種曉藝綜述，王生蘭審校

(青海大學(xué)醫(yī)學(xué)院)

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與腫瘤

種曉藝綜述，王生蘭審校

(青海大學(xué)醫(yī)學(xué)院)

在多種條件刺激下，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)Ca2+平衡紊亂或蛋白質(zhì)堆積，造成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能紊亂，引發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。越來(lái)越多的研究表明，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及由其引發(fā)的未折疊蛋白反應(yīng)與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有著密切的聯(lián)系。本文主要就內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在腫瘤發(fā)生、發(fā)展的作用機(jī)制作一綜述。

1 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulunm，ER)是真核細(xì)胞中重要的細(xì)胞器。它參與真核細(xì)胞內(nèi)至少1/3的蛋白質(zhì)的合成、折疊、運(yùn)輸過(guò)程[1]。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)的氧化還原狀態(tài)、高濃度的Ca2+以及參與蛋白質(zhì)折疊的伴侶蛋白是蛋白質(zhì)的正確折疊過(guò)程中必不可少的條件。錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)將被運(yùn)輸?shù)桨|(zhì)中，在蛋白酶體的作用下降解，這一過(guò)程被稱(chēng)為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)性降解(ER-associated degradation，ERAD)，其可維持細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)。由于外界刺激或是細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的改變(如蛋白質(zhì)合成水平增高、蛋白酶體受損、Ca2+水平紊亂及缺氧等)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)被打亂，未折疊及錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中積聚，超過(guò)ER調(diào)節(jié)能力，導(dǎo)致ER功能紊亂，稱(chēng)為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(endoplasmic reticulum stress，ERS)。ERS主要包括未折疊蛋白反應(yīng)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)超負(fù)荷反應(yīng)、固醇調(diào)節(jié)級(jí)聯(lián)反應(yīng)。本文主要討論未折疊蛋白反應(yīng)。研究顯示，ERS與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切。

2 未折疊蛋白反應(yīng)

未折疊蛋白反應(yīng)(unfolded protein response，UPR)是指ERS時(shí)由未折疊及錯(cuò)誤折疊蛋白所引起的蛋白質(zhì)合成減少、降解增加的反應(yīng)。UPR可以通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成、促進(jìn)蛋白質(zhì)的降解、協(xié)助未折疊及錯(cuò)誤折疊蛋白正確折疊三個(gè)方面緩解ERS，恢復(fù)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)。然而，由于劇烈的刺激或細(xì)胞內(nèi)環(huán)境改變而引起的嚴(yán)重而又持續(xù)的ERS，可誘導(dǎo)UPR激活下游與細(xì)胞凋亡相關(guān)的信號(hào)通路，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。目前，已知的UPR的信號(hào)通路有三條：蛋白激酶樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶(PKR-like ER kinases，PERK)信號(hào)通路、需肌醇酶1(inositol requiring enzyme 1，IRE1)信號(hào)通路、活化轉(zhuǎn)錄因子6(activating transcription factor 6，ATF6)信號(hào)通路。三種ERS感受器中，PERK及IRE1屬于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ⅰ型跨膜蛋白，ATF6屬于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ⅱ型跨膜蛋白。三者在非應(yīng)激狀態(tài)下與分子伴侶—糖調(diào)節(jié)蛋白78kDa(glucose regulated protein 78kDa，GRP78)/重鏈結(jié)合蛋白(heavy chain-binding protein，Bip)結(jié)合，處于無(wú)活性狀態(tài)。ERS時(shí)，由于Bip對(duì)未折疊及錯(cuò)誤折疊蛋白親和力較高，因此與三者分離，激活UPR的三條信號(hào)通路：

(1)PERK通路：PERK被激活后磷酸化真核細(xì)胞翻譯起始因子2的α亞基(eukaryotic translation initiation factor 2 subunit α，eIF2α)，暫停mRNA的翻譯，抑制了細(xì)胞內(nèi)大部分蛋白質(zhì)的表達(dá)。然而，這一途徑也可以促進(jìn)一些參與UPR的蛋白質(zhì)(如ATF4、ATF5、CHOP翻譯相關(guān)蛋白)的表達(dá)[2]。其中ATF4可進(jìn)入細(xì)胞核誘導(dǎo)氨基酸合成與轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)蛋白及ERAD相關(guān)蛋白的表達(dá)，減少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中蛋白質(zhì)堆積；ATF4也可上調(diào)其下游產(chǎn)物CAAT/增強(qiáng)子結(jié)合蛋白同源蛋白(CAAT/enhancer-binding protein，CHOP)及生長(zhǎng)抑制與DNA損傷基因34(growth aresst and DNA-damage-inducible gene 34，GADD34)的表達(dá)。GADD34可通過(guò)去磷酸化P-eIF2α，恢復(fù)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)表達(dá)。CHOP可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

(2)IRE1信號(hào)通路：IRE1信號(hào)通路是調(diào)節(jié)ERS的雙向通路。一方面，被激活的IRE1具有核酸內(nèi)切酶活性，可剪切并移除X盒結(jié)合蛋白1(X-box binding protein1，XBP1)mRNA的26個(gè)內(nèi)含子，最終翻譯出的XBP1蛋白可作為轉(zhuǎn)錄因子，上調(diào)與蛋白質(zhì)折疊、轉(zhuǎn)運(yùn)、降解相關(guān)的基因的轉(zhuǎn)錄(如編碼GRP78、ERAD相關(guān)蛋白的基因)，協(xié)助正確折疊蛋白質(zhì)或降解錯(cuò)誤折疊蛋白；同時(shí)，IRE1也可通過(guò)IRE1α依賴(lài)性衰減(IRE1α-dependent decay，RIDD)[3]選擇性剪切編碼蛋白質(zhì)的mRNA，以減輕ER的蛋白負(fù)荷，促細(xì)胞存活。另一方面，激活的IRE1亦可通過(guò)誘導(dǎo)凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1(apoptosis signalregulating kinase，Ask1)激活氨基末端激酶(jun-N-terminal kinase，JNK)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

(3)ATF6信號(hào)通路：與Bip分離后的ATF6被轉(zhuǎn)移至高爾基體，隨后被高爾基體中的蛋白酶S1P及S2P剪切激活，ATF6被激活后進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)與ERS反應(yīng)元件(ERS response element，ERSE)結(jié)合，上調(diào)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分子伴侶(如GRP78、GRP94)的基因轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊。ATF6也可與ERSEⅡ及非折疊蛋白反應(yīng)元件結(jié)合，激活CHOP表達(dá)，促細(xì)胞凋亡[4]。

3 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與腫瘤

3.1 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與腫瘤的發(fā)生機(jī)制

3.1.1 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與炎癥反應(yīng)

大量的研究表明，慢性炎癥反應(yīng)可參與腫瘤的發(fā)生。如脂肪型肝炎可繼發(fā)肝癌[5]；結(jié)腸炎可繼發(fā)結(jié)腸癌[6]……Sheshadri等[7]發(fā)現(xiàn)，SCCA1可通過(guò)ERS引發(fā)炎癥反應(yīng)，促乳腺癌的發(fā)生；Maurel等[5]發(fā)現(xiàn)，IRE1通路在脂肪性肝炎引起的肝癌中起重要作用；Chen等[8]發(fā)現(xiàn)，持續(xù)激活JNK可引發(fā)肝臟細(xì)胞炎癥反應(yīng)，促使肝癌發(fā)生。這些表明ERS可以通過(guò)調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)參與腫瘤的發(fā)生。

ERS主要通過(guò)以下途徑參與炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)：

(1)NF-κB途徑。NF-κB是介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵因子之一。UPR的三種信號(hào)通路都參與激活NF-κB，調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)。在PERK-eIF2α通路中，P-eIF2α可以抑制IkBα的表達(dá)，激活NF-κB[9]。IRE1α-TRAF2通路可以磷酸化并降解IkB，增強(qiáng)NF-κB活性[10]。此外，近期研究發(fā)現(xiàn)ERS引起的RIDD可誘導(dǎo)激活視黃素誘導(dǎo)基因RIG-1，引發(fā)NF-κB介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，增強(qiáng)機(jī)體對(duì)RNA病毒的免疫反應(yīng)[11，12]。ATF6可通過(guò)磷酸化Akt激活NF-κB[13]。NF-κB被激活后，將誘導(dǎo)編碼促炎癥反應(yīng)因子及酶類(lèi)(如COX2)的基因轉(zhuǎn)錄，同時(shí)誘導(dǎo)抗凋亡蛋白如Bcl-2s、SOD、TRAF1/TRAF2的表達(dá)[9，13]。因此，NF-κB可促進(jìn)炎癥反應(yīng)的發(fā)生，并且抑制細(xì)胞的凋亡。NF-κB的抗凋亡作用有利于細(xì)胞生長(zhǎng)增殖，這可能是ERS通過(guò)炎癥反應(yīng)促細(xì)胞的無(wú)限增殖與生長(zhǎng)，最終導(dǎo)致腫瘤發(fā)生(機(jī)制之一)。

(2)ROS途徑。ERS時(shí)，Ca2+大量釋放入胞質(zhì)，并被線(xiàn)粒體攝取，線(xiàn)粒體內(nèi)Ca2+超負(fù)荷，產(chǎn)生大量ROS，激活NF-κB或參與產(chǎn)生促炎癥反應(yīng)因子IL-1β，介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的發(fā)生[14]。

(3)JNK途徑。ERS可通過(guò)形成IRE1α-TRAF2復(fù)合物激活JNK，激活的JNK起到增強(qiáng)激活蛋白(activator protein 1，AP1)活性的作用，從而促進(jìn)炎性基因的表達(dá)。在敲除GRP78及Pten小鼠六個(gè)月時(shí)的肝臟細(xì)胞中，可觀(guān)察到P-JNK的濃度升高、炎癥反應(yīng)加重。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，相比于對(duì)照組小鼠，敲除GRP78及Pten的小鼠更易患肝癌及肝外膽管癌[8]。表明JNK途徑可能通過(guò)炎癥反應(yīng)介導(dǎo)腫瘤的發(fā)生。

3.1.2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與腫瘤細(xì)胞的氧化應(yīng)激

氧化應(yīng)激(oxidative stress，OS)指細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生大量活性自由基，如活性氧(reactive oxygen species，ROS)、活性氮(reactive nitrogen species，RNS)，且細(xì)胞抗氧化防御系統(tǒng)受到限制時(shí)，細(xì)胞內(nèi)氧化還原失衡，細(xì)胞偏氧化的狀態(tài)。大量引發(fā)氧化應(yīng)激的自由基可損傷細(xì)胞內(nèi)的DNA及蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、脂類(lèi)[9，15]。ROS是細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的活性氧自由基，主要包括超氧陰離子、過(guò)氧化氫、羥自由基等[16，17]。很多研究表明，ROS可調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞分化、增殖。如Claudia等[18]發(fā)現(xiàn)，ROS參與促進(jìn)胰腺癌的發(fā)生；Glasauer等[19]發(fā)現(xiàn)，源自線(xiàn)粒體的ROS可促進(jìn)肺癌細(xì)胞的增長(zhǎng)。這表明ROS可促進(jìn)腫瘤的發(fā)生。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)氧化環(huán)境下二硫鍵的形成、蛋白質(zhì)合成造成的ATP耗竭、線(xiàn)粒體Ca2+超負(fù)荷等都會(huì)促進(jìn)ROS的產(chǎn)生[9，16，17，20]。由于腫瘤細(xì)胞具有生長(zhǎng)及增殖速度快、代謝旺盛的特點(diǎn)[21，22]，使得腫瘤細(xì)胞內(nèi)ROS水平較高。有研究[23]表明，ROS積聚可造成ER中Ca2+的丟失，導(dǎo)致ER中Ca2+依賴(lài)的分子伴侶(如鈣網(wǎng)蛋白、鈣連接蛋白)失活進(jìn)而引發(fā)ERS，此時(shí)胞質(zhì)內(nèi)大量Ca2+進(jìn)入線(xiàn)粒體，刺激其產(chǎn)生更多ROS。此外，ROS水平增高也可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)氧化還原狀態(tài)紊亂，未折疊蛋白在ER中積聚，可引發(fā)ERS[21]。ROS引發(fā)ERS后激活PERK，激活后的PERK通路可限制氧化應(yīng)激對(duì)DNA的損傷，并上調(diào)NRF2轉(zhuǎn)錄因子，轉(zhuǎn)錄因子NRF2具有上調(diào)細(xì)胞內(nèi)血紅素氧合酶-1、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶等抗氧化酶的活性的作用，從而可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖[21，24]。此外，XBP1可上調(diào)細(xì)胞抗氧化酶CAT及GPx1的表達(dá)，參與抗氧化反應(yīng)[25]。ERS對(duì)腫瘤細(xì)胞在氧化應(yīng)激條件下的保護(hù)作用，可能是ROS促腫瘤發(fā)生的機(jī)制。然而，當(dāng)細(xì)胞內(nèi)的抗氧化反應(yīng)無(wú)法減輕OS及ERS對(duì)細(xì)胞的損害時(shí)，ERS會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。如Lu等[25]發(fā)現(xiàn)，H2O2可通過(guò)ERS促進(jìn)視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞及HeLa細(xì)胞凋亡。

3.2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與腫瘤的發(fā)展機(jī)制

3.2.1 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與腫瘤細(xì)胞自噬

細(xì)胞自噬是真核細(xì)胞內(nèi)一個(gè)溶酶體依賴(lài)的分解代謝過(guò)程。它是細(xì)胞在某些生理病理因素刺激下將長(zhǎng)壽蛋白、受損細(xì)胞器以及部分胞質(zhì)成分包裹于源自?xún)?nèi)質(zhì)網(wǎng)的雙膜小泡中，小泡最終與溶酶體融合，從而使內(nèi)容物在其中降解、再利用的過(guò)程。研究表明缺氧條件下的腫瘤，激活UPR可導(dǎo)致細(xì)胞自噬的增加[26，27]。而ERS激活的細(xì)胞自噬-溶酶體系統(tǒng)參與損傷細(xì)胞器和無(wú)功能蛋白的降解，可作為ERAD的補(bǔ)充和替代[28]。這一作用可清除腫瘤細(xì)胞內(nèi)的大分子物質(zhì)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞在ERS環(huán)境下存活，有利于腫瘤的發(fā)展。如Meng等[29]發(fā)現(xiàn)，BRAFi誘導(dǎo)的細(xì)胞自噬可以促進(jìn)轉(zhuǎn)移性黑色素瘤細(xì)胞在ERS下的存活和增殖；Zhang等[30]發(fā)現(xiàn)，TAW誘導(dǎo)的宮頸癌Hela細(xì)胞自噬可以對(duì)抗細(xì)胞的類(lèi)凋亡作用。細(xì)胞自噬也是ERS促細(xì)胞死亡的機(jī)制之一：研究發(fā)現(xiàn) Beclin-1的雜合子缺失后，人和小鼠腫瘤的發(fā)生率提高，這與核酸不穩(wěn)定的細(xì)胞沒(méi)有被細(xì)胞自噬清除而發(fā)生積聚有關(guān)[31]。

大量文獻(xiàn)表明ERS可通過(guò)UPR以下兩種主要途徑引發(fā)細(xì)胞自噬：

(1)PERK-eIF2α-ATF4途徑。研究發(fā)現(xiàn)PERK-eIF2α-ATF4及CHOP參與細(xì)胞自噬相關(guān)基因(autophagy-related genes，ATG)的表達(dá)[32，33]。PERK可上調(diào)細(xì)胞自噬標(biāo)記物L(fēng)C3基因的表達(dá)；ATF4及其下游產(chǎn)物CHOP可上調(diào)ATG5的表達(dá)，促進(jìn)自噬體的形成[27]。

(2)IRE1-ASK1-JNK途徑。腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子2(tumor necrosis factor receptor associated factor 2，TRAF2)依賴(lài)的IRE1的激活將啟動(dòng)ASK1介導(dǎo)的JNK磷酸化的過(guò)程，P-JNK促使Bcl-2磷酸化，使得調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬的相關(guān)蛋白Beclin-1釋放，并與Ⅲ型磷脂酰肌醇激酶共同構(gòu)成激酶復(fù)合物，參與自噬體的組裝。

3.2.2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與腫瘤新生血管的形成

腫瘤在缺血、缺氧環(huán)境下會(huì)誘導(dǎo)新血管的形成，以保證腫瘤細(xì)胞的存活與增殖。因此腫瘤新生血管的形成是影響腫瘤生長(zhǎng)和發(fā)展的一個(gè)重要因素。腫瘤細(xì)胞在缺氧條件下主要通過(guò)誘導(dǎo)缺氧誘導(dǎo)因子-1α(hypoxia-inducible factor 1α，HIF1α)上調(diào)血管生成相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)新生血管的形成。其中，血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的、促進(jìn)新生血管形成的最主要的調(diào)節(jié)因子。有文獻(xiàn)[34]報(bào)道，HIF1α可以結(jié)合并穩(wěn)定VEGF的啟動(dòng)子，上調(diào)VEGF的轉(zhuǎn)錄。近年來(lái)，越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)，ERS與葡萄糖缺乏條件下腫瘤新生血管的形成有關(guān)。如Wang等[35]的研究實(shí)驗(yàn)表明，PERK-ATF4可以直接作用于VEGF的啟動(dòng)子，上調(diào)VEGF的轉(zhuǎn)錄，下調(diào)血管生成抑制因子。敲除頭頸鱗癌細(xì)胞的PERK，可觀(guān)察到VEGF生成減少，腫瘤生長(zhǎng)緩慢且血管密度下降，但敲除HIF1α無(wú)效[35]。類(lèi)似的，XBP1s與VEGF轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游至少有兩個(gè)位點(diǎn)結(jié)合，上調(diào)VEGF轉(zhuǎn)錄[36]。然而IRE1也可以抑制新生血管的形成。IRE1通過(guò)RIDD降解編碼netrin-1的mRNA，而netrin-1能夠調(diào)節(jié)血管生成[37]。因此，IRE1與血管生成之間復(fù)雜的聯(lián)系有待進(jìn)一步的研究和闡明。有文獻(xiàn)[38]報(bào)道，敲除XBP1s對(duì)VEGF的轉(zhuǎn)錄影響很小；相反，敲除ATF4則大大減少了VEGF的生成。表明相比IRE1-XBP1，PERK-ATF4在VEGF的轉(zhuǎn)錄中起到主要作用。除此之外，很多研究發(fā)現(xiàn)ERS誘導(dǎo)產(chǎn)生的分子伴侶GRP170參與VEGF的加工和分泌過(guò)程。

也有研究指出，當(dāng)HIF1α與UPR兩種途徑同時(shí)被激活時(shí)，轉(zhuǎn)錄因子HIF1α將起到主要作用，UPR則只是起到增強(qiáng)HIF1α的活性參與調(diào)節(jié)血管生成的作用[38]。

3.2.3 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與腫瘤細(xì)胞凋亡

腫瘤在ERS環(huán)境下，錯(cuò)誤或未折疊蛋白在ER中過(guò)度積聚，超出UPR重建內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)的能力時(shí)，細(xì)胞將啟動(dòng)一系列凋亡信號(hào)誘導(dǎo)其凋亡。ERS介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡是腫瘤細(xì)胞死亡的重要途徑之一。腫瘤細(xì)胞凋亡在一定程度上會(huì)抑制腫瘤的發(fā)展。近年來(lái)，許多通過(guò)誘導(dǎo)ERS促進(jìn)細(xì)胞凋亡治療癌癥的新方向不斷被報(bào)道，如敲除CLIC家族新成員—CLIC4可通過(guò)ERS途徑導(dǎo)致頭頸癌細(xì)胞凋亡[39]；抑制卵巢癌細(xì)胞的ANKRD1表達(dá)可促進(jìn)ERS誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[40]；microRNAs可調(diào)節(jié)ERS誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡[41]。

CHOP途徑是ERS誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的典型途徑。ERS激活PERK，上調(diào)ATF4，誘導(dǎo)ATF4下游產(chǎn)物CHOP表達(dá)；同時(shí)被激活的IRE1、ATF6也可誘導(dǎo)CHOP表達(dá)。CHOP產(chǎn)生后，可抑制Bcl-2抗凋亡蛋白(如Bcl-2、Mcl-1、Bcl-xL)家族表達(dá)，并上調(diào)Bcl-2促凋亡蛋白(如Bax、Bim)家族表達(dá)，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。產(chǎn)生的Bax、Bim等促凋亡蛋白促進(jìn)線(xiàn)粒體外膜形成孔道，線(xiàn)粒體內(nèi)的細(xì)胞色素C通過(guò)孔道釋放入胞質(zhì)，激活Caspase9，級(jí)聯(lián)激活下游效應(yīng)分子Caspase3、Caspase7誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。相反，Bcl-2、Mcl-1等抑凋亡蛋白抑制線(xiàn)粒體外膜上孔道的形成，抑制細(xì)胞凋亡。也有文獻(xiàn)[41]報(bào)道，CHOP可以從翻譯水平上調(diào)氧化還原酶1(ER Oxidoreductin1，ERO1)，產(chǎn)生大量ROS，使得ER過(guò)度氧化，可能會(huì)促使細(xì)胞死亡。同時(shí)ERO1亦可激活ER上三磷酸肌醇受體，促使Ca2+從ER中釋放并被線(xiàn)粒體攝取，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。 Lee[30]等在USP7的小分子抑制物誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，ROS可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞中Caspase3增加。Jang[42]等發(fā)現(xiàn)，BuforinⅡb可通過(guò)促使ER中Ca2+釋放，誘導(dǎo)Hela細(xì)胞線(xiàn)粒體釋放細(xì)胞色素C。此外，TBR3蛋白也可通過(guò)CHOP途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，其機(jī)制尚未明了[43]。然而，Huang等[44]在雞腰果酸誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，利用siRNA干擾HepG2及U266細(xì)胞中CHOP表達(dá)，細(xì)胞凋亡加劇。表明CHOP也可發(fā)揮保護(hù)細(xì)胞的作用。

IRE1信號(hào)通路的促細(xì)胞凋亡作用主要體現(xiàn)在，ERS時(shí)，激活的IRE1募集TRAF2，激活細(xì)胞凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1(apoptosis signal regulating kinase 1，ASK1)，從而磷酸化激活JNK。激活后的JNK可磷酸化抑制抗凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-xL；同時(shí)磷酸化后的Jun參與激活Fas/FasL信號(hào)途徑相關(guān)蛋白的表達(dá)。兩種途徑最終通過(guò)內(nèi)在線(xiàn)粒體途徑及外在死亡受體途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[45-47]。多篇文獻(xiàn)報(bào)道，細(xì)胞發(fā)生慢而持久的ERS時(shí)，IRE1可誘導(dǎo)RIDD降解抗凋亡蛋白相關(guān)基因，引起細(xì)胞凋亡；但也有文獻(xiàn)[48]指出RIDD亦可通過(guò)降解促凋亡蛋白基因(如TRAIL-R2)維持細(xì)胞生存。此外，IRE1通路在多篇報(bào)道中被提到可激活Caspase12，通過(guò)Caspase9激活Caspase3、Caspase7等效應(yīng)分子參與細(xì)胞凋亡。但由于在大多數(shù)人體中并未發(fā)現(xiàn)Caspase12[49]，與Caspase12同源的Caspase4被認(rèn)為在人體中起到Caspase12的作用，如Zhang等[50]發(fā)現(xiàn)，Caspase4可通過(guò)線(xiàn)粒體途徑及ERS途徑誘導(dǎo)黑色素瘤細(xì)胞的凋亡。然而一些文獻(xiàn)也曾報(bào)道，Caspase12并不參與ERS誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。Caspase12是促凋亡蛋白Bax、Bak的下游產(chǎn)物，參與線(xiàn)粒體途徑誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡[51]。因此，Caspase12及Caspase4在細(xì)胞凋亡中的作用仍有待研究。

4 小結(jié)與展望

越來(lái)越多的證據(jù)表明ERS廣泛參與到腫瘤的發(fā)生與發(fā)展過(guò)程，如炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激等在一定條件下有利于細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖，減少細(xì)胞凋亡，參與腫瘤的發(fā)生。而ERS也可通過(guò)調(diào)節(jié)與其密切相關(guān)的細(xì)胞自噬、細(xì)胞凋亡、新生血管的形成等過(guò)程促進(jìn)腫瘤細(xì)胞在應(yīng)激環(huán)境下的存活、生長(zhǎng)、增殖而促進(jìn)腫瘤發(fā)展。近年來(lái)許多調(diào)節(jié)ERS抑制腫瘤發(fā)生、發(fā)展的新途徑不斷涌出：如前文提到的誘導(dǎo)ERS引發(fā)的細(xì)胞凋亡可作為頭頸鱗癌、卵巢癌的一種治療方向；又如通過(guò)緩解ERS，可增強(qiáng)丁酸鈉對(duì)結(jié)直腸癌的治療效果，這與細(xì)胞自噬的減輕有關(guān)[52]。調(diào)節(jié)ERS信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中各種蛋白質(zhì)或基因，影響ERS及其相關(guān)機(jī)制，抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展成為腫瘤治療的新方向。然而，ERS及其相關(guān)機(jī)制在腫瘤細(xì)胞中具有雙重作用：既可保護(hù)細(xì)胞、促其存活，又可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡(如細(xì)胞自噬既是細(xì)胞死亡的一種機(jī)制又可促細(xì)胞在應(yīng)激環(huán)境下存活)。這種雙重作用將影響腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程。腫瘤細(xì)胞的存活與否取決于ERS對(duì)凋亡與抗凋亡平衡的調(diào)節(jié)，而這種調(diào)節(jié)機(jī)制目前仍不清楚，有待進(jìn)一步研究。此外，仍有許多ERS參與腫瘤發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制尚不清晰，如Caspase12促細(xì)胞凋亡的機(jī)制；CHOP在何種情況下起到保護(hù)細(xì)胞的作用；具體是哪種蛋白的錯(cuò)折或未折引起的ERS更能導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生；腫瘤治療過(guò)程中何時(shí)應(yīng)該增強(qiáng)ERS，何時(shí)又應(yīng)抑制ERS相關(guān)成分，等等。這些問(wèn)題都有待更深入的研究和解決。同時(shí)，仍有許多ERS參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制以及新的調(diào)節(jié)ERS的途徑需要進(jìn)一步的探究。因此，仍需不斷地闡明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在腫瘤細(xì)胞中的作用及其確切調(diào)節(jié)機(jī)制，以便為進(jìn)一步治療腫瘤提供更有效的思路和途徑。

[1]Wang M，Kaufman R J.Protein misfolding in the endoplasmic reticulum as a conduit to human disease[J].Nature，2016，529(7586)：326-35.

[2]Hiramatsu N，Chiang W C，Kurt T D，et al.Multiple Mechanisms of Unfolded Protein Response-Induced Cell Death[J].Am J Pathol，2015，185(7)：1800-8.

[3]Hollien J，Weissman J S.Decay of endoplasmic reticulum-localized mRNAs during the unfolded protein response[J].Science，2006，313(5783)：104-7.

[4]金學(xué)英，汪步海.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與腫瘤[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)，2013，15(1)：110-4.

[5]Maurel M，Samali A，Chevet E.Endoplasmic reticulum stress：at the crossroads of inflammation and metabolism in hepatocellular carcinoma development[J].Cancer Cell，2014，26(3)：301-3.

[6]Guo B，Li Z.Endoplasmic reticulum stress in hepatic steatosis and inflammatory bowel diseases[J].Front Genet，2014，5：242.

[7]Sheshadri N，Catanzaro J M，Bott A J，et al.SCCA1/SERPINB3 promotes oncogenesis and epithelial-mesenchymal transition via the unfolded protein response and IL6 signaling[J].Cancer Res，2014，74(21)：6318-29.

[8]Chen W T，Zhu G，Pfaffenbach K，et al.GRP78 as a regulator of liver steatosis and cancer progression mediated by loss of the tumor suppressor PTEN[J].Oncogene，2014，33(42)：4997-5005.

[9]Chaudhari N，Talwar P，Parimisetty A，et al.A Molecular Web：Endoplasmic Reticulum Stress，Inflammation，and Oxidative Stress[J].Frontiers in Cellular Neuroscience，2014，8：213

[10]Giampietri C.，Petrungaro，S.Conti，S，et al.(Sep 27.2015)，“Cancer Microenvironment and Endoplasmic Reticulum Stress Response”.MediatorsofInflammation.Volume2015.[Online]Available http：//doi.org.ezproxy.nycc.edu：2048/10.1155/2015/417281(Mar17，2016).

[11]Cao S S，Luo K L，Shi L.Endoplasmic Reticulum Stress Interacts With Inflammation in Human Diseases[J].Journal of Cellular Physiology，2016，231(2)：288-94.

[12]Lee W-S，Sung M-S，Lee E-G，et al.A pathogenic role for ER stress-induced autophagy and ER chaperone GRP78/BiP in T lymphocyte systemic lupus erythematosus[J].Journal of leukocyte biology，2015，97(2)：425-33.

[13]Verfaillie T，Garg A D，Agostinis P.Targeting ER stress induced apoptosis and inflammation in cancer[J].Cancer Letters，2013，332(2)：249-64.

[14]Kim S，Joe Y，Jeong S O，et al.Endoplasmic reticulum stress is sufficient for the induction of IL-1beta production via activation of the NF-kappaB and inflammasome pathways[J].Innate Immun，2014，20(8)：799-815.

[15]Valko M，Leibfritz D，Moncol J，et al.Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease[J].Int J Biochem Cell Biol，2007，39(1)：44-84.

[16]Eletto D，Chevet E，Argon Y，et al.Redox controls UPR to control redox[J].J Cell Sci，2014，127(17)：3649-58.

[17]陳娜子，姜潮，李校堃.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與疾病[J].中國(guó)生物工程雜志，2016，(1)：76-85.

[18]Nitsche C，Edderkaoui M，Moore R M，et al.The phosphatase PHLPP1 regulates Akt2，promotes pancreatic cancer cell death，and inhibits tumor formation[J].Gastroenterology，2012，142(2)：377-87 .

[19]Glasauer A，Chandel N S.Targeting antioxidants for cancer therapy[J].BiochemPharmacol，2014，92(1)：90-101.

[20]Delaunay-Moisan A，Appenzeller-Herzog C.The antioxidant machinery of the endoplasmic reticulum：Protection and signaling[J].Free RadicBiol Med，2015，83：341-51.

[21]Muchowicz A，F(xiàn)irczuk M，Wachowska M，et al.SK053 triggers tumor cells apoptosis by oxidative stress-mediated endoplasmic reticulum stress[J].BiochemPharmacol，2015，93(4)：418-27.

[22]Lee G，Oh T-I，Um K B，et al.Small-molecule inhibitors of USP7 induce apoptosis through oxidative and endoplasmic reticulum stress in cancer cells[J].Biochemical and biophysical research communications，2016，470(1)：181-186.

[23]Hetz C.The unfolded protein response：controlling cell fate decisions under ER stress and beyond[J].Nat Rev Mol Cell Biol，2012，13(2)：89-102.

[24]BravorR，Vicencio J M，Parra V，et al.Increased ER-mitochondrial coupling promotes mitochondrial respiration and bioenergetics during early phases of ER stress[J].Journal of cell science，2011，124(13)：2143-52.

[25]Lu L，Wang S，F(xiàn)u L，et al.Bilobalide protection of normal human melanocytes from hydrogen peroxide-induced oxidative damage via promotion of antioxidase expression and inhibition of endoplasmic reticulum stress[J].ClinExpDermatol，2016，41(1)： 64-73.

[26]Clarke H J，Chambers J E，Liniker E，et al.Endoplasmic reticulum stress in malignancy[J].Cancer Cell，2014，25(5)：563-73.

[27]Bobrovnikova-Marjon E，Grigoriadou C，Pytel D，et al.PERK promotes cancer cell proliferation and tumor growth by limiting oxidative DNA damage[J].Oncogene，2010，29(27)：3881-95.

[28]周昌鉆，季政，孟立平，等.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激參與動(dòng)脈粥樣硬化機(jī)制的研究進(jìn)展[J].心腦血管病防治，2015，(6)：482-5.

[29]Meng X X，Yao M，Zhang X D，et al.ER stress-induced autophagy in melanoma[J].ClinExpPharmacolPhysiol，2015，42(8)：811-6.

[30]Zhang C，Jiang Y，Zhang J，et al.8-p-Hdroxybenzoyl Tovarol Induces Paraptosis Like Cell Death and Protective Autophagy in Human Cervical Cancer HeLa Cells[J].Int J MolSci，2015，16(7)：14979-96.

[31]Liu E Y，Ryan K M.Autophagy and cancer-issues we need to digest[J].J Cell Sci，2012，125(10)：2349-58.

[32]B′chir W，Maurin A C，Carraro V，et al.The eIF2alpha/ATF4 pathway is essential for stress-induced autophagy gene expression[J].Nucleic Acids Res，2013，41(16)：7683-99.

[33]Senft D，Ronai Z A.UPR，autophagy，and mitochondria crosstalk underlies the ER stress response[J].Trends BiochemSci，2015，40(3)：141-8.

[34]Stein I，Neeman M，Shweiki D，et al.Stabilization of vascular endothelial growth factor mRNA by hypoxia and hypoglycemia and coregulation with other ischemia-induced genes[J].Molecular and cellular biology，1995，15(10)：5363-8.

[35]Wang Y，Alam G N，Ning Y，et al.The unfolded protein response induces the angiogenic switch in human tumor cells through the PERK/ATF4 pathway[J].Cancer Res，2012，72(20)：5396-406.

[36]Ghosh R，Lipson K L，Sargent K E，et al.Transcriptional regulation of VEGF-A by the unfolded protein response pathway[J].PLoS One，2010，5(3)：e9575.

[37]Binet F，Mawambo G，Sitaras N，et al.Neuronal ER stress impedes myeloid-cell-induced vascular regeneration through IRE1alpha degradation of netrin-1[J].Cell Metab，2013，17(3)：353-71.

[38]Pereira E R，F(xiàn)rudd K，Awad W，et al.Endoplasmic reticulum(ER)stress and hypoxia response pathways interact to potentiate hypoxia-inducible factor 1(HIF-1)transcriptional activity on targets like vascular endothelial growth factor(VEGF)[J].J BiolChem，2014，289(6)：3352-64.

[39]Xue H，Lu J，Yuan R，et al.Knockdown of CLIC4 enhances ATP-induced HN4 cell apoptosis through mitochondrial and endoplasmic reticulum pathways[J].Cell Biosci，2016，6：5.

[40]Lei Y，Henderson B R，Emmanuel C，et al.Inhibition of ANKRD1 sensitizes human ovarian cancer cells to endoplasmic reticulum stress-induced apoptosis[J].Oncogene，2015，34(4)：485-95.

[41]Logue S E，Cleary P，Saveljeva S，et al.New directions in ER stress-induced cell death[J].Apoptosis，2013，18(5)：537-46.

[42]Jang J H，Kim Y J，Kim H，et al.BuforinIIb induces endoplasmic reticulum stress-mediated apoptosis in HeLa cells[J].Peptides，2015，69：144-9.

[43]Ohoka N，Yoshii S，Hattori T，et al.TRB3，a novel ER stress-inducible gene，is induced via ATF4-CHOP pathway and is involved in cell death[J].The EMBO journal，2005，24(6)：1243-55.

[44]Huang H，Hua X，Liu N，et al.Anacardic acid induces cell apoptosis associated with induction of ATF4-dependent endoplasmic reticulum stress[J].Toxicology Letters，2014，228(3)：170-8.

[45]Akazawa Y，Nakao K.Lipotoxicity pathways intersect in hepatocytes：Endoplasmic reticulum stress，c-Jun N-terminal kinase-1，and death receptors.Hepatol Res，doi：10.1111/hepr.12658.

[46]Chen H，Yang H，Pan L，et al.The molecular mechanisms of XBP-1 gene silencing on IRE1alpha-TRAF2-ASK1-JNK pathways in oral squamous cell carcinoma under endoplasmic reticulum stress[J].Biomed Pharmacother，2016，77：108-13.

[47]Tung Y C，Tsai M L，Kuo F L，et al.Se-Methyl-L-selenocysteine Induces Apoptosis via Endoplasmic Reticulum Stress and the Death Receptor Pathway in Human Colon Adenocarcinoma COLO 205 Cells[J].J Agric Food Chem，2015，63(20)：5008-16.

[48]Lu M，Lawrence D A，Marsters S，et al.Opposing unfolded-protein-response signals converge on death receptor 5 to control apoptosis[J].Science，2014，345(6192)：98-101.

[49]Li C，Wei J，Li Y，et al.Transmembrane Protein 214(TMEM214)mediates endoplasmic reticulum stress-induced caspase 4 enzyme activation and apoptosis[J].J BiolChem，2013，288(24)：17908-17.

[50]Zhang J，Sun A，Xu R，et al.Cell-penetrating and endoplasmic reticulum-locating TAT-IL-24-KDEL fusion protein induces tumor apoptosis[J].J Cell Physiol，2016，231(1)：84-93.

[51]Iurlaro R. Muoz-Pinedo C.(2015)，Cell death induced by endoplasmic reticulum stress.FEBS J.doi：10.1111/febs.13598

[52]Zhang J，Yi M，Zha L，et al.Sodium Butyrate Induces Endoplasmic Reticulum Stress and Autophagy in Colorectal Cells：Implications for Apoptosis[J].PLoS One，2016，11(1)：e0147218.

R363.2

A

10.13452/j.cnki.jqmc.2016.02.013

2016-05-05

種曉藝(1994～)，女，漢族，山東籍