于存治，戚新明，任 進

（中國科學(xué)院上海藥物研究所新藥研究國家重點實驗室、藥物安全評價研究中心，上海 201203）

惡性腫瘤嚴(yán)重危害人類健康，化療是腫瘤治療的重要手段。但在化療過程中人們也會面臨許多問題，其中腫瘤耐藥嚴(yán)重影響了化療成功率。多藥耐藥（multidrug resistance，MDR）是經(jīng)某一種藥物誘發(fā)，導(dǎo)致腫瘤細胞對其它多種結(jié)構(gòu)和作用機制完全不同的藥物產(chǎn)生交叉耐藥的現(xiàn)象。多種因素導(dǎo)致了腫瘤細胞對化療藥物交叉耐受，藥物轉(zhuǎn)運體介導(dǎo)的藥物外排在其中起著重要的作用［1］。最初研究發(fā)現(xiàn)，參與MDR的藥物轉(zhuǎn)運體有P-糖蛋白（P-glycoprotein，ABCB1、P-gp）和多藥耐藥蛋白（multidrug resistance protein，ABCC、MRP）。1998年，Doyle等［2］在研究跨膜轉(zhuǎn)運體在乳腺癌中的作用時發(fā)現(xiàn)一種新的ATP依賴的藥物外排轉(zhuǎn)運體。由于該蛋白是在一種乳腺癌細胞系中發(fā)現(xiàn)，研究人員將其命名為乳腺癌耐藥蛋白（breast cancer resistance protein，BCRP）。蛋白數(shù)據(jù)庫分析發(fā)現(xiàn)，該基因是ABC（ATP binding cassette）轉(zhuǎn)運體超家族中G亞家族的第二個成員，所以也稱它為ABCG2。BCRP基因定位于人染色體4q22，編碼1個含有655個氨基酸的72 ku的蛋白質(zhì)。BCRP蛋白包括1個核酸結(jié)合區(qū)和6個跨膜區(qū)，而目前的研究發(fā)現(xiàn)大部分的功能性ABC轉(zhuǎn)運體蛋白包括2個核酸結(jié)合區(qū)和12個跨膜區(qū)，所以現(xiàn)在一般認為BCRP通過形成寡聚物或者同源多聚物發(fā)揮功能。BCRP分布于正常的組織中，參與了多能干細胞生理功能維持、卟啉和亞鐵血紅素代謝、葉酸穩(wěn)態(tài)維持和激素分泌等生理過程［3］。近期的研究表明，BCRP在阿爾采末癥等疾病的發(fā)生過程中也發(fā)揮重要作用［4］。

BCRP作為一種外排性轉(zhuǎn)運體介導(dǎo)了多種腫瘤的多藥耐藥性，將BCRP作為靶點進行藥物開發(fā)是解決腫瘤多藥耐藥問題的一個重要方向，近年來該方面的研究引起了人們的高度關(guān)注，不斷有新的成果發(fā)表。本文從BCRP表達調(diào)控、亞細胞定位、能量依賴、轉(zhuǎn)運活性抑制等基礎(chǔ)研究方面和針對BCRP的給藥策略等臨床應(yīng)用方面總結(jié)了關(guān)于靶向BCRP逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥的最新研究進展，以期為本領(lǐng)域內(nèi)的醫(yī)藥研究工作者提供重要參考。

1 關(guān)于BCRP基礎(chǔ)研究的藥物開發(fā)思路

蛋白發(fā)揮生物學(xué)功能包括轉(zhuǎn)錄翻譯、細胞定位以及功能活性維持等多個環(huán)節(jié)，本文將從這些環(huán)節(jié)總結(jié)BCRP的最新研究進展。針對這些方面進行藥物開發(fā)可以為逆轉(zhuǎn)BCRP介導(dǎo)的腫瘤多藥耐藥提供新的方向與思路。

1．1 BCRP的表達調(diào)控 近年的研究發(fā)現(xiàn)，多種因子在轉(zhuǎn)錄水平、轉(zhuǎn)錄后水平影響了BCRP的表達（Tab 1），這些研究有助于更好地理解BCRP表達調(diào)控機制和在藥物轉(zhuǎn)運中的作用。

Tab 1 Factors regulating the expression of BCRP

1.1.1 BCRP表達的轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控研究 BCRP的轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控主要分為兩類：（1）影響B(tài)CRP基因啟動子區(qū)域的甲基化水平；（2）轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控。研究［5］表明褪黑激素可以影響B(tài)CRP啟動子的甲基化水平，即褪黑激素處理腦部腫瘤干細胞會引起B(yǎng)CRP啟動子的甲基化水平增加，進而下調(diào)BCRP的表達，體外實驗進一步證實，褪黑激素與化療藥物聯(lián)合給藥可以增強化療藥物的藥效。

針對慢性粒細胞白血病的探究［6］發(fā)現(xiàn)原癌蛋白c-Myc可以作用于BCRP基因的啟動子區(qū)進而促進其表達，該過程受BCRP啟動子區(qū)的甲基化水平影響。與此類似，子宮癌［7］中“刺猬信號通路轉(zhuǎn)錄因子Gli1”（hedgehog signaling pathway transcription factor，Gli1）影響了 ABC轉(zhuǎn)運體——BCRP、ABCB1的表達，抑制Gli1的表達可以下調(diào)BCRP和ABCB1表達量，進一步發(fā)現(xiàn)兩個基因的啟動子區(qū)均存在一段Gli1結(jié)合區(qū)；食管鱗狀細胞癌［8］中，芳烴受體可以結(jié)合到BCRP啟動子的外源物反應(yīng)元件，從而促進BCRP表達上調(diào)。Rosenfeldt等［9］在最近發(fā)表的文章中提到，轉(zhuǎn)錄因子E2F1可以結(jié)合到BCRP啟動子區(qū)，特異性地促進BCRP的表達，從而影響腫瘤藥物耐受。上述研究提示我們針對BCRP轉(zhuǎn)錄水平的表達調(diào)控，有兩種策略可以應(yīng)用于逆轉(zhuǎn)BCRP介導(dǎo)的腫瘤耐藥：（1）針對BCRP啟動子區(qū)域的甲基化水平調(diào)控，在臨床上聯(lián)合應(yīng)用化療藥物與DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑（5-氮雜-2’-脫氧胞苷等）或者開發(fā)新的表觀遺傳學(xué)修飾小分子［12］；（2）針對可以上調(diào)BCRP轉(zhuǎn)錄水平的轉(zhuǎn)錄因子，開發(fā)和應(yīng)用相應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子抑制劑，如c-myc抑制劑10058-F4等［13］。

1.1.2 BCRP表達的轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控 BCRP轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)機制日益清晰，近年來BCRP轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的研究成為熱點。BCRP轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的研究主要包括RNA結(jié)合蛋白與BCRPmRNA的直接作用以及microRNA的作用等方面。Samanta等［10］在研究胰島素生長因子mRNA結(jié)合蛋白3（insulin-like growth factorⅡ mRNA-binding proteins，IMP3）在三陰乳腺癌腫瘤耐藥中的作用時發(fā)現(xiàn)，IMP3可以結(jié)合到BCRP mRNA上進而上調(diào)其表達。

作為近年來發(fā)現(xiàn)的最重要的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機制，多個microRNAs被發(fā)現(xiàn)可以在轉(zhuǎn)錄后調(diào)控BCRP的表達。miR-328和miRNA-519c均可以序列依賴性地結(jié)合到BCRPmRNA的3’非翻譯區(qū)域，通過促進BCRPmRNA降解或翻譯抑制的機制來下調(diào)BCRP蛋白表達［11］。

BCRP轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控研究為我們揭示了兩種逆轉(zhuǎn)BCRP介導(dǎo)的腫瘤耐藥的新策略：（1）針對近年研究熱點RNA結(jié)合蛋白，尋找并開發(fā)與BCRPmRNA結(jié)合的RNA結(jié)合蛋白的小分子抑制劑；（2）尋找可以有效下調(diào)BCRP表達的microRNAs，加深對BCRP介導(dǎo)的腫瘤多藥耐藥機制的理解，而化學(xué)修飾合成microRNAs也是一種潛在并有效的腫瘤耐藥對抗手段。

1．2 影響B(tài)CRP的亞細胞定位 作為一種膜蛋白，準(zhǔn)確的亞細胞定位是BCRP功能發(fā)揮的前提。文獻報道了多種分子可以影響B(tài)CRP的膜定位，3種PPARγ的激動劑（替米沙坦、吡格列酮、羅格列酮）在作用于PTEN／PI3K／Akt信號通路時也會影響B(tài)CRP的功能［14］：增加PTEN蛋白的表達可以抑制PI3K／Akt信號通路，同時也會導(dǎo)致BCRP從細胞膜上回到細胞質(zhì)中，繼而抑制其轉(zhuǎn)運活性以逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥。MCF-7細胞中發(fā)現(xiàn)，CD147會上調(diào)BCRP的表達、影響B(tài)CRP的二聚化和細胞定位［15］。上述研究提示了一種新的靶向BCRP逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥的藥物開發(fā)策略，即針對BCRP的亞細胞定位，尋找并開發(fā)新的小分子化合物，促使BCRP從細胞膜脫落至胞質(zhì)或者改變其二聚體結(jié)構(gòu)，抑制其表達或轉(zhuǎn)運活性，從而達到逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥的效果。

1．3 降低BCRP的能量供應(yīng) BCRP屬于ABC轉(zhuǎn)運體超家族，它參與轉(zhuǎn)運需要ATP供能，在腫瘤細胞中ATP主要來源于糖酵解。Nakano等［16］研究了抑制糖酵解對BCRP功能發(fā)揮的影響，他們使用3-溴丙酮酸抑制腫瘤細胞糖酵解降低其ATP水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)3-溴丙酮酸可以明顯提高腫瘤細胞中藥物的蓄積。重癥綜合性免疫缺陷小鼠實驗也證實3-溴丙酮酸與阿霉素共同作用可以抑制腫瘤的生長。

能量代謝紊亂是腫瘤細胞的常見特征，腫瘤細胞會增加糖酵解有關(guān)酶的表達、提高糖攝取和有氧糖酵解，產(chǎn)生大量ATP和細胞存活相關(guān)的因子，即瓦博格效應(yīng)（Warburg效應(yīng)），有氧糖酵解的增加是腫瘤細胞的重要的標(biāo)志［17］。近年來，針對腫瘤細胞瓦博格效應(yīng)的研究發(fā)現(xiàn)其與腫瘤耐藥密切相關(guān)，因此，開發(fā)特異性針對腫瘤細胞的糖酵解抑制劑或調(diào)節(jié)劑也是解決腫瘤耐藥問題的一種潛在的有效策略。

1．4 BCRP藥物轉(zhuǎn)運活性抑制 BCRP是一個跨膜蛋白，可以將米托蒽醌、甲氨蝶呤、拓撲替康、舒尼替尼等多種臨床常用化療藥物從細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運到細胞外，在腫瘤多藥耐藥中起到重要的作用。針對BCRP轉(zhuǎn)運活性進行抑制劑或調(diào)節(jié)劑開發(fā)是近年來的研究熱點（Tab 2）。多個實驗室致力于尋找在功能水平影響B(tài)CRP轉(zhuǎn)運活性的藥物，以降低腫瘤細胞對藥物的外排作用，提高胞內(nèi)的藥物蓄積，期望以聯(lián)合用藥的方式逆轉(zhuǎn)BCRP介導(dǎo)的腫瘤多藥耐藥。

Tab 2 BCRP inhibitors

Tan等［18］運用基于細胞和微囊膜轉(zhuǎn)運抑制分析方法研究了56種天然產(chǎn)物與BCRP之間的相互作用，結(jié)果顯示黃連素、雷公藤紅素、鞣花酸、檸檬苦素等對BCRP介導(dǎo)的藥物轉(zhuǎn)運具有明顯的抑制作用。

PI3激酶（PI3K）抑制劑是臨床常用的分子靶向治療藥物。Imai等［19］研究發(fā)現(xiàn)，PI3K激酶抑制劑LY294002可以競爭性地抑制BCRP轉(zhuǎn)運活性。另外，該抑制劑也可以抑制另外兩種參與腫瘤多藥耐藥產(chǎn)生的 ABC轉(zhuǎn)運體（P-gp、MRP1）的功能。

作為p53激活劑，Nutlin-3a目前正在實體瘤和白血病模型中進行臨床前研究。Nutlin-3a也可以通過影響B(tài)CRP ATPase活性來抑制BCRP功能，最終增加細胞內(nèi)BCRP底物的蓄積［20］。針對阿帕替尼的研究［21］也發(fā)現(xiàn)了類似的實驗現(xiàn)象：阿帕替尼作為一種小分子多靶點酪氨酸酶抑制劑可用于非小細胞肺癌和胃癌的治療。實驗人員發(fā)現(xiàn)，阿帕替尼在過表達ABCC1（P-gp）和BCRP的細胞中可以通過抑制藥物轉(zhuǎn)運體的ATPase活性逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥，有意思的是，他們發(fā)現(xiàn)阿帕替尼對于BCRP ATPase活性的影響具有雙向性，即阿帕替尼在低濃度時可以提高ATPase活性，當(dāng)阿帕替尼濃度高的時候會抑制BCRPATPase活性，但藥物并不會影響B(tài)CRP等轉(zhuǎn)運體的表達。

越來越多的實驗研究表明，抑制腫瘤增殖或者細胞內(nèi)重要的信號通路的藥物會影響B(tài)CRP的轉(zhuǎn)運活性，這些研究為靶向BCRP逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥的藥物研究和開發(fā)提供了新的思路。

2 靶向BCRP的給藥策略的研究進展

針對BCRP的表達調(diào)控、亞細胞定位、能量依賴和藥物轉(zhuǎn)運活性等方面的研究讓我們在更好地理解BCRP的生理功能的同時，對BCRP介導(dǎo)的腫瘤耐藥機制的認識也更加全面，這些研究必將為靶向BCRP藥物開發(fā)提供新的理論支持。除了進行新型藥物開發(fā)之外，選擇和應(yīng)用更好的臨床給藥策略（Tab 3）對指導(dǎo)臨床用藥也具有十分重要的意義。

Tab 3 Research on clinicalmedication

2.1 聯(lián)合用藥 索拉非尼可以通過抑制BCRP轉(zhuǎn)運活性，增加伊立替康的胞內(nèi)蓄積，最終增強伊立替康的抗腫瘤效果［22］。Ding等［23］發(fā)現(xiàn)多種黃嘌呤類藥物（咖啡因、茶堿、二羥丙茶堿）可以時間、劑量依賴地降低細胞內(nèi)BCRP的表達，米托蒽醌與黃嘌呤類藥物聯(lián)合用藥的效果明顯優(yōu)于米托蒽醌單獨用藥。

2.2 改變制劑的劑型 除了聯(lián)合用藥之外，改變藥物制劑形式也是一種新的用藥嘗試。作為P-gp和BCRP的抑制劑，依克立達可用于提高腦部的藥物分布，但溶解度低導(dǎo)致的口服生物利用度差等缺點嚴(yán)重限制了依克立達的作用效果。人們［24］嘗試用微乳劑方法來提高依克立達的生物利用度，細胞實驗證實依克立達微乳劑可以抑制P-gp和BCRP的功能。動物實驗中，口服給藥和腹腔注射給藥結(jié)果進一步顯示依克立達微乳劑可以明顯升高藥物在腦內(nèi)的分布。

2.3 老藥新用 BCRP作為一種藥物轉(zhuǎn)運體參與了腫瘤多藥耐藥。針對P-gp、MRP、BCRP等的研究發(fā)現(xiàn)了許多候選物，但是由于藥物毒性、生物利用度等方面的問題，很多候選物并沒有進入臨床研究。索拉菲尼可以促進BCRP在溶酶體中降解，基于BCRP抑制劑的構(gòu)效關(guān)系模型，研究人員發(fā)現(xiàn)并證實索拉非尼是一種良好的BCRP抑制劑［25］。在已上市的臨床藥物中尋找可能的BCRP抑制劑可以省略臨床前藥物毒理學(xué)和藥代動力學(xué)等一系列評價，進而可大大縮短研發(fā)的時間和降低研發(fā)成本等，這種老藥新用的藥物開發(fā)策略已經(jīng)越來越受到藥物研發(fā)人員的重視。

3 結(jié)語

BCRP主要分布于如胎盤、乳腺導(dǎo)管、腸道、肝臟微管膜等具有分泌、排泄功能的細胞膜上，并參與干細胞功能維持、葉酸穩(wěn)態(tài)、激素分泌、物質(zhì)代謝等過程［3］。作為一種藥物轉(zhuǎn)運體，BCRP可以轉(zhuǎn)運多種腫瘤藥物，如米托蒽醌、甲氨蝶呤、拓撲替康、舒尼替尼等，所以BCRP是腫瘤多藥耐藥產(chǎn)生的重要因素。針對BCRP的研究讓我們更好地了解它的生理功能和轉(zhuǎn)運機制，同時也有助于更全面地認識BCRP介導(dǎo)的腫瘤耐藥。文章對靶向BCRP逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥的不同方向研究進行了綜述，這些研究也為針對BCRP進行藥物開發(fā)提供理論技術(shù)支持和新的研究思路。新實驗技術(shù)的出現(xiàn)、實驗方法的不斷完善、藥理基因組學(xué)的發(fā)展等將更有助于對BCRP的生物結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)機制、作用原理等研究，這些研究的開展為將來的新藥開發(fā)、臨床用藥提供更多理論依據(jù)。

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