趙楚楚 胡曉麗 朱雪瓊

半乳糖凝集素3與惡性腫瘤順鉑耐藥相關(guān)性的研究進展

趙楚楚 胡曉麗 朱雪瓊

研究表明，腫瘤細胞中半乳糖凝集素3的高表達可能是導(dǎo)致腫瘤細胞對順鉑耐藥的原因之一。本文就順鉑處理后半乳糖凝集素3在腫瘤細胞中表達的變化及半乳糖凝集素3與順鉑耐藥的關(guān)系及其可能的相關(guān)機制進行綜述，以進一步指導(dǎo)惡性腫瘤尤其是晚期及復(fù)發(fā)惡性腫瘤的臨床治療。

半乳糖凝集素3 腫瘤 順鉑 耐藥

半乳糖凝集素（Galectins，Gal）即β-半乳糖苷結(jié)合蛋白，是動物凝集素家族的成員。有以下2個共同特征：（1）含特征性的氨基酸序列，由大約130個高度保守的氨基酸序列組成糖識別結(jié)構(gòu)域。（2）對β-半乳糖苷的親和性[1]。目前已分離、鑒別的15種Gal中有11種在哺乳動物中表達。研究表明[2]，Gal在腫瘤、免疫、衰老等相關(guān)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中具有重要的調(diào)控作用，特別是在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中的重要作用，使其成為癌癥防治的新靶點。

半乳糖凝集素3（Gal-3）是目前研究最熱門的一種，Gal-3包含3個結(jié)構(gòu)域，除了具有糖識別域外，還包含1個由12個氨基酸殘基組成的N端結(jié)構(gòu)域，和一個富含甘氨酸、酪氨酸、脯氨酸重復(fù)序列的類膠原結(jié)構(gòu)，能與多種細胞外基質(zhì)結(jié)合[3]。Gal-3主要存在于細胞漿中，也可存在于細胞核、細胞表面或者細胞外[4]，參與細胞生長，細胞與細胞之間、細胞與間質(zhì)之間的黏附，炎癥反應(yīng)，細胞凋亡，免疫調(diào)節(jié)及腫瘤細胞轉(zhuǎn)移、浸潤等[5]。據(jù)報道，Gal-3在前列腺癌[6-7]、骨肉瘤[8]等多種惡性腫瘤中都有抗凋亡作用。順鉑是惡性腫瘤化療中最常用的一線藥物，然而由于癌細胞內(nèi)在或者后天獲得的耐藥性，常常導(dǎo)致順鉑治療劑量加大甚至治療失敗。順鉑耐藥機制主要包括：化療藥物外排的增加、耐藥相關(guān)基因表達的改變、DNA的損傷修復(fù)能力增強、細胞凋亡受到抑制等[9]。

近年來許多研究發(fā)現(xiàn)，Gal的表達情況與惡性腫瘤的進展及順鉑的療效有關(guān)，提示其在腫瘤細胞中的高表達可能是導(dǎo)致腫瘤細胞對順鉑耐藥的原因之一，因此本文就順鉑處理后Gal-3在腫瘤細胞中表達的變化情況及Gal-3與順鉑耐藥的關(guān)系及其可能的相關(guān)機制進行綜述，以進一步指導(dǎo)惡性腫瘤尤其是晚期及復(fù)發(fā)惡性腫瘤的臨床治療。

1 Gal-3與肺癌順鉑耐藥的關(guān)系

Wu等[10]選取了Ⅲ、Ⅳ期的非小細胞肺癌患者320例，以鉑類為基礎(chǔ)進行化療然后評價療效，同時檢測兩種Gal-3（+191 A＞C和+292 A＞C）基因多態(tài)性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)化療有效組和無效組中，Gal-3+191 A＞C基因型沒有明顯差異，但是化療有效患者Gal-3+292 A＞C AA基因型和A等位基因分布均顯著高于無效者，而且AA型患者的總生存率為25.6個月，明顯高于CC型患者（19.5個月）。表明Gal-3+292 A＞C基因型與非小細胞肺癌患者的化療療效以及癌癥的預(yù)后相關(guān)。

選取22例接受以鉑類為基礎(chǔ)的化療方案的肺腺癌患者為研究對象，檢測其接受化療前外周血漿中抗Gal-3的IgG抗體的效價，并在化療后評價其化療療效，Yanagita等[11]發(fā)現(xiàn)化療無效組中的Gal-3抗體效價明顯高于有效組，提示化療前檢測血漿中抗Gal-3的IgG抗體水平有助于預(yù)測肺腺癌患者的化療療效。

Wang等[12]選取18只C57BL/6小鼠在其側(cè)腹皮下接種Lewis肺癌細胞，并在接種癌細胞的第14～18天于腹腔內(nèi)注射順鉑（分為0.4mg/kg組和4mg/kg組），對照組注射同等劑量的生理鹽水，另外選取15只C57BL/6小鼠不接種Lewis肺癌細胞作為對照。在最后一次注射順鉑后72h收集小鼠血漿和腫瘤組織。免疫組織化學(xué)法檢測腫瘤組織中的Gal-3表達情況，發(fā)現(xiàn)Gal-3主要在癌細胞的細胞質(zhì)中表達，且經(jīng)順鉑作用后Gal-3在Lewis肺癌細胞中的表達逐漸增強。用酶聯(lián)免疫吸附測定法檢測小鼠血漿中Gal-3的表達情況，發(fā)現(xiàn)經(jīng)順鉑作用后，血漿中的Gal-3表達升高，并且順鉑濃度較高組小鼠血漿中的Gal-3升高更加明顯（低濃度組升高125%，高濃度組升高200%）。但是未接種Lewis肺癌細胞的小鼠血漿中Gal-3濃度在順鉑作用前后無明顯變化。以上結(jié)果提示，Gal-3經(jīng)順鉑作用后在小鼠外周血和腫瘤組織表達升高是肺癌細胞應(yīng)對順鉑刺激的一種反應(yīng)。

2 Gal-3與前列腺癌順鉑耐藥的關(guān)系

Fukumori等[6]將外源性Gal-3轉(zhuǎn)染入原本不表達Gal-3的人前列腺癌細胞LNCaP中，發(fā)現(xiàn)Gal-3高表達的前列腺癌細胞對順鉑的敏感性顯著降低，進一步研究發(fā)現(xiàn)Gal-3高表達的前列腺癌細胞中Bad蛋白表達增加，而在順鉑作用后Bad表達量下降，磷酸化Bad蛋白增加，線粒體損傷減少，細胞色素C釋放減少和半胱天冬酶-3（caspase-3）活性受抑制。用免疫熒光染色法檢測順鉑作用前后Gal-3在LNCaP細胞的表達定位，發(fā)現(xiàn)在順鉑作用前Gal-3隨機分布在細胞核和細胞質(zhì)中，經(jīng)50μM順鉑作用48h后，Gal-3基本只在細胞質(zhì)中表達。用Western blot法進一步驗證，發(fā)現(xiàn)細胞總的Gal-3表達量沒有明顯變化，但是細胞核內(nèi)的Gal-3表達明顯減少而細胞質(zhì)內(nèi)增多，提示順鉑刺激使Gal-3從細胞核內(nèi)轉(zhuǎn)移至細胞質(zhì)，抑制化療藥物對線粒體的去極化和損傷，導(dǎo)致細胞色素C釋放減少和caspase-3活性抑制，從而抑制了癌細胞的線粒體凋亡途徑，增加癌細胞對順鉑的耐藥性。

Wang等[7]選取前列腺癌Gal-3高表達細胞系PC3，分別用siGal3-11和siGal3-19轉(zhuǎn)染到細胞內(nèi)抑制Gal-3的表達，并用空載體設(shè)置對照組，然后用50μM順鉑處理，作用24h后檢測細胞凋亡以及與細胞凋亡相關(guān)蛋白的變化。結(jié)果對照組中Bcl-2表達升高，而Gal-3表達抑制組細胞內(nèi)Bcl-2表達沒有明顯改變，但是發(fā)現(xiàn)更多的DNA碎裂片段，并且細胞凋亡相關(guān)的caspase-3和caspase-9活性增強，細胞內(nèi)細胞色素C含量明顯增加。提示Gal-3表達被抑制后，阻止了順鉑誘導(dǎo)的線粒體保護因子Bcl-2的增加，從而線粒體破壞，釋放細胞色素C、caspase-3、caspase-9，使細胞凋亡增加，從而對順鉑的敏感性增加。

3 Gal-3與甲狀腺癌順鉑耐藥的關(guān)系

Lavra等[13]將突變型p53 R273H轉(zhuǎn)染入甲狀腺未分化癌細胞后，癌細胞中的Gal-3表達較空載體組增強。然后，他們選取突變型p53 R273H甲狀腺癌細胞系A(chǔ)RO（Gal-3高表達）及野生型wt-p53甲狀腺癌細胞系K1（Gal-3低表達）分別用順鉑處理24h后，發(fā)現(xiàn)Gal-3低表達的K1細胞對順鉑的敏感性明顯高于Gal-3高表達的ARO細胞，同時發(fā)現(xiàn)K1細胞在順鉑作用后，caspase-3的表達減少，聚腺苷酸二磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶-1（PARP-1）裂解增強，而ARO細胞系中沒有明顯改變。另外，他們用RNA干擾減少ARO細胞內(nèi)源性Gal-3的表達，用順鉑處理后進行細胞克隆形成實驗，發(fā)現(xiàn)Gal-3的表達減少后形成的細胞克隆數(shù)量較未處理的ARO細胞明顯減少。提示Gal-3的表達與甲狀腺未分化癌對順鉑的敏感性相關(guān)。

4 Gal-3與消化系統(tǒng)腫瘤順鉑耐藥的關(guān)系

4.1 Gal-3與食管癌順鉑耐藥的關(guān)系 Kim等[14]采用基因突變技術(shù)，將Gal-3第64位堿基脯氨酸突變成組氨酸，并將突變前后的Gal-3基因分別轉(zhuǎn)入食管癌細胞系SNU-638中并用順鉑處理，發(fā)現(xiàn)相較于對照組，轉(zhuǎn)染入Gal-3的癌細胞對順鉑有更高的耐藥性，而且突變組的耐藥性更高。提示Gal-3基因與食管癌順鉑耐藥相關(guān)。4.2 Gal-3與膽管癌順鉑耐藥的關(guān)系 為了研究Gal-3對順鉑治療膽管癌療效的影響，Wongkham等[15]用siRNA技術(shù)抑制膽管上皮癌細胞中Gal-3的表達，同時將帶有Gal-3基因的質(zhì)粒轉(zhuǎn)染入膽管癌細胞使Gal-3過表達，然后用不同濃度順鉑處理48h，用磺酰羅丹明染色法檢測順鉑敏感性，發(fā)現(xiàn)Gal-3的表達減少后，膽管癌細胞對順鉑的敏感性較對照組提高了近10倍，而膽管上皮癌細胞中Gal-3高表達后，順鉑的作用效果明顯下降。

5 Gal-3與卵巢癌順鉑耐藥的關(guān)系

為了研究Gal-3在卵巢透明細胞癌中對順鉑誘導(dǎo)的細胞凋亡的影響，Oishi等[16]采用siRNA抑制細胞中Gal-3的表達，發(fā)現(xiàn)處于S期的癌細胞比例升高而且細胞周期抑制因子p27的表達下降。用10μM的順鉑處理后，Gal-3表達被抑制組中順鉑誘導(dǎo)的細胞凋亡明顯高于Gal-3未被抑制組，而且這種凋亡增強效果可以被細胞周期蛋白依賴激酶抵消，提示Gal-3對細胞周期有抑制作用，會增加卵巢癌細胞對順鉑的耐藥性。

6 Gal-3與骨肉瘤順鉑耐藥的關(guān)系

采用流式細胞術(shù)Annexin V結(jié)合7-AAD雙染色法，Park等[8]研究人骨肉瘤細胞中Gal-3的表達對順鉑誘導(dǎo)的細胞凋亡的影響，Gal-3 siRNA抑制細胞Gal-3的表達后與順鉑共同孵育24h，發(fā)現(xiàn)Gal-3抑制組順鉑促進細胞凋亡所需的濃度明顯低于對照組，且可增加順鉑促進細胞凋亡的作用。同時發(fā)現(xiàn)，促進凋亡的作用與caspase途徑的活化相關(guān)。

7 Gal-3與白血病順鉑耐藥的關(guān)系

Cheng等[17]選取人慢性白血病細胞系K562，分別通過轉(zhuǎn)染或用短發(fā)夾RNA干擾使細胞內(nèi)Gal-3的表達升高或者降低，用10μM順鉑處理細胞24h，發(fā)現(xiàn)與對照組相比，Gal-3過表達組細胞凋亡明顯降低，而Gal-3表達被抑制后增加了順鉑導(dǎo)致的細胞凋亡。進一步研究發(fā)現(xiàn)，Gal-3過表達后細胞線粒體內(nèi)Bcl-2家族中Mcl-1、Bcl-xL以及Bcl-2的表達升高。提示Gal-3能促進白血病細胞對順鉑耐藥，該作用是通過加強Bcl-2家族蛋白的作用實現(xiàn)的。

綜上所述，在多種惡性腫瘤的研究中，Gal-3與惡性腫瘤順鉑耐藥均相關(guān)，即Gal-3會增加不同類型的惡性腫瘤細胞順鉑耐藥，且與肺癌預(yù)后相關(guān)，但具體相關(guān)機制尚待進一步研究。通過了解Gal-3與順鉑耐藥的關(guān)系可以為耐藥性惡性腫瘤的治療提供新的方向。

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2016-04-13）

（本文編輯：馬雯娜）

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