劉丁峰　章圣朋　劉曉平

【摘 要】正常細胞變成癌細胞的過程中經歷了一系列的遺傳和表觀遺傳變化，其中B 細胞淋巴瘤/白血病-2（B cell lymphoma/leukemia-2，Bcl-2）在眾多的腫瘤細胞中都有高表達，高表達的Bcl-2能形成凋亡抵抗而使癌細胞對化療產生耐藥性，從而使化療藥失去效用。由此可見，針對這些變化的治療手段可能對腫瘤以及耐藥腫瘤有治療效果。在過去的30年里，無數(shù)研究者通過對Bcl-2調控的凋亡通路的研究，促進了一系列拮抗Bcl-2蛋白的小分子化合物的發(fā)展。本文就對Bcl-2蛋白的發(fā)現(xiàn)、研究、家族情況以及在腫瘤發(fā)生發(fā)展和治療中的作用做綜述。

【關鍵詞】Bcl-2；凋亡抵抗；耐藥性

【Abstract】A set of genetic and epigenetic alterations are the mark of tumor formation，and Bcl-2（B cell lymphoma/leukemia-2，the Bcl-2） has high expression in numerous tumor cells，high expression of Bcl-2 can form apoptosis resistance and make the cancer cells develop resistance to chemotherapy. It follows that therapies designed to counter these alterations might be effective as anti-cancer strategies.In the past 30 years，numbers of researchers has promoted the development of small-molecule compounds to against the Bcl-2 protein.This article focuses on the discovery and study of BCL-2，the wider BCL-2 protein family and，specifically，its roles in cancer development and therapy.

【Key words】Bcl-2；Apoptosis resistance；Drug resistance

雖然細胞凋亡相關研究持續(xù)了很多年，但是直到20世紀80年代，它還是一個深奧的課題。今天，細胞凋亡的研究已經成為一個大的研究領域。Bcl-2這個蛋白，它在動物進化中高度保守，伴隨著細胞凋亡的始終。而染色體易位導致的Bcl-2激活又與人類惡性疾病密切相關，這些因素激起了人們對它的興趣。也因此Bcl-2被認為是抑制細胞凋亡的標志物。

1 Bcl-2家族的發(fā)現(xiàn)與分類

Bcl-2的發(fā)現(xiàn)，最先做出貢獻的是Fukuhara和Rowley針對人卵泡淋巴瘤t（14；18）染色體易位的研究[1]，他們的研究促進了后來的染色體斷點的克隆。Tsuji-moto等在1985年研究克隆濾泡性非何杰金B(yǎng) 細胞淋巴瘤最常見的轉位t（14；18）過程中發(fā)現(xiàn)Bcl-2（B 細胞淋巴瘤/白血病-2）基因[2-3]。

從發(fā)現(xiàn)Bcl-2到現(xiàn)在，數(shù)百個研究組揭示了Bcl-2家族的16個成員，現(xiàn)將它們分為了3大類。1）促細胞存活的蛋白，包括 Bcl-2、Bcl-xL、Mcl-1（（myeloid cell leukaemia sequence 1，髓細胞白血病序列1）、Bcl-w（也被稱為BCL2L2）、BCL-B（也被稱為BCL2L10）和 A1（也被稱為BFL1）。2）擁有多個BH結構域的促細胞凋亡蛋白，如BAX、BAK和BOK等。3）只有BH3結構域的促細胞凋亡蛋白，BIM、PUMA等。

2 Bcl-2蛋白在細胞生命活動中的作用

實驗證明原癌基因v-abl和v-fms的表達能使IL-3依賴的小鼠骨髓細胞FDC-P1在無生長因子的環(huán)境中生長，而且能在小鼠體內形成腫瘤[4-5]。Bcl-2表達體系轉入到此細胞中，在無生長因子情況下培養(yǎng)，雖然細胞不增殖，但是對照組是無法存活的，當這株細胞重新放入有IL-3的培養(yǎng)基中，細胞又可以增殖[6]。

這結果揭示了，Bcl-2不能影響細胞增殖，但是能促使細胞在無生長因子的環(huán)境下存活。Korsmeyer發(fā)現(xiàn)Bcl-2轉基因的小鼠會積累過剩的B淋巴細胞，這些細胞能在培養(yǎng)中免于死亡。眾多研究組的進一步研究證實不同細胞系以及原代細胞在應激情況下過度表達的Bcl-2能夠形成凋亡抵抗[7]。

總體來說，這些發(fā)現(xiàn)說明Bcl-2蛋白不同于當時發(fā)現(xiàn)的其他原癌蛋白，因為它不會促進細胞生長和增殖，它的作用是讓細胞耐受細胞程序性死亡，從而使細胞存活下來。這些異常的細胞存活下來會向癌細胞轉變。因此，Bcl-2做為第一個細胞死亡環(huán)節(jié)的開關，被研究者們克隆出來，作為一類抑制細胞死亡的原癌模型被研究。

3 Bcl-2家族中的促細胞凋亡蛋白及其作用機制

Korsmeyer發(fā)現(xiàn)BAX和Bcl-2的免疫共沉淀反應，他還發(fā)現(xiàn)這兩個蛋白有共同的BH結構域。令人驚訝的是，BAX過渡表達促進細胞凋亡，而不是抑制[8]。這也讓人們知道了Bcl-2家族不僅有促細胞存活的蛋白還有促細胞凋亡蛋白，他們調控細胞凋亡是通過直接的相互作用。另一個促細胞凋亡成員BAK于1995年被克隆。BOK在1997年被克隆。

Korsmeyer團隊發(fā)現(xiàn)BID在caspase8的剪切下，形成活性蛋白tBID，它結合Bcl-2，拮抗其作用，結合BAX，激活其作用產生。這為凋亡蛋白BAX靠只有一個BH3結構域蛋白激活提供依據(jù)[9]。

沒有外界刺激通常會伴隨小鼠BID缺失，隨后的生化研究和基因研究表示，它們的肝細胞卻能應對FAS引起的凋亡[10]。這結果確認了I型/II型模式，死亡受體FAS能以兩種途徑誘導細胞凋亡，一種包含了BID，一種不包括BID。I型模式中的淋巴細胞中，過量表達的Bcl-2不能阻止凋亡的進行，因為caspase8的活化是足夠的。相反的，在II型模式中，如肝細胞，胰腺B細胞，F(xiàn)AS誘導的細胞凋亡要依賴caspase引導的tBID的形成，tBID形成之后激活BAX、BAK，拮抗Bcl-2，從而形成凋亡。

wang和同事們在細胞體外培養(yǎng)時，發(fā)現(xiàn)凋亡過程中，BAX由胞質轉移到線粒體形成孔道幫助細胞色素c釋放[11]。Bcl-2能抑制細胞色素c的釋放[12]。盡管細胞色素c的釋放對APAF1介導的caspase9激活以及一系列下游caspase的激活至關重要，但是，值得一說的是，就算缺乏APAF1和caspase9，BAX和BAK對于細胞凋亡的作用也足夠了。因此，在哺乳動物中，BAX和BAK的激活是細胞凋亡的標志，caspase的激增對細胞裂解很重要[13-14]。

4 Bcl-2小分子抑制劑的發(fā)現(xiàn)

類似Bcl-2結構的蛋白在促癌細胞存活的作用顯而易見，當藥物拮抗這些蛋白時，可能對癌癥會有治療作用。早期此類藥物的研究集中在反義寡核苷酸的開發(fā)。后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)，這些反義核苷酸的作用是誘導了干擾素得到的，而不是抑制了Bcl-2的表達[15]。通過篩選，棉子酚等被報道能抑制BAX、BAK雙敲除細胞中的Bcl-2的表達[16-17]。ABT-737結合并抑制Bcl-2、Bcl-XL、BCLW，結構類似于BH3。體內體外實驗證明，ABT-737能單獨殺滅多種癌細胞，當配合化療藥物，殺滅的癌細胞范圍更廣。應用BAX、BAK雙敲除小鼠細胞所做的研究確認了ABT-737和臨床使用的替代者ABT-263殺滅癌細胞是BAX、BAK依賴的[18-21]。

在臨床試驗中，ABT-263在慢性淋巴細胞白血病患者身上單獨使用能減輕腫瘤的危害。在臨床前研究中，ABT-263配合其他傳統(tǒng)的治療方法對其他多種腫瘤有效，包括某些肺癌。然而，由于Bcl-XL對血小板的存活很關鍵，而BAX、BAK能引導血小板減少癥，這限制了ABT-263在病人身上的用量，這成為限制這類化合物作用的因素[22-23]。

由于以上原因，ABT-199應運而生，它不作用于Bcl-XL，從而不造成血小板減少癥。這種復合物在癌癥I期的治療中展現(xiàn)了非常好的療效，又單獨應用于三期治療，特別是那些復發(fā)的或者頑固的淋巴惡性腫瘤[24-25]。ABT-199隨后被研究者聯(lián)合其它抗腫瘤治療方案，如抗CD20單克隆抗體，結果如ABT-263一樣能減輕癌癥患者的負擔。臨床研究揭示，類似BH3結構的復合物作用Bcl-2蛋白能殺死血液相關腫瘤細胞[26]。

由于MCL1在很多類型腫瘤中高度表達，并且被證實對腫瘤的存活有促進作用。因此針對MCL1的高親和性的復合物被人們熱切希望合成出來，作為研究工具和藥物來使用。但是這類MCL1拮抗劑要謹慎使用，因為MCL1蛋白對很多正常細胞的生存極其關鍵，這包括心肌細胞和神經元細胞[27]。

類似BH3結構的復合物與標準化療方案配合，尤其是與那些引起DNA損傷的治療方案配合，往往會有副作用，因為聯(lián)合的藥物不僅能傷害腫瘤細胞，還能殺害普通細胞。與只作用于癌細胞的藥物聯(lián)合，如CD20單克隆抗體，或者是原癌激酶拮抗劑（伊馬替尼、吉非替尼、艾洛替尼等），這些都是選擇殺傷癌癥細胞的有前途的策略。

5 結語

Bcl-2的拮抗劑以及類似BH3結構的藥物給人們帶來治療癌癥的希望。然而，挑戰(zhàn)依然存在。臨床試驗結果看起來令人興奮，迄今為止，無類似BH3結構的藥物已經在臨床上使用。一旦獲得批準，確定最優(yōu)的使用，最優(yōu)的配合方案將等待人們探尋。

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[責任編輯：田吉捷]