張亞男 傅云峰 劉 競(jìng)*

（中南大學(xué)湘雅三醫(yī)院血液內(nèi)科，湖南 長(zhǎng)沙 410013）

mTORC2信號(hào)通路與多發(fā)性骨髓瘤的研究進(jìn)展

張亞男 傅云峰 劉 競(jìng)*

（中南大學(xué)湘雅三醫(yī)院血液內(nèi)科，湖南 長(zhǎng)沙 410013）

多發(fā)性骨髓瘤目前仍是一種無(wú)法治愈的造血系統(tǒng)惡性腫瘤。近年來(lái)隨著蛋白組學(xué)等生物技術(shù)的發(fā)展，對(duì)多發(fā)性骨髓瘤的發(fā)病機(jī)制有了更深入的認(rèn)識(shí)，從而提出更側(cè)重于微環(huán)境和細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)的靶向治療。最近腫瘤生物學(xué)研究表明，雷帕霉素靶蛋白復(fù)合物2（mTORC2）的活性對(duì)一些腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和活力起著至關(guān)重要的作用，卻對(duì)正常細(xì)胞無(wú)影響，且關(guān)于mTORC2及其功能調(diào)控仍存在許多懸而未決的問(wèn)題。本文就mTORC2信號(hào)通路和多發(fā)性骨髓瘤的靶向治療前景作一綜述。

mTORC2信號(hào)通路；多發(fā)性骨髓瘤；mTOR抑制劑

多發(fā)性骨髓瘤（multiple myeloma，MM ）是一種漿細(xì)胞克隆性增生性惡性腫瘤，其特征是骨髓被惡性漿細(xì)胞取代，異常免疫球蛋白大量生成和骨質(zhì)破壞，從而產(chǎn)生一系列臨床癥狀與體征，嚴(yán)重威脅中老年人的生命及生活質(zhì)量。其目前主要治療方法是聯(lián)合化療和干細(xì)胞移植，由于瘤細(xì)胞的增殖比例低及多發(fā)耐藥株的形成，骨髓瘤的臨床治療療效仍不甚理想，尋找新的治療靶點(diǎn)迫在眉睫。最近腫瘤生物學(xué)研究表明，mTORC2的活性對(duì)一些腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和活力起著至關(guān)重要的作用，卻對(duì)正常細(xì)胞無(wú)影響，因而開發(fā)特異性mTORC2抑制劑成為熱點(diǎn)。然而，關(guān)于mTORC2及其功能調(diào)控仍存在許多懸而未決的問(wèn)題。本文就mTORC2信號(hào)通路和多發(fā)性骨髓瘤的靶向治療前景作一綜述。

1 mTORC2的相關(guān)介紹

TOR基因是于1991年在酵母作為雷帕霉素（rapamycin） 靶蛋白被發(fā)現(xiàn)，mTOR為 PIKK （phosphoinositidekinase-related kinase） 家族成員之一，有蛋白激酶及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的功能，是一種不典型的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，能使底物的Ser/Thr發(fā)生磷酸化，其功能受FRB結(jié)構(gòu)域影響。FRB （FKBP12/rapamycinbinding）是FKBP-rapamycin 復(fù)合物結(jié)合區(qū)，在雷帕霉素特異性抑制mTOR 的過(guò)程中起連接作用。雷帕霉素與其細(xì)胞內(nèi)受體FK506 結(jié)合蛋白12結(jié)合，形成FKBPrapamycin復(fù)合物，再與mTOR的FRB相結(jié)合，從而抑制mTOR的激酶活性。其有兩種不同的mTOR復(fù)合物，分別是mTOR復(fù)合物1 （mTORC1）與mTOR復(fù)合物2 （mTORC2）[1]。mTORC1主要包括mTOR、mLST8（mammalian ortholog of LST8）和Raptor（regulatory associated protein of mTOR），其主要功能是調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成和細(xì)胞周期進(jìn)程；而mTORC2則在肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架組織和細(xì)胞存活方面發(fā)揮重要作用，這些功能的發(fā)揮受到生長(zhǎng)因子、營(yíng)養(yǎng)素、能量、應(yīng)激狀態(tài)的影響[2]。

1.1 mTORC2特有的結(jié)合蛋白

①Rictor：有研究證實(shí)[3,4]，Rictor是mTOR 結(jié)合蛋白，RictormTOR復(fù)合體主要參與細(xì)胞骨架蛋白的構(gòu)造，是Akt/PKB在Ser473位點(diǎn)磷酸化必需結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步促進(jìn)Akt在Thr308位點(diǎn)的磷酸化，增加Akt激酶活性，影響腫瘤細(xì)胞的增殖和存活。FKBP1-雷帕霉素復(fù)合物不能結(jié)合在Rictor-mTOR復(fù)合物上，因此該復(fù)合物對(duì)雷帕霉素耐受。但研究[5]顯示延長(zhǎng)雷帕霉素的暴露時(shí)間可能也會(huì)影響mTORC2 的組裝和Akt信號(hào)通路。另一研究[6]發(fā)現(xiàn)S6K1以雷帕霉素敏感的方式磷酸化Rictor-Thr1135位點(diǎn)，抑制mTOR和Akt信號(hào)通路，但對(duì)mTORC2蛋白組裝和激酶活性無(wú)影響，且mTORC2 磷酸化Akt作用機(jī)制尚未闡明。②Sin1：Sin1是mTORC2所特有的亞單位，在mTORC2磷酸化Akt/PKB中起著非常重要的作用。Sin1基因敲除干擾Rictor-mTOR的相互作用，抑制Akt-Ser473的磷酸化，但只影響Akt 的一個(gè)亞群（包括FoxO1/3a） ，對(duì)Akt其他靶點(diǎn)及mTORC1底物無(wú)影響。此外，Sin1和Rictor形成穩(wěn)定的化合物，它們之間的結(jié)合作用比各自與mTOR結(jié)合更穩(wěn)定。敲除Sin1或Rictor后降低了mTORC2激酶活性，不能排除其與其他激酶結(jié)合調(diào)節(jié)Akt的可能性，Sin1或Rictor可能具有更廣泛的非依賴于mTORC2 的生理功能。最新發(fā)現(xiàn)[3]，Sin1作為mTORC2選擇性的連接蛋白，為招募mTORC2其他靶點(diǎn)起重要作用。

1.2 mTORC2相關(guān)結(jié)合蛋白

①mLST8：mLST8 特異性作用于mTOR分子中激酶催化域，起到激活并穩(wěn)定mTOR的作用。當(dāng)營(yíng)養(yǎng)素等上游因子不存在時(shí)，mLST8 將mTOR、Raptor緊密地鎖在一起，使得mTOR不能與下游的靶基因結(jié)合；反之，其發(fā)生空間構(gòu)象改變，使得mLST8和Raptor 之間的結(jié)合斷裂，暴露出mTOR，從而使其可與下游靶基因結(jié)合。研究發(fā)現(xiàn)，在細(xì)胞中利用RNAi技術(shù)敲除mLST8抑制mTORC1底物磷酸化，其并沒有改變底物的磷酸化及mTORC與Raptor之間的作用，說(shuō)明mLST8不是mTORC1發(fā)揮功能所必需結(jié)構(gòu)。②DEPTOR：DEPTOR蛋白與mTOR的C端的DEP結(jié)構(gòu)域結(jié)合，負(fù)性調(diào)節(jié)mTORC1和mTORC2的活性。當(dāng)mTOR 信號(hào)通路激活時(shí)，DEPTOR被磷酸化并且快速地被泛素-蛋白酶體降解。DEPTOR 缺失可激活mTORC1和mTORC2的活性，促使S6K、Akt和SGK1磷酸化，促進(jìn)細(xì)胞的成長(zhǎng)和生存；過(guò)度表達(dá)DEPTOR則使S6K抑制，由于負(fù)反饋環(huán)路抑制使Akt過(guò)度激活，28%的多發(fā)性骨髓瘤中過(guò)度表達(dá)DEPTOR，這些細(xì)胞需要高表達(dá)DEPTOR來(lái)維持PI3K及Akt 的活性，DEPTOR水平降低將導(dǎo)致細(xì)胞死亡。最新研究表明，DEPTOR作為內(nèi)源性抑制劑，在mTORC1和mTORC2的作用機(jī)制及生物學(xué)作用中發(fā)揮重要的橋梁作用。

2 mTORC2信號(hào)通路與多發(fā)性骨髓瘤

2.1 PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路（不擾亂依賴mTORC1的負(fù)反饋?zhàn)饔茫?/p>

MM的復(fù)發(fā)難治在于腫瘤細(xì)胞之間的作用、骨髓微環(huán)境的改變以及目前雷帕霉素及其類似物即使在高濃度亦不能完全抑制mTORC2活性所致。mTORC2信號(hào)的激活可直接磷酸化Akt，而其前提是受AKT最大活化調(diào)節(jié)，而pAkt-T308以及pAkt-S473為mTORC2的下游信號(hào)，促進(jìn)多發(fā)性骨髓瘤的生存。PTEN是一種抑癌基因，可負(fù)性調(diào)節(jié)PI3K/ Akt/mTOR信號(hào)通路，在某些MM細(xì)胞中存在突變及缺失，而Rictor可逆轉(zhuǎn)PTEN的缺失，并通過(guò)PI3K/Akt/mTOR抑制mTORC2活性而促進(jìn)MM細(xì)胞的凋亡。

2.2 mTORC2信號(hào)通路影響多發(fā)性骨髓瘤的自噬作用

PI3K、mTOR及Akt1等癌基因會(huì)抑制凋亡和自噬的發(fā)生，而某些抑癌基因，如TSC1 /2、PTEN、LKB1等則會(huì)誘導(dǎo)凋亡和自噬的發(fā)生。目前數(shù)據(jù)顯示mTOR因抑制自噬發(fā)生，在肺癌、多發(fā)性骨髓瘤等發(fā)揮重要作用。目前普遍認(rèn)為mTOR通過(guò)兩種機(jī)制發(fā)揮對(duì)自噬的調(diào)節(jié)作用：①mTOR介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作于下游效應(yīng)物，如4E-BP1、S6K1激酶，啟動(dòng)相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄和翻譯，從而控制自噬；②mTOR激酶直接作用于Atg蛋白來(lái)調(diào)節(jié)自噬體的形成。mTOR作為多條信號(hào)通路中的中間環(huán)節(jié)，同時(shí)也受上游調(diào)節(jié)物的調(diào)節(jié)，能量感受器激酶AMPK在胞內(nèi)AMP/ATP 比值增高時(shí)活化使mTOR失活等。

2.3 mTORC2信號(hào)通路影響多發(fā)性骨髓瘤的骨髓微環(huán)境

MM的治療面臨耐藥、復(fù)發(fā)等瓶頸，可能與骨髓微環(huán)境成分相關(guān)，包括IL-6、IGF-I等相關(guān)細(xì)胞因子，其在細(xì)胞與細(xì)胞，細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的相互作用中發(fā)揮重要作用，在多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞的遷移、分化及營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)上起著舉足輕重的影響。有研究表明抑制mTOR和mTORC2/ Rictor的活性后下調(diào)AKT-Ser473活性，繼而激活轉(zhuǎn)錄因子FOXO，使胞膜再表達(dá)CD81/CD82分子，從而發(fā)揮抗骨髓瘤效益。另Rictor抑制PHOGD12以及mTORC2與PREX1的相互作用可抑制細(xì)胞的遷移，有利于骨髓瘤轉(zhuǎn)移的控制。

2.4 DEPTOR的內(nèi)源性抑制作用

DEPTOR的正常功能為抑制mTORC1和mTORC2信號(hào)通路。當(dāng)其過(guò)度表達(dá)時(shí)，其抑制mTORC1信號(hào)通路，出乎意料的是，它激活了PI3K/ mTORC2 /Akt信號(hào)通路。這種間接的PI3K的激活模式在一些MM細(xì)胞的亞群中的生存起著重要的作用，否則其將因缺乏PI3K的激活而突變。

Peterson等證實(shí)，DEPTOR過(guò)度表達(dá)抑制mTORC1時(shí)，反而減輕mTORC1介導(dǎo)的PI3K的抑制作用，從而導(dǎo)致PI3K的激活以及mTORC2相關(guān)蛋白及酶的輸出。被證明具有拷貝數(shù)增加和相關(guān)的表達(dá)增加基因在染色體8q24區(qū)域包含DEPTOR，這種染色體異位后將導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子c-MAF或MAFB的過(guò)表達(dá)，通過(guò)c-MAF或MAFB促進(jìn)DEPTOR過(guò)度表達(dá)從而維持某些MM細(xì)胞亞群存活。Ge等證實(shí)予以降低DEPTOR的水平，其將通過(guò)自噬及凋亡途徑促進(jìn)MM細(xì)胞凋亡。

3 mTORC2靶向藥物在多發(fā)性骨髓瘤中應(yīng)用情況

3.1 雷帕霉素

雷帕霉素是最早被發(fā)現(xiàn)mTOR抑制劑，其能結(jié)合FKBP，抑制mTOR，阻止P70S6K和4EBP磷酸化，同時(shí)也間接抑制了其他相關(guān)蛋白轉(zhuǎn)錄和翻譯，具有抗菌、免疫抑制和抗腫瘤作用。在許多腫瘤組織培養(yǎng)和動(dòng)物模型中, 雷帕霉素均具有濃度依賴性的抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的活性，如白血病、惡性淋巴瘤等。目前大量研究表明，雷帕霉素與地塞米松、馬法蘭等化療藥物以及與HSP-90抑制劑聯(lián)用，在MM治療取得較好的效果，由于雷帕霉素對(duì)多種腫瘤的治療有很好的前景，人們繼續(xù)研發(fā)雷帕霉素的衍生物：CCI-779、RAD001、AP23573。與雷帕霉素相比，其有更好的水溶性和穩(wěn)定性, 因而具有更廣泛的臨床應(yīng)用前景，目前尚處于臨床試驗(yàn)階段。

3.2 ATP競(jìng)爭(zhēng)性mTOR抑制劑

因多發(fā)性骨髓瘤疾病進(jìn)展及多發(fā)耐藥株的產(chǎn)生，目前資料顯示mTORC1抑制劑的臨床療效有限，很大程度上歸因于Akt的活化激活了mTORC2 活性，ATP競(jìng)爭(zhēng)性mTOR抑制劑是新一代mTOR抑制劑，其可同時(shí)抑制mTORC1和mTORC2，副作用更小，目前已研發(fā)藥物包括Torin1、PP242、PP30、Ku-0063794、WAY-600/687/354和AZD8055。已有研究表明PP242在多發(fā)性骨髓瘤治療上優(yōu)于雷帕霉素[5]。另最近有PI3K，Akt和mTOR新型抑制劑正在被開發(fā)，其中有一些進(jìn)入臨床試驗(yàn)，一個(gè)新的變構(gòu)Akt抑制劑：MK-2206，在體外實(shí)驗(yàn)其可抑制MM細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡甚至降低骨髓基質(zhì)干細(xì)胞或腫瘤促進(jìn)因子。目前相關(guān)研究正在進(jìn)行中，PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路上雙重抑制可能在難治復(fù)發(fā)的MM的治療中給予新的希望。

3.3 mTORC2特異性抑制劑

目前尚無(wú)該類藥物，研發(fā)該類抑制劑有可能的機(jī)制[4, 5]是：①通過(guò)干擾固有mTORC2信號(hào)的蛋白質(zhì)相互作用。如予以一個(gè)小分子阻止Rictor、msin1、depetor和mLST8裝配或促進(jìn)其分離，從而瓦解mTOR的功能。②設(shè)計(jì)一個(gè)缺乏三維結(jié)構(gòu)的小分子，并予以目標(biāo)底物結(jié)合接口，抑制mTORC2與下游發(fā)生關(guān)系而影響其功能。③找到一個(gè)可抑制mTORC2定位的分子。例如，如果msin1 PH結(jié)構(gòu)域把mTORC2定位于胞膜上，小分子抑制劑就是抑制脂質(zhì)結(jié)合界面，而且其可能對(duì)細(xì)胞中mTORC2功能不會(huì)有抑制。

3.4 DEPTOR抑制劑

由于DEPTOR在MM細(xì)胞生長(zhǎng)、凋亡、自噬及耐藥性的重要性，其抑制劑可用于多發(fā)性骨髓瘤的治療。然而，目前尚無(wú)DEPTOR抑制劑被開發(fā)。最近研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇，其為一種天然存在的多酚，有促進(jìn)mTOR和DEPTOR之間的相互作用，從而抑制mTOR信號(hào)。部分學(xué)者認(rèn)為白藜蘆醇可能直接與mTOR或DEPTOR相互作用，導(dǎo)致在這兩種蛋白質(zhì)之間的相互作用增強(qiáng)；也可能是白藜蘆醇間接通過(guò)結(jié)合一個(gè)輔助蛋白到DEPTOR上，促進(jìn)與mTOR之間相互作用。另外，白藜蘆醇亦可激活其他的信號(hào)通路，化學(xué)修飾DEPTOR或mTOR，導(dǎo)致這些蛋白之間的相互作用增強(qiáng)。這均需進(jìn)一步研究。

4 目前仍存在的問(wèn)題與展望

目前積極尋找治療MM的新靶點(diǎn)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，mTORC2信號(hào)通路為我們提供新的治療思路，其目前相關(guān)研究正在進(jìn)行中，大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞可通過(guò)該信號(hào)通路影響自噬、骨髓微環(huán)境、內(nèi)源性抑制及信號(hào)通路的多向性、反饋性促進(jìn)MM細(xì)胞的凋亡，對(duì)MM有一定治療作用。mTORC2信號(hào)通路與AKT的磷酸化、PTEN基因的缺失、突變以及骨髓微環(huán)境有影響，其與多發(fā)性骨髓瘤的具體機(jī)制尚不明確，尤其最新研究表明雷帕霉素及其類似物對(duì)多發(fā)性骨髓瘤的臨床療效并不如預(yù)期理想，mTORC2靶向抑制藥物的更具臨床意義，故MM與mTORC2之間具體作用分子及位點(diǎn)成為研究熱點(diǎn)，其相應(yīng)的作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

[1] 陳莉君,史道華.mTOR結(jié)合蛋白的研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué),20 12,137(11):2435-2438.

[2] Sengupta S,Peterson TR,Sabatini DM.Regulation of the mTOR complex 1 pathway by nutrients,growth factors,and stress[J].Mol Cell,2010,40(2):310-322.

[3] Oh WJ,Jacinto E.mTOR complex 2 signaling and functions[J]. Cell Cycle,2011,10(14):2305-2316.

[4] Sparks CA,Guertin DA.Targeting mTOR: prospects for mTOR complex 2 inhibitors in cancer therapy[J].Oncogene,2010,29(26):3733-3744.

[5] Hoang B.Targeting TORC2 in multiple myeloma with a new mTOR kinase inhibitor[J].Blood,2010,116(22):4560-4568.

[6] Boulbes D.Rictor phosphorylation on the Thr-1135 site does not require mammalian target of rapamycin complex 2[J].Mol Cancer Res,2010,8(6):896-906.

Advance in Research on the Relationship between mTORC2 Signaling Pathway and Multiple Myeloma

ZHANG Ya-nan, FU Yun-feng, LIU Jing*
(Department of Hemopathology, Third Xiangya Hospital, Central South University, Changsha 410013, China)

Multiple myeloma remains an incurable hematopoietic malignancies. In recent years, with the development of proteomics technology, more in-depth understanding of the pathogenesis of MM has been put forward, which focuses more on the microenvironment and cytokine network in the targeted therapy. Recent studies in cancer biology indicate that mTORC2 activity is essential for the transformation and vitality of a number of cancer cell types, but in many normal cells, mTORC2 activity is less essential. However, there are many open questions regarding the function and regulation of mTORC2 and its function in both normal and cancer cells. Here, we summarize exciting new research into the biology of mTORC2 signaling and highlight the current state and future prospects for mTOR-targeted therapy on MM.

mTORC2 signaling pathway; Multiple myeloma; mTOR inhibitors

R733.3

A

1671-8194（2014）11-0054-03

*通訊作者