劉 歡,劉莎莎,申興斌
(承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院,河北承德 067000)
在我國(guó),胃癌占惡性腫瘤的第二位[1],好發(fā)于中老年男性。胃癌一直是研究熱點(diǎn),但胃癌的發(fā)生機(jī)制尚不清楚。目前達(dá)成共識(shí)的結(jié)論是:胃癌的發(fā)生發(fā)展是一個(gè)多因素、多步驟、復(fù)雜的漸進(jìn)過程,涉及多條信號(hào)傳導(dǎo)通路的異常改變[2]。近年來,對(duì)于細(xì)胞縫隙連接通訊(gap junction intercellular communciation,GJIC)結(jié)構(gòu)和功能的研究,為探索多種腫瘤的發(fā)生機(jī)制提供了新思路[3]。GJIC是由6個(gè)相同或相似的縫隙連接蛋白(Connexin,Cx)環(huán)繞而成的直徑約1.5mm親水性跨膜孔道,其中Cx43介導(dǎo)的GJIC與腫瘤關(guān)系最為密切。許多研究發(fā)現(xiàn),Cx43介導(dǎo)的GJIC在腫瘤中表達(dá)水平和膜定位可影響癌細(xì)胞的發(fā)生、粘附及轉(zhuǎn)移[4]。
PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路在許多腫瘤中通過過度激活來抑制細(xì)胞凋亡,促進(jìn)細(xì)胞增殖、血管形成,最終導(dǎo)致腫瘤。mTOR/p70S6K信號(hào)通路是由上游一些生長(zhǎng)因子等激活雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin mTOR)后,使其下游p70S6K 激活,促進(jìn)p70S6KmRNA 翻譯活性增強(qiáng),協(xié)同刺激癌細(xì)胞蛋白質(zhì)及核糖體合成,從而控制細(xì)胞從G1 期到S 期,促進(jìn)癌細(xì)胞生長(zhǎng)及增殖[5]。
在正常組織中,Cx43廣泛表達(dá)在細(xì)胞膜上,在不同的腫瘤組織中,其表達(dá)有增高或降低。如在胃及結(jié)直腸癌、卵巢癌、尤文肉瘤中,Cx43表達(dá)量較正常組織降低;在膀胱癌、乳腺癌、肺癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤中,Cx43表達(dá)量較正常組織增高,但在肺癌、乳腺癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤中,Cx43的表達(dá)量增高表現(xiàn)出抑癌和促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的雙向性[6]。研究表明,Cx43在腫瘤中表達(dá)增高多是位于細(xì)胞質(zhì),其位于細(xì)胞膜上仍是減少或缺如。Cx43表達(dá)位于細(xì)胞膜上才能使GJIC發(fā)揮正常的增殖功能,說明Cx43在腫瘤中表達(dá)量無論高與低,發(fā)揮功能的是減少的,故在腫瘤中,Cx43是一種抑制腫瘤作用的蛋白。目前,許多抗腫瘤研究熱點(diǎn)也是通過提高Cx43介導(dǎo)的GJIC功能,從而來達(dá)到抑制腫瘤的目的。最近有學(xué)者已經(jīng)報(bào)道,過度表達(dá)的Cx43介導(dǎo)的GJIC通過促進(jìn)cAMP的傳遞能夠抑制腫瘤的生長(zhǎng)[4]。但也有文獻(xiàn)報(bào)道[7],Cx43在腫瘤早期原發(fā)病灶中表達(dá)量減少或缺如,在腫瘤晚期轉(zhuǎn)移病灶中表達(dá)量增多,故Cx43介導(dǎo)的CJIC與腫瘤的關(guān)系有待進(jìn)一步研究。
Cx有至少21個(gè)成員,其中正常胃組織中的表達(dá)類型有Cx6、Cx32、Cx43,但Cx43與胃癌最為關(guān)系密切。慢性的幽門螺旋桿菌(HP)感染是公認(rèn)的導(dǎo)致胃癌的最嚴(yán)重的危險(xiǎn)因素[8]。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),HP主要集中在胃黏膜腺上皮細(xì)胞的連接處,能改變頂部連接復(fù)合物結(jié)構(gòu)和功能,降低胃癌細(xì)胞GJIC功能[9-13]。根除HP可上調(diào)感染胃腺癌患者中Cx43的表達(dá)[9]。另外,Cx43隨著胃腺癌分化程度越差及TNM分期越晚,則陽性表達(dá)量逐漸下降,甚至缺如[10]。在胃癌中,Cx43陽性表達(dá)顆粒出現(xiàn)在細(xì)胞質(zhì),而未見在細(xì)胞膜上有表達(dá),從而使GJIC功能障礙[14]。由此可見,Cx43對(duì)調(diào)節(jié)胃癌的發(fā)生、發(fā)展起至關(guān)重要的作用。通過查閱文獻(xiàn)[15],總結(jié)以下幾種原因?qū)е翪x43蛋白定位出現(xiàn)異常:(1)Cx基因突變;(2)Cx mRNA表達(dá)異常;(3)Cx蛋白表達(dá)異常;(4)Cx蛋白異常磷酸化;(5)Cx蛋白分布異常;(6)其他蛋白對(duì)Cx功能的異常調(diào)節(jié)。但Tang等[16]研究發(fā)現(xiàn),Cx43在胃癌中有淋巴轉(zhuǎn)移的表達(dá)量比無淋巴轉(zhuǎn)移的表達(dá)量高,考慮可能與Cx43通過縫隙連接的粘附性及對(duì)接有關(guān)。后續(xù)有研究發(fā)現(xiàn)[17],在腹腔脫落的胃癌細(xì)胞和胃癌轉(zhuǎn)移性腹膜組織中,Cx43的表達(dá)較原發(fā)胃癌組織明顯增加,考慮可能是Cx43的胃癌細(xì)胞與腹膜間皮細(xì)胞建立了有效的異性GJIC,從而促進(jìn)了胃癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。
眾所周知,Cx43作為腫瘤抑制因子,在胃癌中表達(dá)下降,目前絕大部分研究均是通過上調(diào)Cx43所介導(dǎo)的GJIC通道發(fā)揮治療胃癌作用。有研究顯示[18],Cx43通過上調(diào)SKP2自身泛素化而增加SKP2的降解,從而減少P27(CDKI)的降解,而P27(CDKI)對(duì)cyclin/CDK具有抑制作用,進(jìn)而促進(jìn)Cx43抑制G1/S期轉(zhuǎn)化。根除HP感染的胃癌前病變可上調(diào)胃黏膜腺上皮連接處的Cx43的表達(dá),有助于GJIC功能的恢復(fù)。Liu等[19]發(fā)現(xiàn),HP感染相關(guān)的胃癌中,GATA-3可直接與啟動(dòng)子結(jié)合而抑制Cx43的產(chǎn)生,使GATA-3沉默則可修復(fù)Cx43的表達(dá),從而上調(diào)Cx43,抑制胃癌進(jìn)展。張立偉等[20]研究發(fā)現(xiàn),在胃癌中抑制磷酸化的細(xì)胞骨架蛋白(P-Ezrin)能夠減少Cx43的磷酸化,恢復(fù)GJIC功能。通過cAMP參與GJ依賴的生長(zhǎng)抑制,干擾正常胃黏膜細(xì)胞的調(diào)節(jié)信號(hào)[21]。Liu 等[22]發(fā)現(xiàn),經(jīng)過病毒轉(zhuǎn)染的胃癌細(xì)胞可上調(diào)Cx43的表達(dá),從而增加對(duì)化療藥物的敏感性。另外,某些物質(zhì)(如類胡蘿卜素與類維生素A等)能夠誘發(fā)或增強(qiáng) GJIC 功能,從而抑制腫瘤發(fā)生,但是否在胃癌中發(fā)揮作用,目前尚不清楚。
mTOR/p70S6K是PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路的下游,二者在正常細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞中均有表達(dá)。許多研究表明,二者的過度表達(dá)參與了腫瘤的發(fā)生發(fā)展。二者參與腫瘤的機(jī)制為:mTOR被通路上游生長(zhǎng)因子、PTEN基因或胰島素受體等激活后,促進(jìn)p70S6KmRNA 翻譯活性增強(qiáng),協(xié)同刺激癌細(xì)胞蛋白質(zhì)及核糖體合成,加快細(xì)胞從G1期到S 期,促進(jìn)腫瘤血管形成和侵襲轉(zhuǎn)移[23-24]。在實(shí)驗(yàn)室及臨床的研究中,p70S6K的磷酸化狀態(tài)常被用來衡量mTOR的活性[25],p70S6K的基因擴(kuò)增或者過表達(dá)與腫瘤患者的預(yù)后不良有關(guān)[26]。
許多研究發(fā)現(xiàn),mTOR及p70S6K在胃癌發(fā)生發(fā)展中存在過度表達(dá),并與胃癌的浸潤(rùn)深度、TNM 分期、淋巴轉(zhuǎn)移和腹膜轉(zhuǎn)移密切相關(guān),與腫瘤直徑、性別等無明顯關(guān)系,且兩者在癌旁胃組織及正常胃組織中的表達(dá)亦呈正相關(guān)。二者導(dǎo)致胃癌的發(fā)生機(jī)制如下:(1)可能是胃癌細(xì)胞mTOR及p70S6K的基因編碼出現(xiàn)異常,導(dǎo)致蛋白的異常表達(dá)[27];(2)可能是mTOR上調(diào)cyclinD1的表達(dá),從而調(diào)控細(xì)胞周期G1向S期的轉(zhuǎn)變;(3)對(duì)mTOR 可以直接或間接上調(diào)VEGF[28];(4)ADAR1激活mTOR/p70S6K/S6核糖體蛋白信號(hào)軸[29]。
近幾年,mTOR/p70S6K下游通路在胃癌治療中成為研究熱點(diǎn),許多學(xué)者通過抑制二者的表達(dá)、阻斷轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)來治療胃癌。由于mTOR在PI3K-Akt-mTOR 信號(hào)通路中扮演著中央調(diào)節(jié)者的角色,故許多針對(duì)胃癌的治療熱點(diǎn)圍繞于此。
目前,治療胃癌的藥物為雷帕霉素及雷帕霉素的衍生物,第一代RADO01、CCI-779和AP23573等,研究最多的為RADO01;第二代AZD8055,第三代RapalinK-1,第二代及第三代抑制劑目前缺少大樣本的臨床研究,故不做過多敘述。雷帕霉素及其第一代衍生物的藥代動(dòng)力學(xué)為均能與FK506結(jié)合,間接下調(diào)mTOR的活性,從而降低其效應(yīng)物p70S6K的磷酸化和活化,使細(xì)胞周期停滯在G1期,抑制胃癌細(xì)胞的增殖[30]。隨著研究發(fā)現(xiàn)雷帕霉素本身水溶性及穩(wěn)定性較差,故目前研究雷帕霉素衍生物RAD001(伊維莫司)較多。既往臨床II研究顯示[31],單純接受伊維莫司治療的晚期胃癌患者與接受依維莫司二線或三線治療的疾病控制率結(jié)果一致,而且不良反應(yīng)輕,說明依維莫司在晚期胃癌患者中耐受性及有效性良好。但是在另外兩項(xiàng)臨床試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)[32-33],胃癌晚期患者應(yīng)用伊維莫司中位生存期及腫瘤控制率未顯示出該藥物的有效性。這可能是因?yàn)槔着撩顾丶捌漕愃莆锿ㄟ^負(fù)反饋引起AKT 過度活化,減弱了其抗腫瘤作用,限制了單藥靶向治療的作用[34]。
最新研究表明,多點(diǎn)靶向聯(lián)合抑制劑(PI3K/mTOR雙重抑制劑VS-5584、PF-04691502、PI103及NVP- BEZ235)能夠改善治療效果,其優(yōu)勢(shì)在于能夠抑制mTORC1及所有PI3K的異構(gòu)體。VS-5584對(duì)于PI3KCA突變的細(xì)胞具有更好的敏感性。在HER過表達(dá)的胃癌細(xì)胞中,VS-5584能夠明顯抑制胃癌生長(zhǎng),并且與吉非替尼在異種移植模型中表現(xiàn)出協(xié)調(diào)效應(yīng)[35]。費(fèi)洪榮等[36]研究發(fā)現(xiàn),PF-04691502能夠通過阻滯細(xì)胞周期來抑制SGC-7901細(xì)胞的增殖,同時(shí)能夠激活細(xì)胞內(nèi)caspase,使PARP發(fā)生剪切而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。PI103及NVP-BEZ235是一種具有ATP競(jìng)爭(zhēng)性的PI3K和mTOR抑制劑。有研究顯示,在胃癌治療中,PI-103與5-Fu有協(xié)同作用,但由于這些患者的反應(yīng)率存在差異而顯示出局限性,考慮與PIK3CA突變以及PI3K/Akt/mTOR通路下游效應(yīng)因子和胸苷激酶合成酶的減少有關(guān)[37]。臨床上,有PIK3CA突變的患者比無PIK3CA突變的患者對(duì)BEZ235的應(yīng)答率高[38]。然而,最近的另一項(xiàng)研究顯示,單純使用BEZ235或與NCI-N87、AGS、SNU-16 GC細(xì)胞聯(lián)合使用,可增強(qiáng)其抗腫瘤反應(yīng),而不受PIK3CA突變狀態(tài)的影響,且在體內(nèi)采用了SNU16異種移植模型[39]。
目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)Cx43和mTOR/p70S6K信號(hào)通路在胃癌中的作用均有研究,但是前者與后者之間是否直接或者間接導(dǎo)致胃癌發(fā)生發(fā)展的機(jī)制尚不清楚,還有待進(jìn)一步研究。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,相信對(duì)Cx43和mTOR/p70S6K信號(hào)通路的研究也會(huì)進(jìn)一步深入,有望為胃癌治療帶來新的曙光。