2021-03-31 17:32:29
摘要:宫颈癌起源于宫颈上皮内瘤变,人乳头瘤病毒(HPV)持续感染是其高危因素。而HPV致病过程伴随着细胞的异常代谢、基因的异常调控。自噬指细胞利用溶酶体降解细胞质中错误折叠的蛋白质及受损细胞器等,重新利用降解物质及胞内有害物质的过程,以维持细胞内环境稳定。正常状态下细胞的自噬维持在低水平,当细胞处在不利因素条件下,自噬也会被激活应对不利因素。在宫颈癌发生发展过程中,自噬相关蛋白表达被抑制,如Beclin1、LC3表达水平降低,自噬下调诱导肿瘤的发生。本文将对自噬在宫颈癌发生发展中的作用,及其在宫颈癌治疗中的应用进展进行阐述。
关键词:自噬;宫颈癌;Beclin1;LC3
宫颈癌(cervicalcancer)已成为威胁世界女性健康的第4大恶性肿瘤[1]。近年来我国子宫颈癌发病率呈上升趋势。该病起源于宫颈上皮内瘤变(CIN),而人乳头瘤病毒(HPV)持续感染是CIN及宫颈癌的高危因素。自噬是高度保守的生物过程,通过降解细胞长寿蛋白质和细胞器及其成分以维持细胞稳态的独特而基本的机制[2]。当发生能量限制、氧化应激和营养不良等细胞应激事件时,受损或有害的蛋白质和细胞器积聚,并且驱动自噬以维持细胞稳态[3]。自噬可分为3种形式:大自噬、小自噬和分子伴侣介导的自噬。与妇科癌症有关的自噬的主要途径涉及PI3K/AKT/mTOR轴。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)是AKT的下游效应物,是自噬的抑制剂。PI3K/AKT/mTOR信号的快速激活和自噬损害均容易介导HPV感染,从而促进宫颈癌的发生[2]。大量HPV病毒被持续转录成E6、E7mRNA时,E6、E7癌蛋白大量表达[4],并分别通过p53和pRb信号传导途径导致宫颈癌的发生和发展。在TingtingC等[5]研究显示,在宫颈癌细胞起始和降解阶段,E6/E7可通过加速自噬通量来维持适当的活化自噬能力,从而保持了细胞活力。多项研究表明[6,7,13,15,21],在宫颈癌发生发展过程中,自噬相关蛋白表达被抑制,自噬下调诱导肿瘤的发生。自噬相关蛋白(autophagy-relatedprotein,Atg)是一类自噬组成蛋白,参与细胞自噬的启动和调控,在肿瘤中,这些蛋白通常会发生消融或突变,从而消除或增强自噬的发生,具有一定的病理学和预后意义。现研究较多集中于Beclin1、LC3、p62这几种自噬相关蛋白,本文章将集中讲述这3种自噬相关蛋白在宫颈癌中的表达情况,从而阐述自噬在宫颈癌发生发展中的作用。
1Beclin1
Beclin-1是一种关键的自噬蛋白,在激活自噬的信号通路中起重要作用,并且参与自噬体形成的初始步骤[6]。目前众多研究表明Beclin-1与宫颈癌相关[7,8]。Beclin-1表达水平在宫颈上皮内瘤变组织中显着降低,在宫颈癌标本中更低,这证实了HPV介导的宫颈转化过程中自噬反应逐渐减弱,另外Beclin-1水平与宫颈癌的细胞分化、淋巴结转移呈负相关[7]。而ShenMX等[8]提出了不同结论,虽然Beclin-1在宫颈上皮内瘤变和宫颈癌组织中的表达水平同样显着下降,但不同的是,Beclin-1在宫颈癌组织中的表达水平与细胞分化或淋巴转移无关。总的来说,Beclin-1表达降低可提示宫颈癌变风险,但不能确定其是否能预示癌变程度。Beclin-1可与Bcl-2抗凋亡蛋白结合,其复合物可抑制自噬。研究表明,双氢青蒿素(DHA)可通过上调Bcl-2磷酸化,使其从Beclin-1上解离,从而Beclin-1表达水平上升诱导宫颈癌细胞自噬,发挥抗癌作用[9]。TsaiJH等[10]研究发现,1-(2-羟基-5-甲基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(HMDB)通过调节AMP激活的蛋白激酶(AMPK)和mTOR信号传导途径,促进LC3和Beclin-1的表达,诱导自噬,从而抑制宫颈癌细胞生长。土贝母苷甲(Tubeimo-sideI,TBM)是从中药土贝母中提取出来的一种抗肿瘤药物。研究表明[11],TMB可以通过激活AMPK,使Bcl-2与Beclin1解离,启动自噬,发挥抗肿瘤作用,另外研究中发现,TBM可能会增强顺铂和紫杉醇等化疗药物对宫颈癌的治疗作用。由此可见,不少抗癌药物通过上调Beclin-1表达水平发挥抗癌作用。
2LC3
LC3以可溶性(LC3-Ⅰ)和膜结合形式(LC3-Ⅱ)存在,包括LC3A、LC3B、LC3C这3种亚型,负责形成自噬体的双膜的延伸。研究认为LC3Ⅱ/Ⅰ比率是最可靠的自噬生物标志物[12]。两个自噬途径中产生的蛋白Atg7和Agt3则是LC3Ⅰ向LC3Ⅱ逐渐转化的关键指标。LC3含量的改变与发生HRHPV感染以及出现临床肿瘤淋巴结转移呈现负相关关系,即受HPV感染的宫颈组织中自噬通量减少,且受影响的患者的临床病理特征更差[7]。HuYF等[13]采用免疫组织化学方法检测80例宫颈鳞状细胞癌、40例高级别宫颈上皮内瘤变(CIN)和40例正常宫颈组织中LC3的表达水平,检测出宫颈癌、高级别CIN和正常宫颈上皮细胞分别表达28.8%、70.0%和75.0%,但在宫颈鳞癌中未观察到LC3表达与临床病理参数(包括年龄、FIGO分期、分化程度和淋巴结转移)之间的显着关联。LeischingG等[14]研究发现LC3在HSIL和宫颈癌组织中表达显着上调,提示自噬在宫颈癌进展中的重要作用,这与HuYF等的实验结论相反,具体机制需更多的研究进一步证实。与HPV阴性的正常子宫颈组织相比,HPV阳性的正常子宫颈组织LC3-Ⅱ/Ⅰ的表达比率降低,且在HPV阳性的子宫颈癌组织中进一步减少,提示HPV感染可进一步抑制细胞自噬,促进肿瘤发展。多种抗肿瘤药物通过调节LC3表达水平发挥抗癌作用。朱芳等[16]研究发现,在一定浓度范围内,宫颈癌细胞LC3表达水平随着顺铂药物浓度的增加而增加。另有研究发现顺铂通过上调自噬小泡的形成,促进LC3-Ⅰ向LC3-Ⅱ的转化以及增加自噬相关基因7(Atg7)的表达水平,从而诱导宫颈癌细胞的自噬过程,发挥抗肿瘤作用[17]。TsaiJP等[18]发现黄酮类葡萄糖苷中的淫羊藿苷可通过4个方面发挥其抗癌活性,分别是促进宫颈癌细胞的自噬、浓度依赖性地增强LC3Ⅱ表达水平、诱导活性氧(ROS)的产生和阻断mTOR/PI3K/AKT信号传导级联。此外,DavisMA等[19]发现,病毒蛋白酶抑制剂奈非那韦通过上调LC3-Ⅱ表达水平发挥其抗肿瘤作用。
3p62
p62是另一个在细胞自噬过程中重要的基因,p62通过结合KEAP1(Kelch-likeECH-associatedprotein1)抑制KEAP1与氧化应激蛋白NRF2(NFE2-relatedfactor2)结合,从而引起自噬的发生[20]。在正常的自噬过程中,细胞质中p62蛋白不断被降解;当自噬活性减弱时,p62蛋白会在细胞质中不断累积。WangF等[15]实验中发现HPV感染的正常宫颈组织中p62表达水平较无HPV感染的组织升高,并且在HPV感染的宫颈癌组织中进一步升高。与邻近的正常组织相比,p62的表达通过子宫颈组织从LSIL到HSIL的异常增生转化而逐渐增加[21]。由此可见,p62的表达水平与是否有HPV感染以及病变程度相关,即自噬抑制程度与HPV感染及病变程度相关。在一定浓度范围内,宫颈癌细胞P62表达水平随着顺铂药物浓度的增加而降低,即自噬逐渐增强[16]。由此表明顺铂通过增强自噬发挥其抗癌作用。紫杉醇暴露可引起宫颈癌细胞胞质中自噬体的聚集,导致p62的表达水平下调[22],这表明紫杉醇可诱导自噬,且赋予肿瘤细胞抗凋亡的保护作用。XiangW等[23]发现,从吉祥草中分离的甾体皂苷RCE-4是一种潜在的抗宫颈癌药物。其可通过上调p62表达水平、损害溶酶体组织蛋白酶的活性并抑制自噬通量,从而发挥抗宫颈肿瘤细胞作用。番荔枝(An-nonacoriaceaMart)是一种具有广谱生物活性的植物,其作用于宫颈癌细胞系时可促进p62的积累和LC3Ⅱ的减少,以及酸性囊泡水平的降低,从而抑制自噬,特别是针对顺铂敏感细胞系时其作用更加明显,可见番茄枝可作为治疗顺铂敏感宫颈癌新型药物[24]。
4总结
目前已经证实细胞自噬在宫颈癌的发生、发展中具有重要的作用,但其具体作用机制仍未完全阐明。Beclin1、LC3、p62可作为协助宫颈癌及癌前病变诊断的手段,也是多种抗肿瘤药物的作用靶点,由此可见,若对自噬再更深层次地探讨研究,必将有更多地自噬相关蛋白及相应的信号通路可用于宫颈肿瘤的诊断与治疗。
作者:郑楚丽 宋硕 谭晓瑜 符爱珍 单位:广东医科大学
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