張 葳，陳君君，楊 姣，石美智，韓永龍

(1．上海海洋大學食品學院，上海 201306；2．上海健康醫(yī)學院附屬第六人民醫(yī)院東院藥劑科，上海 201306；3.上海交通大學附屬第六人民醫(yī)院藥劑科,上海 200233)

乳腺癌是發(fā)生在乳腺上皮組織的惡性腫瘤，已成為威脅女性健康和生命的一大危險因素。據(jù)統(tǒng)計，2018年全球約有1 810萬新發(fā)癌癥病例，其中乳腺癌210萬，占12%；約有960萬新發(fā)癌癥死亡病例，其中乳腺癌63萬，占7%；乳腺癌占860萬女性癌癥新發(fā)病例的24%，占420萬女性癌癥死亡病例的15%，均高居第1位，且乳腺癌全球發(fā)病率近年一直呈上升趨勢[1]。乳腺癌已成為女性最常見的惡性腫瘤，如何治愈乳腺癌是國內(nèi)外臨床上關注的焦點，對乳腺癌的研究也不斷深入。

轉(zhuǎn)錄激活因子3(activating transcription factor 3，ATF3)是一個適應性反應基因，在正常細胞中表達水平較低，但在損傷或化學毒素等應激條件下表達增加[2]。ATF3基因表達異常與乳腺癌的發(fā)生發(fā)展相關，有研究表明，ATF3高表達可抑制乳腺癌細胞增殖，但另有研究表明，ATF3是促進乳腺癌細胞轉(zhuǎn)移的關鍵因素，這造成了研究者對ATF3在乳腺癌中的作用機制理解的矛盾。目前關于ATF3在乳腺癌中的作用研究還較少，具體的相關機制還需要進一步探究。本文對近年來國內(nèi)外ATF3在乳腺癌中作用的研究進行歸納、整理，并就ATF3在乳腺癌中的作用機制、放化療敏感性以及相關信號通路調(diào)節(jié)方面的研究進展進行介紹。

1 ATF3基本概述

ATF3是轉(zhuǎn)錄因子ATF/CREB家族成員之一，其分子量為21 ku，含181個氨基酸序列，由堿性區(qū)和亮氨酸拉鏈區(qū)(bzip)構成，堿性區(qū)負責與特異DNA結合，亮氨酸拉鏈區(qū)主要負責形成二聚體調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄，ATF3與自身結合形成的同二聚體可抑制轉(zhuǎn)錄，ATF3與bzip其他成員結合形成的異二聚體可激活或抑制轉(zhuǎn)錄[3]。1989年，Hai等[4]首次從經(jīng)乙酸四脂多糖(TPA)處理的人宮頸癌HeLa細胞中提取得到了ATF3，此后ATF3被廣泛應用于科研中。因從鼠中克隆的同源基因LRF-1、LRF-21、CRG-5及TI-241氨基酸序列與人ATF3的同源性高達95%，故命名為ATF3[5]。

ATF3是一個適應性反應基因，其在正常細胞中呈低濃度穩(wěn)態(tài)表達，在多種不同的體內(nèi)外損傷性應激信號如缺氧、化療、細胞因子和DNA損傷因子等誘導下能迅速上調(diào)表達，使得其靶基因的轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)，引起細胞內(nèi)的一系列變化[6]。隨著對ATF3研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)在乳腺癌發(fā)生發(fā)展中，ATF3通過調(diào)節(jié)不同的信號通路參與了細胞侵襲和轉(zhuǎn)移等過程，同時在提高化、放療敏感性上也發(fā)揮著十分重要的作用。

2 ATF3在乳腺癌中的作用機制

2.1 ATF3調(diào)節(jié)增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移機制ATF3在乳腺癌形成和發(fā)展過程中發(fā)揮著關鍵作用，表現(xiàn)為促癌或抑癌兩種作用。ATF3可通過調(diào)節(jié)增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移機制調(diào)節(jié)乳腺癌的發(fā)生發(fā)展過程。

惡性腫瘤細胞不但可以在原發(fā)部位快速浸潤性增殖，還能通過血管和淋巴管等多種途徑向其他組織侵襲、轉(zhuǎn)移，導致癌癥復發(fā)，這也是造成乳腺癌患者死亡的最主要原因，因此控制乳腺癌的遠處侵襲和轉(zhuǎn)移對其治療和預后有重要意義。乳腺癌腫瘤細胞具有無限增殖復制、持續(xù)血管新生、逃避細胞凋亡、參與侵襲轉(zhuǎn)移等獲得性特征。Wolford等[7]發(fā)現(xiàn)，ATF3缺陷小鼠的乳腺癌轉(zhuǎn)移率低于野生型小鼠。證明了ATF3作為細胞適應性反應網(wǎng)絡的樞紐，在宿主細胞中發(fā)揮重要作用，促進乳腺癌的轉(zhuǎn)移。進一步研究發(fā)現(xiàn)，ATF3通過促進或抑制轉(zhuǎn)錄來調(diào)控乳腺癌腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。Yin等[8]發(fā)現(xiàn)ATF3對高侵襲性的乳腺癌MCF10CA1a細胞具有保護作用。具體表現(xiàn)在ATF3促進了細胞轉(zhuǎn)移相關基因fibronection-1、Twist1、Slug等的轉(zhuǎn)錄，從而促進了細胞增殖和潛在轉(zhuǎn)移。早期研究發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMPs)對細胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)的降解是乳腺癌侵襲、轉(zhuǎn)移的關鍵環(huán)節(jié)之一，乳腺癌患者大多伴有MMPs分泌水平和活性的升高。Lee等[9]在對人乳腺導管癌HCC1395細胞的研究中發(fā)現(xiàn)，ATF3的上調(diào)抑制了MMP-2啟動子進而抑制了轉(zhuǎn)錄過程，使得ECM對細胞的粘附力增強，從而抑制了細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。除誘導因素外，ATF3在乳腺癌中發(fā)揮致癌作用還是抑癌作用也可能與細胞類型及內(nèi)外環(huán)境的差異有關。周炳娟等[10]通過免疫組織化學方法對ATF3在乳腺浸潤性導管癌、導管原位癌及癌旁乳腺組織中的表達進行了檢測，表明ATF3的表達與乳腺浸潤性導管癌的組織學分級、淋巴結轉(zhuǎn)移及pTNM分期相關。以上均表明，ATF3與乳腺癌的侵襲、轉(zhuǎn)移密切相關，可能成為評估乳腺癌患者預后的重要指標。

2.2 ATF3對化療敏感性的影響化療指使用細胞毒藥物治療腫瘤的全身治療方法，無論是口腔、靜脈、體腔給藥，化療藥物都會隨血管到達全身各處，因此療效較好。但化療是把雙刃劍，抗腫瘤的同時也可增加化療耐藥和腫瘤轉(zhuǎn)移，使治療效果大大降低[11]。如乳腺癌常用的一線化療藥物紫杉醇、阿霉素、順鉑、環(huán)磷酰胺、氟尿嘧啶等在治療時易產(chǎn)生耐藥反應，使治療效果大大降低?；熌退幨怯梢粋€或多個應激源誘導發(fā)生的，申夢琴等[12]通過研究高侵襲轉(zhuǎn)移性乳腺癌MDA-MB-231細胞和低侵襲轉(zhuǎn)移性乳腺癌MCF-7細胞中的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)與耐藥的關系，證實了乳腺癌中的化療耐藥與EMT相關，即EMT是乳腺癌細胞產(chǎn)生耐藥的應激源。EMT可降低乳腺癌細胞對化療藥物促凋亡信號的敏感性抑制乳腺癌細胞凋亡，同時通過降解細胞基質(zhì)、減少細胞黏附力等誘導乳腺癌細胞的侵襲、轉(zhuǎn)移過程[13]?；熯€能改變原發(fā)腫瘤的微環(huán)境和轉(zhuǎn)移部位的微環(huán)境，使癌細胞在一個更適合的環(huán)境下生長。

紫杉醇(paclitaxel，PTX)是最常用的治療乳腺癌的一線化療藥物，PTX作為細胞毒類藥物可抑制腫瘤的生長，但化療中產(chǎn)生的耐藥性和腫瘤轉(zhuǎn)移也是亟待解決的問題。Chang等[14]的研究表明，PTX可顯著降低乳腺癌腫瘤體積，也可改變?nèi)橄侔┠[瘤周邊血管狀態(tài)，協(xié)助乳腺癌細胞進入血循環(huán)，且能改變肺組織微環(huán)境，使更適合乳腺癌細胞生存，從而引起乳腺癌轉(zhuǎn)移，但敲除ATF3的表達后，在PTX作用下表現(xiàn)出更低的細胞轉(zhuǎn)移性，表明PTX依賴ATF3引起乳腺癌細胞的肺轉(zhuǎn)移。所以敲除ATF3能抑制乳腺癌細胞轉(zhuǎn)移，以此提高PTX的化療療效。ATF3可將化療藥物與乳腺癌腫瘤轉(zhuǎn)移聯(lián)系起來，抑制ATF3的作用可提高化療的療效。

阿霉素(doxorubicin，DOX)也是乳腺癌的一線化療藥物之一，這類藥物有較強的心臟毒性和誘導腫瘤耐藥性。Hasim等[15]研究發(fā)現(xiàn)，DOX能誘導ATF3在人乳腺癌MDA-MB-231細胞和MCF-7細胞中表達上調(diào)，ATF3表達的下調(diào)導致小鼠胚胎細胞對DOX的敏感性下降?？傊岣逜TF3的水平能使乳腺癌細胞對化療的敏感性增強，但化療引起的耐藥性和促進腫瘤轉(zhuǎn)移仍然存在，這就需要進一步探究抵抗耐藥性的相關機制。

2.3 ATF3對放療敏感性的影響放療療法是利用放射線治療腫瘤的局部治療方法，保乳術后放射治療可通過消除殘留腫瘤細胞，或通過誘導一個異位效應，提高有淋巴結轉(zhuǎn)移的早期乳腺癌患者的治愈率[16]。放療的原理是電離輻射導致細胞的雙鏈DNA發(fā)生斷裂而導致細胞死亡，但人體細胞的DNA損傷修復機制會導致細胞為維持自身基因的穩(wěn)定性而降低對放療的敏感性[17]。乳腺癌患者同樣存在著對放療敏感性低的問題，譙鳳等[18]通過建立裸鼠MDA-MB-231乳腺癌模型發(fā)現(xiàn)，腫瘤放療增敏劑可提高放療敏感性。此外，ATF3對放療敏感性也發(fā)揮著比較重要的作用，靶向調(diào)控ATF3可提高乳腺癌患者對放療的敏感性。

Krug等[19]討論了加速部分乳房照射治療浸潤性乳腺癌存在的爭議，證明了放療確實減少了浸潤性乳腺癌的復發(fā)。放療更是局部控制三陰性乳腺癌的方法，研究發(fā)現(xiàn)保乳術后聯(lián)合放療明顯降低三陰性乳腺癌局部復發(fā)的風險，并降低了轉(zhuǎn)移率[20-21]。但在乳腺癌放療中確實存在敏感性問題，張云霞等[22]研究了miR-424/HMGA1分子軸對乳腺癌放療敏感性的影響，他們用不同輻射強度的60Coγ-射線處理人乳腺癌MDA-MB-468細胞，觀察miR-424和HMGA1的表達變化，證實了miR-424/HMGA1分子軸可調(diào)控乳腺癌放療敏感性，并發(fā)現(xiàn)過表達miR-424可增強MDA-MB-468細胞對γ-射線放療的敏感性。Zhao等[23]研究了ATF3對乳腺癌放射抵抗的影響，發(fā)現(xiàn)放療后ATF3在乳腺癌腫瘤組織和不同的乳腺癌細胞株中均高表達，且ATF3增加了乳腺癌細胞的輻射抗藥性。因此，通過沉默ATF3的表達可能促進乳腺癌細胞凋亡，增強乳腺癌細胞對放療的敏感性，提高放療效果。

2.4 ATF3調(diào)節(jié)的信號通路調(diào)節(jié)ATF3調(diào)節(jié)的信號通路眾多，其中TGF-β/Smad信號通路、miR-590/GOLPH3信號通路和Wnt/β-catenin信號通路等在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要的作用。

TGF-β/Smad信號通路通過ATF3在乳腺癌中發(fā)揮抑癌作用。TGF-β信號通過其調(diào)控蛋白Smad活化誘導ATF3高表達，ATF3與Smad蛋白的復合物和Idl蛋白啟動子結合從而抑制Idl的表達，進而影響乳腺癌細胞的分化。Yin等[24]研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β上調(diào)ATF3靶基因Snail及twist表達，也上調(diào)TGF-β自身表達，形成正反饋環(huán)路，ATF3高表達抑制了乳腺癌MCF10CA1a細胞增殖。Rohini[25]等在人乳腺癌MDA-MB-231細胞中檢測了TGF-β作用下與Smad4蛋白相互作用的ATF3表達水平，以及相互作用時發(fā)揮關鍵作用的MMP-13啟動子水平，發(fā)現(xiàn)小干擾RNA干擾Smad4后，MDA-MB-231細胞中的MMP-13啟動子活性降低，導致ATF3的表達減少。因此，靶向Smad4可能通過TGF-β作用調(diào)控ATF3的水平，從而抑制乳腺癌的發(fā)展。

β-catenin可以作為特異性的致癌信號介導腫瘤的免疫逃避和免疫治療抵抗，從而為腫瘤治療提供新靶點[26]。Sha等[27]發(fā)現(xiàn)，ATF3過表達導致β-catenin及Wnt/β-catenin信號靶基因c-myc和cyclin D1在巨噬細胞中表達升高，這說明ATF3過表達激活了Wnt/β-catenin信號通路。Yan等[28]研究發(fā)現(xiàn)，過表達ATF3誘導的小鼠乳腺癌腫瘤與激活Wnt/β-catenin信號通路有關。Wnt/β-catenin信號通路發(fā)揮作用的幾種配體Wnt7b等和ATF3的已知轉(zhuǎn)錄靶點Snai2等在小鼠乳腺癌EMT-6細胞中均高表達，小干擾RNA干擾ATF3后，Wnt7b、Snai2等表達顯著降低，證明這些基因是ATF3的調(diào)控靶點。表明通過抑制ATF3的表達可抑制乳腺癌細胞增殖信號在Wnt/β-catenin信號通路中的傳遞，從而抑制下游基因β-catenin表達，進而抑制乳腺癌細胞的增殖。

Song等[29]研究發(fā)現(xiàn)，miR-590-3p的過表達可抑制乳腺癌MDA-MB-231細胞和MCF-7細胞的增殖，GOLPH3可抑制miR-590-3p的表達，而ATF3可抑制GOLPH3的表達，從而抑制乳腺癌細胞增殖。所以miR-590/GOLPH信號通路可能成為乳腺癌的診斷和臨床治療的新途徑。

3 討論

當今社會乳腺癌仍是威脅女性生命的主要危險因素和醫(yī)學界關注的焦點。ATF3在乳腺癌中發(fā)揮致癌作用還是抑癌作用可能與誘導因素、細胞類型及內(nèi)外環(huán)境的差異有關。通過介紹ATF3在乳腺癌增殖、轉(zhuǎn)移和放化療敏感性中發(fā)揮的作用，以促進醫(yī)學界對ATF3在乳腺癌中的作用有充分的認識，為乳腺癌的臨床治療提供參考和理論依據(jù)。

ATF3通過調(diào)控增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移機制調(diào)節(jié)乳腺癌發(fā)生發(fā)展過程，通過三種主要的信號通路發(fā)揮作用。同時，化、放療技術的不斷發(fā)展也為乳腺癌患者的治愈帶去了福音，隨著醫(yī)藥技術的進步，這方面的藥物也會越來越多，但化療引起的耐藥性和促進乳腺癌腫瘤轉(zhuǎn)移仍是亟待解決的難題。目前，關于ATF3在乳腺癌中的作用機制的研究還較少，具體的相關機制還需要進一步進行研究。比如ATF3應激反應后轉(zhuǎn)錄和調(diào)控的具體機制不清晰，其在腫瘤中發(fā)揮的功能也存在較大的學術爭議。隨著科學界對ATF3研究的不斷深入，其在乳腺癌發(fā)生發(fā)展中存在的矛盾或許會得到解答。探索ATF3在乳腺癌中的作用機制，通過調(diào)控ATF3提高PTX、DOX等化療療效，可為乳腺癌預防、治療和預后評價提供參考依據(jù)，具有深遠的意義。