(xì)胞核內(nèi)，腫瘤細(xì)胞對(duì)于雙氫睪酮的促生長刺激作用更加敏感。

1.2 雄激素受體突變與AIPC的關(guān)系 AR基因突變多為點(diǎn)突變，導(dǎo)致單個(gè)的氨基酸替換，主要集中于AR的LBD區(qū)。LBD區(qū)基因的改變將導(dǎo)致氨基酸殘基的替換，引起LBD區(qū)結(jié)構(gòu)和功能的改變。主要表現(xiàn)為:氫鍵重新排列，對(duì)配基的選擇性下降，結(jié)構(gòu)域?qū)ε浠慕Y(jié)合能力和容量增加，從而增加了能激活A(yù)R的配體種類［5］。AR基因突變一方面增強(qiáng)了AR對(duì)雄激素的敏感性，另一方面也可使其被其他類固醇和拮抗雄激素物質(zhì)激活。正常情況下，AR只能在與雄激素及雙氫睪酮結(jié)合后才能活化，AR發(fā)生基因突變后，使得其他內(nèi)源性激素或拮抗雄激素藥物可發(fā)揮AR激動(dòng)劑的作用，從而促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞增殖。有幾個(gè)AR突變體已從前列腺腫瘤中分離，并在實(shí)驗(yàn)室中證明能影響AR的功能。這些突變體為Thr877Ser、Thr877Ala、His874Tyr、Val715Met、Tyr741Cys以及雙重 AR突變體 Leu701 His+Thr877Ala與Q640Stop/T877A［6-7］。

1.3 AR共激活因子與AIPC的關(guān)系 AR共激活因子是與AR轉(zhuǎn)錄激活功能相關(guān)的蛋白質(zhì)因子，對(duì)AR介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄起輔助激活、輔助抑制或雙重作用。AR在前列腺細(xì)胞中的功能活性不止取決于蛋白水平、蛋白結(jié)構(gòu)的完整性，更重要的是取決于AR共激活因子的功能活性［8］。共激活因子本身不與DNA直接結(jié)合，不直接提高AR表達(dá)也不能增加AR進(jìn)入細(xì)胞核的數(shù)量，而是其通過C端功能區(qū)與AR發(fā)生蛋白-蛋白間的相互作用，降低AR在轉(zhuǎn)錄激活中對(duì)配體濃度的需求，使AR介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄活性大幅度提高。AR共激活因子是通過以下3種方式參與ADPC向AIPC的進(jìn)展，這3種機(jī)制單獨(dú)或聯(lián)合發(fā)揮作用。①共激活因子過度表達(dá)導(dǎo)致AR被非雄激素類固醇激活:共激活因子的招募使AR突變體的類固醇特異性降低，使突變的AR能對(duì)其他類固醇產(chǎn)生應(yīng)答。②共激活因子過表達(dá)導(dǎo)致AR能被抗雄激素物質(zhì)激活。Miyamoto等［9］，在哺乳動(dòng)物細(xì)胞雙雜交實(shí)驗(yàn)中證明:抗雄激素物質(zhì)羥基氟他胺等能以一種劑量依賴的方式促進(jìn)AR與雄激素受體共激活因子70之間的相互作用。③AR基因突變導(dǎo)致AR的構(gòu)象改變，使其在共激活因子的作用下導(dǎo)致AR活化。

2 與AR無關(guān)的信號(hào)通路

在前列腺癌細(xì)胞內(nèi)可能存在一些與AR信號(hào)通路完全無關(guān)的基因及其相應(yīng)的信號(hào)分子的表達(dá)，但它們與AIPC的發(fā)生有密切的關(guān)系，即AR的旁路介導(dǎo)。PTEN是一種特異性的前列腺癌抑癌基因，其編碼的產(chǎn)物是一種磷酸酶，對(duì)磷酸肌醇-3激酶/蛋白激酶B(phosphoinositide 3-kinase/protein kinase B，PI3K/Akt)信號(hào)通路有負(fù)調(diào)控作用，而這條信號(hào)通路激活后刺激Akt蛋白質(zhì)產(chǎn)生，導(dǎo)致幾個(gè)細(xì)胞凋亡蛋白失活，從而增強(qiáng)了細(xì)胞的存活。研究發(fā)現(xiàn)與良性前列腺增生及ADPC相比，AIPC腫瘤組織中PTEN表達(dá)減少甚至缺失［10］。如果讓ADPC細(xì)胞過度表達(dá)PTEN的下游分子 Akt，可以使 ADPC細(xì)胞中的CASP2.1 轉(zhuǎn)變?yōu)榉且蕾囆奂に厣L［11］。Li等［12］研究證明PTEN的表達(dá)缺失可能與AR雄激素非依賴性活化有直接作用。當(dāng)Akt阻斷凋亡時(shí)，其初級(jí)靶基因之一是Bcl-2，Bcl-2過表達(dá)已在激素難治性前列腺癌中發(fā)現(xiàn)，Bcl-2的過表達(dá)能保護(hù)細(xì)胞免受抗雄激素物質(zhì)撤除所誘導(dǎo)的凋亡。此外，中性粒細(xì)胞在AIPC中要比在ADPC中更多見，隨著腫瘤分級(jí)、分期的增加，中性IPC中中性粒細(xì)胞的數(shù)量更是明顯。加快中性粒細(xì)胞的低速率增生使癌細(xì)胞粒細(xì)胞的數(shù)量也隨之增加，尤其是在內(nèi)分泌治療過的前列腺癌和幸免于大多數(shù)化療藥物以及內(nèi)分泌和放射治療。另外，中性粒細(xì)胞的分泌產(chǎn)物甲狀旁腺素相關(guān)蛋白、神經(jīng)肽激素、神經(jīng)介質(zhì)血清素、蛙皮素等均能增加鄰近癌細(xì)胞的增生，從而導(dǎo)致AIPC的進(jìn)展。

3 前列腺中微環(huán)境的改變

前列腺癌的發(fā)生、進(jìn)展是機(jī)體內(nèi)外多種因素共同作用的結(jié)果，微環(huán)境也起著重要的作用。前列腺中的基質(zhì)細(xì)胞包括表達(dá)AR的平滑肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、肥大細(xì)胞以及內(nèi)皮細(xì)胞?；|(zhì)細(xì)胞受雄激素調(diào)節(jié)，通過表達(dá)細(xì)胞因子以促進(jìn)上皮生長。在AIPC患者中，基質(zhì)細(xì)胞對(duì)雄激素的反應(yīng)喪失，可不受限制地表達(dá)各種細(xì)胞因子，并作用于上皮細(xì)胞。腫瘤上皮細(xì)胞的生長不再依賴于基質(zhì)細(xì)胞的旁分泌作用，而產(chǎn)生不依賴于雄激素的自分泌作用，分泌的生長因子能促進(jìn)自身增殖［13］。轉(zhuǎn)化生長因子β信號(hào)途徑的丟失會(huì)導(dǎo)致成纖維細(xì)胞產(chǎn)生一些可溶性因子，如肝細(xì)胞生長因子和轉(zhuǎn)化生長因子α等，這些因子能通過抑制上皮細(xì)胞的凋亡來促進(jìn)腫瘤的發(fā)生、增殖和遷移［14］。另外，新近研究指出，前列腺癌的發(fā)生、發(fā)展并非是由上皮或間質(zhì)單方面決定的，而是由二者交互作用所構(gòu)成的腫瘤-宿主界面微環(huán)境的平衡狀態(tài)所決定的，活化的成纖維細(xì)胞被稱為癌相關(guān)成纖維細(xì)胞，是上述微環(huán)境中最主要的宿主細(xì)胞之一［15］。

4 細(xì)胞調(diào)節(jié)通路與AIPC的關(guān)系

Culig等［16］最初報(bào)道，AR能被胰島素樣生長因子1(insulin-like growth factor 1，IGF-1)激活，在雄激素缺乏的情況下，IGF-1能促進(jìn)AR的轉(zhuǎn)錄活性。Marelli等［17］發(fā)現(xiàn)促性腺激素釋放激素受體激動(dòng)劑能通過干擾IGF-1的促有絲分裂作用，對(duì)AIPC細(xì)胞株DU145有直接的抑制作用。表明IGF-1可能在前列腺癌由雄激素依賴性進(jìn)展為非依賴性中發(fā)揮重要作用。另外，雄激素非依賴性前列腺癌的進(jìn)展與炎性因子的過表達(dá)有密切關(guān)系［18］，白細(xì)胞介素6(interleukin-6，IL-6)是一種重要的促血管生成因子及炎性因子，同時(shí)作為一種多潛能的細(xì)胞因子也是細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵成分。研究發(fā)現(xiàn)，AIPC患者血清中的IL-6水平明顯升高，現(xiàn)已證明在普遍使用的所有前列腺癌細(xì)胞系(PC-3、DU145和LNCaP)中IL-6高親和力受體均有表達(dá)。Yang等［19］發(fā)現(xiàn)，IL-6能通過絲裂原活化蛋白激酶通路或信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)錄活化因子3來加強(qiáng) AR轉(zhuǎn)錄活性，相反，IL-6也能通過PI3K/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來抑制AR的轉(zhuǎn)錄活性。此外，酪氨酸激酶信號(hào)途徑、PI3K/Akt/雷帕霉素靶蛋白信號(hào)途徑也能夠活化AR信號(hào)通路，同時(shí)，這些信號(hào)分子也有可能成為治療AIPC的可能靶點(diǎn)，有研究［20］報(bào)道在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，同時(shí)抑制Akt/雷帕霉素靶蛋白和胞外信號(hào)調(diào)控激酶信號(hào)，絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)通路能夠抑制AIPC的生長。

5 其他可能導(dǎo)致AIPC的機(jī)制

5.1 潛伏細(xì)胞 AIPC是由于處于潛伏狀態(tài)的原本存在的AIPC細(xì)胞，在去除雄激素的條件下獲得選擇性生長優(yōu)勢(shì)發(fā)展而來的結(jié)果。在前列腺癌形成開始，前列腺癌組織就是由雄激素依賴的腫瘤細(xì)胞與雄激素非依賴的腫瘤細(xì)胞組成。在雄激素存在的情況下，雄激素依賴性的腫瘤細(xì)胞大量增殖，成為前列腺癌的主要部分。當(dāng)雄激素去除后，雄激素依賴性的腫瘤細(xì)胞大量死亡，少量的潛伏的雄激素非依賴性的腫瘤細(xì)胞獲得生長優(yōu)勢(shì)大量增殖，從而逐漸替代雄激素依賴性腫瘤細(xì)胞導(dǎo)致AIPC的發(fā)生。

5.2 雄激素介導(dǎo)的抗凋亡與 AIPC關(guān)系 Cofey等［21］研究發(fā)現(xiàn)，雙氫睪酮可通過改變特定的原凋亡基因的表達(dá)來增加凋亡的起始閾值。表明雄激素可能作為一個(gè)普遍的存活信號(hào)來發(fā)揮作用，可以對(duì)抗各種通路的凋亡信號(hào)。同時(shí)認(rèn)為核因子κB是雄激素幸存信號(hào)通路的一個(gè)重要調(diào)控子。

5.3 上皮-間質(zhì)的相互作用 前列腺癌組織的基質(zhì)成分在前列腺癌細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移中起重要作用，對(duì)于AIPC的產(chǎn)生可能也起著重要的作用，AIPC的產(chǎn)生可能與上皮和基質(zhì)之間的競爭作用有關(guān)。在正常前列腺組織中，雄激素可通過旁分泌來介導(dǎo)前列腺上皮與基質(zhì)間的相互作用，從而維持前列腺上皮與基質(zhì)之間的平衡;去除雄激素后導(dǎo)致AR信號(hào)的減弱，這就直接或間接促使基質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生促凋亡信號(hào)，從而導(dǎo)致ADPC中的癌上皮細(xì)胞凋亡。在AIPC組織中，由激活的Akt或胞外信號(hào)調(diào)控激酶信號(hào)通路所引起的強(qiáng)大生存信號(hào)，能夠?qū)褂苫|(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的促凋亡信號(hào)，從而使得前列腺癌組織能夠在去除雄激素的環(huán)境中繼續(xù)生存［22］。

6 結(jié)語

AIPC的產(chǎn)生是一個(gè)涉及多種基因、信號(hào)分子及表型改變的事件，目前有關(guān)AIPC進(jìn)展的研究和學(xué)說有很多，但AIPC的產(chǎn)生機(jī)制至今尚未完全清楚。在此列舉了目前幾種關(guān)于AIPC產(chǎn)生的可能機(jī)制，但實(shí)際情況是AIPC的發(fā)生可能涉及更加錯(cuò)綜復(fù)雜的信號(hào)機(jī)制。研究的目的就是要找出引起AIPC產(chǎn)生的關(guān)鍵基因及信號(hào)分子，以這些關(guān)鍵基因及信號(hào)分子為靶點(diǎn)，使前列腺腫瘤細(xì)胞停止向雄激素非依賴性轉(zhuǎn)化，并使細(xì)胞增殖重新受到調(diào)控，從而給AIPC的治療帶來實(shí)質(zhì)性的突破。

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