劉 敏 王 強(qiáng) 宋宇哲 董麗華 劉百龍 (吉林大學(xué)白求恩第一醫(yī)院放療科，吉林 長(zhǎng)春 130021)

自噬不同于凋亡。在自噬過程中，先于核的改變，包括高爾基體、核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等發(fā)生降解，但細(xì)胞骨架成分(中間絲和微絲)卻大部分保存;而典型的凋亡細(xì)胞骨架成分在早期即有破壞，且表現(xiàn)為細(xì)胞質(zhì)的固縮和細(xì)胞器的保留〔1〕。近年來(lái)，越來(lái)越多的研究表明自噬參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展和治療。

1 自噬的過程

自噬過程主要分為3個(gè)階段〔2～4〕:(1)自噬體的初步形成:通常在線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)連接部位，細(xì)胞膜或其他胞質(zhì)的細(xì)胞器包括高爾基體，也可為自噬體的形成提供額外的膜來(lái)源。自噬涉及多個(gè)分子成分暫時(shí)活化，包括UNC-51-樣激酶1(ULK1)、FAK家族激酶相互作用蛋白(FIP200)、自噬相關(guān)蛋白(ATG13)ATG101復(fù)合物，與自噬負(fù)調(diào)控雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信號(hào)復(fù)合物1，并啟動(dòng)細(xì)胞自噬。(2)自噬體膜的延伸:是指圍繞在待降解物周圍的雙層膜結(jié)構(gòu)逐漸延伸，將待降解物完整包繞，隨后形成自噬體的過程。該過程需要其他細(xì)胞器提供膜結(jié)構(gòu)。(3)溶酶體融合自噬體并降解:幾個(gè)SNARE樣蛋白介導(dǎo)溶酶體和自噬體融合;溶酶體內(nèi)的水解酶對(duì)底物進(jìn)行降解，其降解產(chǎn)物被轉(zhuǎn)運(yùn)至胞質(zhì)再次利用。

2 自噬與腫瘤

2.1 自噬的抑癌機(jī)制及其相關(guān)基因

2.1.1 啟動(dòng)自噬性細(xì)胞死亡 在腫瘤的多種治療手段中，其對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用，很多都與啟動(dòng)自噬性細(xì)胞死亡有關(guān)。自噬性細(xì)胞死亡是另一種細(xì)胞死亡方式，不涉及細(xì)胞凋亡或壞死的效應(yīng)分子，或有絲分裂過程中發(fā)生〔2〕。瀕死細(xì)胞中僅有自噬體存在，特別是當(dāng)細(xì)胞質(zhì)體積不減少時(shí)，不能被認(rèn)為自噬性細(xì)胞死亡的標(biāo)志。嚴(yán)格意義的自噬性細(xì)胞死亡是指如果抑制自噬，可以預(yù)防細(xì)胞死亡或最終的細(xì)胞死亡是通過增強(qiáng)的自噬效應(yīng)所介導(dǎo)的而非凋亡或壞死〔2〕。自噬性細(xì)胞死亡在腫瘤治療中發(fā)揮著很重要的作用。

一些抗癌藥物的細(xì)胞毒作用與誘導(dǎo)自噬性細(xì)胞死亡有關(guān)。在肝癌細(xì)胞中拉帕替尼可以啟動(dòng)自噬性細(xì)胞死亡，抑制肝癌細(xì)胞生長(zhǎng)〔5〕。雷帕毒素(Rapamycin)作為 mTOR抑制劑，對(duì)于藥物敏感的膠質(zhì)母細(xì)胞可以直接誘導(dǎo)自噬和自噬性細(xì)胞死亡。而對(duì)于rapamycin耐藥細(xì)胞，抑制磷酸酰肌醇3激酶(PI3K)和蛋白激酶B(Akt)為誘導(dǎo)自噬性細(xì)胞死亡所必需。放療和替莫唑胺均可分別誘導(dǎo)自噬，但放療聯(lián)合替莫唑胺可以更有效地誘導(dǎo)自噬性細(xì)胞死亡。DNA修復(fù)抑制劑:PI3K抑制劑、Akt抑制劑、和mTOR抑制劑可以增強(qiáng)放療敏感性，促進(jìn)自噬性細(xì)胞死亡〔6〕。

2.1.2 通過抑癌基因抑制腫瘤發(fā)生 腫瘤抑癌基因如beclin1，自然殺傷受體蛋白(DAP)激酶和磷酸化腫瘤抑制基因抗原(PTEN)均可調(diào)節(jié)自噬，自噬的缺失或抑制與惡性轉(zhuǎn)化相關(guān)〔7〕。

在腫瘤發(fā)生的早期階段，一些ATG基因起到了抑癌基因的作用。然而，一旦腫瘤發(fā)生，氧化應(yīng)激和腫瘤微環(huán)境激活自噬發(fā)揮促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生存。研究表明在卵巢癌、乳腺癌和腦腫瘤中，beclin 1基因缺失。乳腺癌細(xì)胞株中beclin 1(ATG6)單等位基因缺失，提示在乳腺癌發(fā)生中存在自噬功能減弱。在小鼠腫瘤中，鼠beclin 1基因功能的雜合破壞促進(jìn)腫瘤發(fā)生〔8〕。beclin 1+/-基因敲除小鼠易發(fā)生腫瘤，表明自噬的腫瘤抑制作用〔9〕。

2.1.3 提高治療療效 大量研究表明放療可以提高免疫治療療效，但具體機(jī)制尚不明確。Kim等〔10〕的最新研究表明，放療誘導(dǎo)的自噬可以使細(xì)胞表面的甘露糖-6-磷酸受體(MPR)上調(diào)，從而增強(qiáng)免疫治療療效。

2.2 自噬的促存活功能 多種治療抵抗均與自噬有關(guān)。

2.2.1 化療耐藥 O'Farrill等〔11〕證實(shí)了吉西他濱氣溶膠對(duì)于人骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移的作用。然而吉西他濱治療對(duì)于一部分腫瘤細(xì)胞無(wú)效。抑制吉西他濱誘導(dǎo)的自噬可以提高吉西他濱治療的敏感性。帶有BRAFV600E突變的中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤自噬發(fā)生率很高，對(duì)于藥物或基因水平的自噬抑制敏感。臨床運(yùn)用Raf抑制劑vemurafenib或標(biāo)準(zhǔn)的化療聯(lián)合自噬抑制劑氯喹時(shí)，氯喹能提高療效〔12〕。

S100A8屬于S100鈣結(jié)合蛋白家族，其在白血病細(xì)胞的藥物抵抗中起重要作用。化療耐藥的白血病細(xì)胞株中S100A8水平明顯增高。阿霉素和長(zhǎng)春新堿提高了人白血病細(xì)胞的S100A8水平，上調(diào)自噬。過表達(dá)S100A8增加了藥物抵抗，提高自噬水平。S100A8和自噬調(diào)控基因BECN1相互作用，通過調(diào)控自噬，出現(xiàn)化療耐藥〔13〕。順鉑作為臨床最常用的化療藥，其耐藥機(jī)制與自噬有關(guān)，因此抑制自噬有望克服順鉑耐藥〔14〕。

Chatterjee等〔15〕研究表明在紫衫醇耐藥的肺癌細(xì)胞中miR-17-5p表達(dá)明顯下降。miR-17-5p可以作用于自噬調(diào)控基因beclin 1的3’-UTR。miR-17-5p表達(dá)下降，beclin 1上調(diào)，自噬水平增高，從而造成紫杉醇耐藥。Chittaranjan等〔16〕研究表明抑制自噬可以提高蒽環(huán)敏感或抵抗的三陰性乳腺癌的療效。結(jié)腸癌干細(xì)胞的自噬與化療抵抗明顯相關(guān)〔17〕。

2.2.2 放療抵抗 對(duì)于多藥耐藥的卵巢癌細(xì)胞株(SKVCR)，放療所誘導(dǎo)的自噬為腫瘤細(xì)胞抵抗放療提供了生存的途徑。自噬抑制劑(3MA)，可以提高放療的殺傷效應(yīng)〔18〕。在人食管鱗癌中，同單純放療相比，3MA聯(lián)合放療能顯著減少細(xì)胞活力，并減少自噬發(fā)生，降低beclin-1和LC3-Ⅱ蛋白水平。抑制自噬提高了放療所誘導(dǎo)的凋亡及G2/M期細(xì)胞比例〔19〕。

2.2.3 內(nèi)分泌治療耐藥 對(duì)于ER+的乳腺癌，抗雌激素治療(如他莫昔芬或氟維司群)是重要的治療手段。然而50%的乳腺癌發(fā)展成為獲得性耐藥。自噬被認(rèn)為是這種獲得性耐藥的主要原因。運(yùn)用羥化氯喹(HCQ)、自噬抑制劑可以恢復(fù)抗雌激素治療的敏感性。因此，自噬抑制劑和抗雌激素治療聯(lián)合應(yīng)用于臨床有望克服耐藥，提高療效〔20〕。

轉(zhuǎn)移性前列腺癌經(jīng)一段時(shí)間的去雄激素治療后發(fā)展為去勢(shì)抵抗很常見。在去勢(shì)抵抗的前列腺癌細(xì)胞中對(duì)雄激素受體抑制劑、Enzalutamide(MDV-3100，ENZA)耐藥的機(jī)制中，自噬發(fā)揮了很重要的作用?？剐奂に刂委熣T導(dǎo)的自噬通過AMPK激活和mTOR抑制調(diào)控。通過藥物或基因水平的自噬阻斷可顯著減少前列腺癌細(xì)胞的存活。因此對(duì)于抗雄治療耐藥的前列腺癌運(yùn)用自噬抑制劑有望恢復(fù)抗雄治療的敏感性〔21〕。

2.2.4 分子靶向治療耐藥 索拉非尼是進(jìn)展期肝癌的一線治療藥物，然而索拉非尼獲得性耐藥限制了其療效，Akt激活與其獲得性耐藥有關(guān)。抑制Akt可以恢復(fù)對(duì)索拉非尼的敏感性，使自噬從保護(hù)腫瘤細(xì)胞的作用轉(zhuǎn)化為促進(jìn)細(xì)胞死亡〔22〕。

克唑替尼對(duì)于ALK陽(yáng)性的非小細(xì)胞肺癌獲得了很好的臨床療效，然而，獲得性耐藥在運(yùn)用1年時(shí)幾乎不可避免地發(fā)生。自噬與獲得性耐藥相關(guān)。運(yùn)用自噬抑制劑氯喹可以恢復(fù)克唑替尼耐藥細(xì)胞株 H3122CR-1對(duì)克唑替尼的敏感性〔23〕。Li等〔24〕的研究表明抑制自噬可以進(jìn)一步提高表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)突變的非小細(xì)胞肺癌中厄洛替尼的敏感性，表明自噬起到保護(hù)腫瘤細(xì)胞的作用。

2.2.5 其他治療耐藥 Oleanolic acid可以促進(jìn)很多腫瘤細(xì)胞凋亡。然而一些腫瘤細(xì)胞對(duì)Oleanolic acid的促凋亡作用出現(xiàn)抵抗。研究表明這與Oleanolic acid誘導(dǎo)的保護(hù)性自噬有關(guān)。抑制自噬可以提高Oleanolic acid的抗腫瘤療效〔25〕。

自噬在腫瘤中的不同作用如圖〔1，26〕，自噬可以通過減少炎癥和基因的不穩(wěn)定性來(lái)抑制腫瘤發(fā)生。一旦腫瘤形成，自噬可以通過促進(jìn)轉(zhuǎn)移和對(duì)治療的抵抗使得腫瘤進(jìn)展。此外，自噬可以通過啟動(dòng)自噬性細(xì)胞死亡殺滅腫瘤細(xì)胞。自噬是一把雙刃劍。只有充分理解自噬在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用，才能更好地控制腫瘤，并針對(duì)自噬為腫瘤治療提高新靶點(diǎn)。

圖1 自噬在腫瘤中的作用〔26〕

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