任文波，黃晶，雷連成(吉林大學(xué)第一醫(yī)院，吉林長(zhǎng)春300;吉林大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)學(xué)院)

IFN -γ與乳腺癌發(fā)生發(fā)展關(guān)系的研究進(jìn)展

任文波1，黃晶1，雷連成2
(1吉林大學(xué)第一醫(yī)院，吉林長(zhǎng)春130021;2吉林大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)學(xué)院)

IFN-γ是一種多效性的細(xì)胞因子，參與體內(nèi)固有免疫和獲得性免疫。乳腺癌作為全世界女性最常見的惡性腫瘤，其發(fā)生發(fā)展是一個(gè)多因素、多階段的變化過程，已確定很多細(xì)胞因子在乳腺癌的發(fā)展以及治療中起作用。IFN-γ作為一種雙向性的細(xì)胞因子，在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展中，既能起到抗腫瘤作用又能參與腫瘤的發(fā)展。

乳腺腫瘤;干擾素γ；細(xì)胞抑制；細(xì)胞增殖

干擾素γ(IFN-γ)是一種多效性的細(xì)胞因子，作為IFN家族的成員之一，能夠參與體內(nèi)固有免疫和獲得性免疫，并且對(duì)腫瘤治療有確切療效。IFN-γ對(duì)部分類型癌癥的作用已展開過深入研究，如黑色素瘤、肺腺癌、神經(jīng)內(nèi)分泌瘤、結(jié)直腸癌、食道癌、肝細(xì)胞癌等。乳腺癌是全世界女性最常見的惡性腫瘤。據(jù)衛(wèi)生部資料統(tǒng)計(jì)，乳腺癌的發(fā)病率占全身各種惡性腫瘤的7%～10%，以每年 3%～4%的增長(zhǎng)率上升，在我國(guó)新診斷為乳腺癌的病例及死亡病例分別占12．2%和9．6%[1]。本文對(duì) IFN-γ與乳腺癌發(fā)生發(fā)展相關(guān)性的研究進(jìn)展作一綜述。

1 IFN-γ的產(chǎn)生、分子結(jié)構(gòu)及其調(diào)控通路

IFN是一類具有多種生物學(xué)活性的低分子量蛋白質(zhì)。根據(jù)來源、序列、活性等方面的區(qū)別，IFN分為Ⅰ型IFN、Ⅱ型IFN和Ⅲ型IFN。Ⅰ型IFN主要包括人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的 α、β、ω、κ,在反芻動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的τ，以及小鼠中發(fā)現(xiàn)的ξ等幾個(gè)亞族。Ⅱ型IFN只有一種IFN-γ，最近發(fā)現(xiàn)的λIFN被認(rèn)為是新的一族IFN[2]。IFN-γ是由活化的T細(xì)胞、自然殺傷(NK)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等分泌的多效性細(xì)胞因子，其基因定位于12號(hào)染色體，有4個(gè)外顯子。成熟IFN-γ由143個(gè)氨基酸組成，為分泌性糖蛋白，相對(duì)分子質(zhì)量在20 kD左右，由兩個(gè)遇酸不穩(wěn)定的單體反向平行組成。IFN-γ受體包括IFNGR1和IFNGR2，IFNGR1參與IFN-γ受體的配體結(jié)合，而IFNGR2啟動(dòng)IFN-γ信號(hào)通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)[3]。

IFN-γ能激活多條信號(hào)途徑，其中最廣為人知的是Janus激酶/信號(hào)傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子(JAK-STAT)信號(hào)途徑。JAK-STAT通路能夠?qū)⒓?xì)胞膜表面的信號(hào)迅速帶到細(xì)胞核中，參與基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯。JAK-STAT信號(hào)通路活化，包括IFN-γ與受體結(jié)合組裝成復(fù)合物，促使JAK磷酸化進(jìn)而催化IFNGR多個(gè)氨基酸的位點(diǎn)發(fā)生磷酸化修飾，IFNGR的磷酸化位點(diǎn)能夠招募并激活信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子STAT，磷酸化的STAT組裝成二聚體，進(jìn)入細(xì)胞核與激活序列結(jié)合，誘導(dǎo)JAK-STAT通路激活，從而激活細(xì)胞的免疫應(yīng)答[4]。譬如，乳腺癌髓系來源的抑制細(xì)胞可以通過IFN-γ刺激介導(dǎo)STAT磷酸化后形成二聚體,并轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核中，通過結(jié)合IDO基因啟動(dòng)子上的IFN-γ激活序列引起其表達(dá)，從而發(fā)揮其免疫抑制作用，最終導(dǎo)致乳腺癌發(fā)生。 IFN-γ可以激活各種MAPK途徑，導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)、分化和凋亡。p38-MAPK在Ser727磷酸化STAT1，在骨髓來源的原代巨噬細(xì)胞中，IFN-γ誘導(dǎo)p38蛋白，并同時(shí)增加參與趨化和炎性基因如CXCL10、腫瘤壞死因子(TNF)和一氧化氮合酶2的表達(dá)[5]。 IFN-γ激活磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)，從而在IFN-γ誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控中發(fā)揮重要功能。在人原代單核細(xì)胞中，IFN-γ可通過正向調(diào)控PI3K從而調(diào)節(jié)IL-27的基因表達(dá)[6]。IFN-γ也存在負(fù)調(diào)節(jié)信號(hào)，研究表明細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子能夠通過泛素-蛋白酶體途徑誘導(dǎo)信號(hào)分子的降解，從而抑制JAK活性[7]，抑制IFN-γ的免疫調(diào)節(jié)作用。此外，含SH2結(jié)構(gòu)域酪氨酸磷酸酶(SHP2)可作為IFCC信號(hào)傳導(dǎo)的負(fù)調(diào)節(jié)因子。SHP2-/-細(xì)胞對(duì)IFN-γ比較敏感，而且缺乏這種酶的小鼠存在高水平的JAK1和STAT1磷酸化，并伴隨著增強(qiáng)的γ活化因子與激活序列的結(jié)合，SHP2的表達(dá)增加時(shí)，IFN-γ信號(hào)減少[8]。

2 IFN-γ對(duì)乳腺癌發(fā)生發(fā)展的抑制作用

2.1 IFN-γ抑制乳腺癌細(xì)胞分裂增殖 IFN-γ可通過抑制乳腺癌細(xì)胞分裂增殖，從而抑制腫瘤的發(fā)展。其機(jī)制可能是IFN-γ可作用于細(xì)胞周期的各個(gè)階段來抑制細(xì)胞分裂增殖，主要表現(xiàn)為阻斷細(xì)胞分裂周期的G1期，亦可以通過延長(zhǎng)各個(gè)細(xì)胞周期(G1、G2、S期)，使腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)速度減慢、停滯甚至凋亡；IFN-γ在體內(nèi)還可以通過IFN-γ-JAK-STAT1信號(hào)通路，調(diào)控STAT家族蛋白的活化，從而抑制細(xì)胞增殖；IFN-γ通過激活JAK-STAT1信號(hào)通路使CXCL17在乳腺上皮細(xì)胞MCF-10中表達(dá)上調(diào)，從而抑制細(xì)胞的增殖分化[9]。在惡性腫瘤中, 細(xì)胞周期進(jìn)程超越或突破細(xì)胞周期控制點(diǎn)，使得細(xì)胞不能正常新陳代謝，發(fā)生細(xì)胞周期阻滯及凋亡、衰老或分化。

2.2 IFN-γ促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞凋亡 凋亡是由基因編碼控制的細(xì)胞主動(dòng)參與的自殺過程，以清除多余的、衰老的或損傷的細(xì)胞。IFN-γ可通過增加乳腺癌細(xì)胞凋亡從而發(fā)揮其抑制腫瘤的作用。IFN-γ在不同類型的細(xì)胞中，可以調(diào)控許多凋亡相關(guān)蛋白質(zhì)的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，包括TNF-R、 CD95和其他死亡受體以及各自的配體,還包括bcl-2家族的不同成員以及Caspases家族等。Fas是近年研究較多的一種細(xì)胞凋亡信號(hào)受體，具有促細(xì)胞凋亡功能，其天然配體為FasL，表達(dá)FasL的腫瘤細(xì)胞依賴所謂的“Fas 反擊”，引發(fā)腫瘤細(xì)胞免疫逃逸。因此， Fas/FasL系統(tǒng)在腫瘤細(xì)胞凋亡過程中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用。有報(bào)道在乳腺癌MCF-7細(xì)胞系中，IFN-γ可以通過Fas/FasL通路誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡，從而抑制乳腺癌細(xì)胞增殖[10]。CD95受體是TNF3 /神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體家族的成員，是一個(gè)在免疫系統(tǒng)中通過與其天然配體CD95L相互作用，從而參與細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)劑。據(jù)報(bào)道，在乳腺癌細(xì)胞系中，IFN-γ可以通過上調(diào)ICE/Caspase-1致敏誘導(dǎo)CD95受體所介導(dǎo)的凋亡，也可以通過依賴p53的通路致敏CD95受體介導(dǎo)的凋亡。Caspase-8在蛋白水解事件中扮演著關(guān)鍵性角色，導(dǎo)致激活死亡受體的凋亡。在乳腺癌細(xì)胞中，IFN-γ通過上調(diào)Caspase-8的表達(dá)，從而發(fā)揮其在乳腺癌細(xì)胞中的促凋亡作用[11]。IFN調(diào)節(jié)因子(IRF-1)是一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子，最初確定為是人IFN-b基因調(diào)節(jié)子，參與固有和適應(yīng)性免疫應(yīng)答。已有研究報(bào)道，在乳腺癌細(xì)胞系中，IRF-1的過度表達(dá)能夠誘導(dǎo)凋亡，導(dǎo)致乳腺腫瘤發(fā)生；IFN-γ可以誘導(dǎo)IRF-1的表達(dá)，從而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞凋亡[12]。

2.3 IFN-γ抑制乳腺腫瘤血管形成 血管形成對(duì)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移起很重要的作用。IFN-γ具有抗腫瘤血管生成的作用。段紅潔等[13]報(bào)道IFN-γ通過抑制PI3K/AKT信號(hào)通路，直接對(duì) MCF-7 細(xì)胞成瘤性和血管形成發(fā)揮抑制作用。另有研究發(fā)現(xiàn)，在陰性乳腺癌中，IFN-γ可促使CXC趨化因子IP10的表達(dá)，該趨化因子能夠通過與CXCR3受體結(jié)合在體外抑制新血管形成，在體內(nèi)抑制腫瘤血管形成。也有研究報(bào)道，在乳腺癌中，IFN-γ可以刺激CXCL9 和 CXCL10的產(chǎn)生，從而抑制腫瘤血管形成[14]。

2.4 IFN-γ的免疫調(diào)節(jié)作用 IFN-γ是重要的免疫調(diào)節(jié)分子，在天然免疫和特異性免疫中都有重要作用。IFN-γ在腫瘤局部的表達(dá)可以引發(fā)強(qiáng)免疫介導(dǎo)的腫瘤破壞。IFN-γ是最重要的Th1型細(xì)胞因子，在細(xì)胞免疫中處于核心位置，通過調(diào)節(jié)數(shù)百種不同基因的表達(dá)而發(fā)揮效應(yīng)。其在乳腺癌的作用主要有促進(jìn)CD8+T細(xì)胞 MHC-Ⅰ分子表達(dá);誘導(dǎo)增強(qiáng)細(xì)胞毒性T細(xì)胞活性,從而發(fā)揮抗乳腺腫瘤的免疫效應(yīng)；也可促進(jìn)細(xì)胞毒性T細(xì)胞表達(dá)B型粒酶，進(jìn)而抑制腫瘤增殖;激活和加強(qiáng)巨噬細(xì)胞和 NK細(xì)胞的細(xì)胞毒作用;直接或間接促進(jìn)和維持T細(xì)胞增殖活化和NK細(xì)胞抗腫瘤的活性，增強(qiáng)單核巨噬細(xì)胞在乳腺腫瘤中的作用[15];通過誘導(dǎo)活化的巨噬細(xì)胞細(xì)胞因子受體，在乳腺癌中誘導(dǎo)免疫應(yīng)答，起到抗癌效應(yīng)[16]。

3 IFN-γ對(duì)乳腺癌發(fā)生發(fā)展的促進(jìn)作用

IFN-γ在多種腫瘤中通過許多途徑發(fā)揮抗腫瘤作用，是一種抗腫瘤藥物；但同時(shí)卻有報(bào)道在某種情況下IFN-γ對(duì)腫瘤具有相反的促癌作用。IFN-γ對(duì)腫瘤細(xì)胞的增殖抑制性與對(duì)其細(xì)胞增殖的促進(jìn)作用這兩方面的效應(yīng)，取決于所處的環(huán)境。有研究通過使用空質(zhì)粒轉(zhuǎn)載使肌肉局部表達(dá)IFN-γ，結(jié)果發(fā)現(xiàn)持續(xù)性IFN-γ高水平表達(dá)使其在H22肝癌細(xì)胞中發(fā)揮有效的抗癌效應(yīng)，而持續(xù)性IFN-γ低水平表達(dá)促進(jìn)包括MA782/5S乳腺腫瘤細(xì)胞、H22肝癌細(xì)胞和B16黑色素瘤細(xì)胞在內(nèi)的許多癌細(xì)胞系的發(fā)展[17]。研究發(fā)現(xiàn)，相較于IFN-α或IFN-β來說，IFN-γ能夠促進(jìn)靜脈接種B16黑色素瘤細(xì)胞在肺的定植。IFN-γ在黑色素瘤患者Ⅱ期到Ⅲ期臨床試驗(yàn)中，未能檢測(cè)到IFN-γ的有效效果，且不良作用大，而且發(fā)現(xiàn)輔助性T細(xì)胞功能被顯著抑制[18]。在慢性肝炎和肝細(xì)胞癌患者血液中也存在IFN-γ,但腫瘤仍然發(fā)生和發(fā)展,血清IFN-γ水平降低可能是肝癌免疫逃逸的機(jī)制之一；但補(bǔ)充IFN-γ甚至是大劑量IFN -γ并不能逆轉(zhuǎn)免疫逃逸現(xiàn)象,提示IFN-γ在肝癌的發(fā)生發(fā)展過程中所起的并不是抑制作用。還有研究報(bào)道，IFN-γ1b與卡鉑以及紫杉醇的聯(lián)合使用對(duì)于進(jìn)展性子宮腫瘤的治療沒有作用，這意味著IFN-γ對(duì)于癌癥治療表現(xiàn)出免疫缺陷[19]。

在臨床實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用高度純化的IFN-γ治療轉(zhuǎn)移性乳腺癌中顯示沒有抗腫瘤活性，甚至使患者出現(xiàn)惡心、嘔吐和厭食等癥狀。在有關(guān)Her-2 反應(yīng)性T細(xì)胞產(chǎn)生的促炎和抗炎細(xì)胞因子對(duì)乳腺癌預(yù)后的研究中，我們發(fā)現(xiàn)了Her-2反應(yīng)性的CD8+T細(xì)胞產(chǎn)生的IFN-γ并未使乳腺癌患者出現(xiàn)明顯的生存優(yōu)勢(shì)[20]。

IFN-γ促進(jìn)腫瘤的發(fā)展可能通過下調(diào)內(nèi)源性腫瘤抗原[21]或者在特定的環(huán)境下增加腫瘤細(xì)胞的幸存以及增強(qiáng)癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移能力，也可能通過上調(diào)程序性死亡1-配體(PD-L1)、PD-L2、細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4、Foxp3等參與腫瘤免疫逃逸，促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)。在最新的研究中，利用健康奶牛乳腺上皮細(xì)胞研究IFN-γ是如何影響乳腺癌的發(fā)生中發(fā)現(xiàn)，IFN-γ可以通過磷酸化蛋白激酶激活的自噬途徑導(dǎo)致乳腺上皮細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化[22]。雖然目前IFN-γ對(duì)乳腺癌發(fā)生促進(jìn)作用的研究還甚少，但在黑色素瘤細(xì)胞、肝癌細(xì)胞的研究中，IFN-γ促癌的功效及其作用途徑已有較多研究，此為IFN-γ與乳腺癌關(guān)系的研究提供了更多思路。

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