徐文楷，黃應(yīng)龍，王 僑，王劍松，王海峰

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院泌尿外科，云南省泌尿系統(tǒng)疾病臨床醫(yī)學(xué)中心，云南昆明 650101)

膀胱癌是世界上最常見的惡性腫瘤之一，2020年全球估計(jì)有573 278例新發(fā)病例導(dǎo)致212 536人死亡，發(fā)病率以及死亡率均逐年上升[1]。同樣，膀胱癌也是我國泌尿外科臨床上最常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率和病死率在我國部分地區(qū)仍位于泌尿系統(tǒng)腫瘤的第1 位，2014年中國膀胱癌的總發(fā)病率為5.71/105，總死亡率為2.35/105[2]，并且近年來我國膀胱癌發(fā)病率呈上升趨勢[3]。腫瘤增殖及遷移能力強(qiáng)大，不僅需要充足的能量供給，腫瘤細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性及腫瘤內(nèi)血管生成還需要大量的生物原料，因此腫瘤細(xì)胞與細(xì)胞代謝的關(guān)系十分密切。探討腫瘤細(xì)胞脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)和能量的代謝對于揭示腫瘤的發(fā)生發(fā)展具有十分重要的意義。近年來有關(guān)腫瘤的物質(zhì)代謝，特別是脂肪酸以及脂肪酸代謝相關(guān)酶的研究在膀胱癌的早期診斷和治療中也展現(xiàn)出巨大的潛力。故此，本文針對近年來膀胱癌的脂肪酸代謝進(jìn)行綜述。

1 脂肪酸的分類及其在膀胱癌中的作用

脂質(zhì)包括脂肪和類脂，其合成和氧化代謝產(chǎn)物不僅為癌細(xì)胞增殖提供充足的能量，同時(shí)也提供了充足的生物原料，以及作為第二信使、激素在信號(hào)傳導(dǎo)中發(fā)揮重要作用。脂肪酸是脂質(zhì)氧化和合成的代謝樞紐物質(zhì)，根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸，前者是指不含不飽和雙鍵的脂肪酸，后者根據(jù)含不飽和雙鍵的數(shù)量又可分為單不飽和與多不飽和脂肪酸，其中飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸目前在膀胱癌中的研究較少，本文主要就多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid, PUFA)在膀胱癌中的作用進(jìn)行歸納。

PUFA按照甲基端開始第1個(gè)雙鍵的位置不同，分為omega-3(ω-3)、omega-6(ω-6)、 omega-7(ω-7)、 omega-9(ω-9)PUFA。其中ω-7與ω-9PUFA與膀胱癌發(fā)生發(fā)展的相關(guān)性還未被證實(shí)。而omega-3與omega-6PUFA及其衍生代謝物對于包括膀胱癌在內(nèi)的腫瘤血管生成均具有重要的調(diào)控作用[4]。

omega-6 PUFA中最具代表性的脂肪酸為花生四烯酸(arachidonic acid，AA)，其可經(jīng)不同酶系催化成多種活性物質(zhì)。如AA可在環(huán)氧合酶2(cyclooxygenases 2, COX2)催化下經(jīng)一系列反應(yīng)生成前列腺素E2(prostaglandin E2, PGE2)、前列環(huán)素(epoprostenol,PGI2)等物質(zhì)，PGE2、PGI2被認(rèn)為均是參與調(diào)節(jié)血管生成的重要PG類物質(zhì)，并且PGE2在炎癥和細(xì)胞增殖中發(fā)揮重要作用。KASHIWAGI等[5]發(fā)現(xiàn)前列腺素E2受體2(prostaglandin receptors type 2,EP2)在膀胱癌細(xì)胞中表達(dá)明顯高于正常尿路上皮組織，在EP2高表達(dá)的膀胱癌細(xì)胞中抑癌基因PTEN下調(diào)，使PTEN對PI3K的抑制能力下降，活化的PI3K可進(jìn)一步活化AKT/mTOR途徑，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖。并且實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)EP2的高表達(dá)與順鉑的耐藥性也有關(guān)，利用EP2選擇性拮抗劑和塞來昔布能有效抑制膀胱腫瘤細(xì)胞活力和遷移，并逆轉(zhuǎn)和增強(qiáng)腫瘤抑制因子PTEN的表達(dá)，增加順鉑的敏感性。因此，研究調(diào)節(jié)omega-6PUFA的含量可為膀胱癌的治療提供新途徑。

Omega-3PUFA不僅可調(diào)節(jié)膜的流動(dòng)性，其在腫瘤微環(huán)境中還具有調(diào)節(jié)炎癥介質(zhì)和免疫細(xì)胞，調(diào)控細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中關(guān)鍵蛋白的活性等作用，并且omega-3PUFA在腫瘤細(xì)胞中還能抑制血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)刺激的新生血管生成[6]。人體最主要的兩種omega-3PUFA分別為二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid，DHA)和二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid，EPA)。DHA可以減少細(xì)胞膜AA的含量，從而降低三磷酸鳥苷(guanosine triphosphate, GTP)酶激活蛋白(GTP ase-activating protein，GAP)活性，然后降低GTP活性依賴的Ras蛋白活性，最后抑制MAPK/EPK信號(hào)通路介導(dǎo)的細(xì)胞增殖，并促進(jìn)細(xì)胞凋亡[7]。BEN等[8]通過大樣本的臨床數(shù)據(jù)證實(shí)，EPA和DHA與尿路上皮癌低風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)，可能對膀胱癌的發(fā)展具有抑制作用。在膀胱癌大鼠模型中也證實(shí)omega-3脂肪酸具有抗炎、抗氧化、抗增殖和抗血管生成的特性，并且能夠抑制膀胱癌腫瘤細(xì)胞的生長[9]。腫瘤血管生成是驅(qū)動(dòng)腫瘤生長超過擴(kuò)散限制大小并增強(qiáng)轉(zhuǎn)移的基本過程[10]，而omega-3PUFA可以通過抑制腫瘤血管生成及細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，增強(qiáng)抗腫瘤免疫力和預(yù)防腫瘤轉(zhuǎn)移來進(jìn)一步發(fā)揮抗癌作用[7, 11]；故進(jìn)一步研究omega-3PUFA在膀胱癌的作用分子機(jī)制有助于抗膀胱癌的治療。

2 脂肪酸細(xì)胞內(nèi)合成和細(xì)胞外攝取途徑相關(guān)酶在膀胱癌中的作用

脂肪酸的來源途徑有以下幾種：以葡萄糖或氨基酸為原料合成、乳糜微粒(chylomicron, CM)或極低密度脂蛋白(very low density lipoprotein, VLDL)中的脂肪分解產(chǎn)生、食物脂肪經(jīng)消化吸收提供。目前研究已證實(shí)，正常人類細(xì)胞對于脂肪酸的攝取主要依靠外源性食物，腫瘤細(xì)胞則主要依靠內(nèi)源性從頭合成。另有研究證實(shí)，阻斷脂肪酸合成途徑可抑制膀胱癌的增殖、遷移和促進(jìn)癌細(xì)胞的凋亡[12]。

2.1 脂肪酸合成酶系在膀胱癌中的功能脂肪酸合成酶復(fù)合物(fatty acid synthase system, FASN)是催化乙酰輔酶A(acetyl coenzyme A, CoA)和丙二酰輔酶A從頭合成長鏈脂肪酸的關(guān)鍵酶，在多種癌癥中存在FASN水平升高導(dǎo)致的脂肪酸合成增加, 并且與癌癥的不良預(yù)后有密切相關(guān)性。FASN在膀胱移行細(xì)胞癌(bladder transitional cell carcinoma， BTCC)中高表達(dá)，其高表達(dá)可促進(jìn)膀胱癌的增殖， 使用FASN抑制劑淺藍(lán)菌素，可下調(diào)蛋白激酶B(protein kinase B, AKT)的活化以及細(xì)胞周期蛋白D1(cyclin D1， CCND1)的表達(dá)，并通過抑制PI3K/AKT信號(hào)通路及其下游基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloprotein-9， MMP-9)的激活，直接抑制膀胱癌細(xì)胞的增殖和遷徙能力，并促進(jìn)凋亡[13-14]。在LIAO等[15]的研究中，應(yīng)用FASN抑制劑沒食子酸(gallic acid, GA)同樣通過PI3K/AKT信號(hào)通路活性的下調(diào),最終抑制膀胱癌的遷移和侵襲；GA還可下調(diào)細(xì)胞周期檢測點(diǎn)激酶2(cell cycle checkpoint kinase 2, CHK2)介導(dǎo)的細(xì)胞分裂周期蛋白25同源蛋白C(cell division cyclin 25 homolog C, CDC25C)磷酸化，導(dǎo)致膀胱癌G2/M期阻滯，抑制膀胱癌細(xì)胞的增殖。脂肪酸合成酶的合成受轉(zhuǎn)錄因子固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白(sterol regulatory element binding proteins, SREBPs)及其護(hù)航蛋白SREBPs裂解激活蛋白(SREBP cleavage activating protein， SCAP)的調(diào)控。LI等[12]研究發(fā)現(xiàn)SCAP在膀胱癌組織中上調(diào)，SCAP的敲除抑制了細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移。更重要的是，SCAP的下調(diào)可能削弱雌激素對膀胱癌的促癌作用。FASN抑制劑對膀胱癌的增殖、遷移均具有很好的治療效果，同時(shí)FASN也參與膀胱癌的耐藥性[16]，因此加深FASN以和其抑制劑在膀胱癌的作用機(jī)制研究，可為膀胱癌的治療以及抗耐藥性提供新的途徑。

2.2 脂肪酸去飽和酶在膀胱癌中的功能不飽和脂肪酸是腫瘤細(xì)胞生存必不可少的養(yǎng)分，從頭合成的飽和脂肪酸經(jīng)過脫飽和酶作用后才生成不飽和脂肪酸。硬脂酰輔酶A去飽和酶(stearoyl-coa desaturase, SCD)可將飽和脂肪酸轉(zhuǎn)化為油酸(一種單不飽和脂肪酸)，在乳腺癌和前列腺癌細(xì)胞中，可檢測到SCD表達(dá)升高，并與腫瘤分級(jí)有關(guān)，通過沉默前列腺癌的SCD基因可以有效地阻止腫瘤生長并顯著提高動(dòng)物存活率[17]。SCD與膀胱癌的進(jìn)展以及不良預(yù)后有著重要相關(guān)性，通過SCD抑制可引起膀胱癌細(xì)胞周期阻滯，同時(shí)神經(jīng)酸(一種單不飽和脂肪酸)含量顯著降低，從而有效的抑制膀胱癌增殖能力[18]。脂質(zhì)去飽和是癌細(xì)胞存活的必要過程，研究SCD以及其抑制劑在膀胱癌中的作用機(jī)制也可為膀胱癌的治療提供新的靶點(diǎn)。

FA:脂肪酸;Fatty acyl CoA:脂酰輔酶A;CPT1:肉堿棕櫚?；D(zhuǎn)移酶1;FAO:脂肪酸氧化;Acetyl CoA:乙酰輔酶A;ACL:APP檸檬酸合酶;ACC:乙酰輔酶A羧化酶;malonyl CoA:丙二酰輔酶A;FASN:脂肪酸合成酶復(fù)合物;cerulenin:淺藍(lán)菌素;GA:沒食子酸;Saturated fatty acid: 飽和脂肪酸;Unsaturated fatty acid:不飽和脂肪酸;SCD:硬脂酰輔酶A去飽和酶;AA:花生四烯酸;PGE2:前列腺素E2;EP2:前列腺素E2受體2;DHA:二十二碳六烯酸;EPA:二十碳五烯酸;GAP:三磷酸鳥苷酶激活蛋白;MMP:基金金屬蛋白酶。圖1 脂肪酸以及脂肪酸代謝過程與膀胱癌關(guān)系

2.3 其他脂肪酸合成相關(guān)酶在膀胱癌中的潛在功能脂肪酸合成所需的乙酰CoA不能自由透過線粒體膜進(jìn)入胞質(zhì)參與合成反應(yīng)，需經(jīng)過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)才能轉(zhuǎn)運(yùn)出線粒體進(jìn)一步發(fā)揮生物學(xué)作用。ATP檸檬酸合酶(ATP-citrate lyase, ACL)作為該反應(yīng)的關(guān)鍵酶，已被證實(shí)在肺癌、前列腺癌、乳腺癌等多種類型的癌細(xì)胞中高表達(dá)。且MIGITA等[19]的研究證明了抑制ACL的表達(dá)可使前列腺癌細(xì)胞(LNCaP)過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferators-activated receptors, PPAR)和長鏈脂肪酸延長酶6(elongation of very long chain fatty acids 6, ELOVL6)下調(diào)，進(jìn)而阻止甘油三酯(triglyceride, TG)中脂肪酸鏈的延長，同時(shí)減少脂肪酸氧化，造成細(xì)胞內(nèi)脂肪酸積累，并抑制腫瘤的生長。

乙酰輔酶A羧化酶(acetyl coa carboxylase, ACC)主要功能是催化兩分子乙酰輔酶A羧化成丙二酰輔酶A，后者才是脂肪酸合成的基本單位。BRUSSELMANS等[20]研究發(fā)現(xiàn)，下調(diào)ACC可誘發(fā)含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinly aspartate specific proteinase, caspase)介導(dǎo)的前列腺癌LNCaP細(xì)胞凋亡，caspase活化后可促進(jìn)凋亡蛋白酶的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，最終導(dǎo)致細(xì)胞不可逆地凋亡，用caspase抑制劑z-VAD-fmk進(jìn)行干預(yù)則成功抑制了細(xì)胞凋亡。同樣有研究證實(shí)，ACC的抑制可直接導(dǎo)致脂肪酸合成的阻斷，并起到抑制腫瘤增殖的作用[21]。盡管ACC在膀胱癌中高表達(dá)，并且ACC的上調(diào)可以促進(jìn)膀胱腫瘤的發(fā)生和發(fā)展[22]，但ACC在膀胱癌中的作用機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。

當(dāng)癌細(xì)胞從增殖為主轉(zhuǎn)換到遷移行為為主時(shí)，對脂肪酸的需求增加會(huì)提高外源性脂質(zhì)攝取的能力。溶質(zhì)載體家族27A4(solute carrier 27 member 4, SLC27A4)，又被稱為脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4(fatty acid transport protein 4, FATP4), FATP4是體內(nèi)主要轉(zhuǎn)運(yùn)長鏈脂肪酸的蛋白質(zhì)[23]。在KIM等[24]的研究中發(fā)現(xiàn)，腎透明細(xì)胞癌組織FATP4和CD36的膜性表達(dá)高于正常組織，上調(diào)的FATP4和CD36促使癌細(xì)胞脂肪酸跨細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)增加，并與腎癌的不良預(yù)后相關(guān)。脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是腫瘤細(xì)胞獲取脂肪酸的備用途徑，故研究膀胱癌細(xì)胞從外周環(huán)境攝取外源性脂肪酸的能力及機(jī)制對于腫瘤的生存及遷徙仍具有重要意義。上述三種酶在多種實(shí)體瘤得到廣泛研究，且均被證實(shí)與腫瘤的增殖、遷移以及侵襲性有關(guān)，但在膀胱癌中的研究很少或未見提及，加強(qiáng)對上述酶系與膀胱癌的惡性行為關(guān)系研究，可為抗膀胱癌的惡性行為提供新的機(jī)制。

3 脂肪酸氧化(fatty acid oxidation, FAO)相關(guān)酶在膀胱癌中的作用

脂肪酸氧化不僅能為癌細(xì)胞生存提供充足的能量，同時(shí)也可以為膀胱癌合成膽固醇提供原料，脂肪酸氧化受阻，導(dǎo)致膽固醇合成受阻可抑制膀胱癌的增殖[25]，脂肪酸活化為脂酰CoA后在線粒體內(nèi)經(jīng)β氧化徹底分解，短鏈脂酰CoA可直接進(jìn)入線粒體，但長鏈脂酰CoA需在位于線粒體外膜上的肉堿棕櫚?；D(zhuǎn)移酶1(carnitine palmityl transferase 1, CPT1)催化下，才能轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體基質(zhì)。

已知CPT1有3種亞型，CPT1A、CPT1B 和CPT1C[26]，肝同種型CPT1A存在于除棕色脂肪和骨骼肌細(xì)胞的全身其他細(xì)胞線粒體中，以肝、腎、小腸等具有較高的脂肪酸合成速率的組織為主[27]，CPT1B同工酶主要在心臟和骨骼肌中被發(fā)現(xiàn)[28]。CPT1C主要存在于神經(jīng)元的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，在睪丸、乳腺癌、肺癌中也檢測到了表達(dá)[29-30]。ISABEL等[31]的研究證實(shí)使用CPT1抑制劑Etomoxir可下調(diào)前列腺癌細(xì)胞LNCaP的AKT/mTOR信號(hào)通路，從而導(dǎo)致LNCaP細(xì)胞的凋亡。CPT1是FAO的驅(qū)動(dòng)力以及膀胱癌所需能量供應(yīng)的關(guān)鍵酶，其下調(diào)或者抑制后可以明顯降低FAO效率，同時(shí)抑制膀胱癌的增殖和遷移。但也有研究發(fā)現(xiàn)，在高級(jí)別膀胱癌中CPT1B低表達(dá)和低FAO活性，考慮和活躍的細(xì)胞增殖對膜結(jié)構(gòu)和信號(hào)脂質(zhì)需求量大相關(guān)，過表達(dá)CPTIB明顯抑制膀胱癌細(xì)胞的生長和轉(zhuǎn)移，CPT1B是高級(jí)別膀胱癌的顯著特征[32]。因此，進(jìn)一步探究CPT1不同亞型在膀胱癌中的作用機(jī)制，可為提高膀胱癌的治療與診斷敏感性。

4 總結(jié)與展望

膀胱癌細(xì)胞的惡性生物行為可通過代謝改變而得以實(shí)現(xiàn)，隨著代謝組學(xué)的發(fā)展，脂質(zhì)在不同分級(jí)、分期的膀胱癌細(xì)胞代謝中產(chǎn)生的相關(guān)生物標(biāo)記物(如肉堿棕櫚?；D(zhuǎn)移酶1、脂肪酸合成酶等)的作用及代謝網(wǎng)正逐步完善，但其代謝通路調(diào)控的分子機(jī)制仍存在很多空白。相比于癌基因檢測，脂質(zhì)代謝產(chǎn)物(肉堿、脂肪酸結(jié)合蛋白、乙酰輔酶A)的檢測具有安全、方便、低成本、敏感等優(yōu)勢，但是腫瘤的體內(nèi)代謝是一個(gè)多物質(zhì)、多方式的復(fù)雜性和關(guān)聯(lián)性的過程，因此尋找一個(gè)高敏感性、特異性以及高效性的脂代謝治療和檢測靶點(diǎn)可大大提高膀胱癌的治療和診斷率。