陶貴珠，鄭洪

(遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，貴州遵義563000)

由于缺乏早期有效的篩查診斷手段，超過70%的卵巢癌確診時(shí)即為晚期(Ⅲ期或Ⅳ期)，病情進(jìn)展迅速[1,2]。2017年美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)《臨床實(shí)踐指南》指出，在美國(guó)每年約有22 440例新確診的卵巢癌患者，其中約14 080例死亡[3]。探索有效的卵巢癌診斷性生物標(biāo)志物及有效治療靶點(diǎn)是必要的。FOXO屬于叉頭框(forkhead box，F(xiàn)OX)轉(zhuǎn)錄因子A-S共19個(gè)亞家族中的“O”亞家族，其主要成員包括FOXO1 (FKHR)、FOXO3(FKHRL1)、FOXO4(AFX)、FOXO6。作為抑制細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的腫瘤抑制因子，F(xiàn)OXO蛋白活性的變化可以影響卵巢癌細(xì)胞的增殖、凋亡、轉(zhuǎn)移及卵巢癌耐藥和預(yù)后，從而影響卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展。調(diào)控FOXO的主要上游信號(hào)途徑有磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphoinositide 3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,PKB或Akt)、絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)、絲氨酸/蘇氨酸激酶(Minibrain-relatedkinase/Dualspecificitytyrosine-phosphorylation-regulated kinase1B，Mirk/Dyrk1B)、I-κB激酶(inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase，IKK)、c-Jun激活域結(jié)合蛋白1(c-Jun activation domainbinding protein 1,Jabl)、硫氧化還原蛋白1(thioredoxin,Trx1)等信號(hào)途徑。FOXO蛋白的活性主要通過上游信號(hào)途徑使其發(fā)生磷酸化而改變，磷酸化的FOXO與14-3-3蛋白結(jié)合，使其由細(xì)胞核易位至細(xì)胞質(zhì)，轉(zhuǎn)錄活性下調(diào)而轉(zhuǎn)錄功能受抑制[4]。現(xiàn)將上述信號(hào)通路通過調(diào)控FOXO蛋白活性在卵巢癌發(fā)生發(fā)展中的作用研究進(jìn)展情況綜述如下。

1 PI3K/Akt信號(hào)通路的作用

與正常卵巢組織相比，卵巢癌組織中PI3K/Akt信號(hào)通路存在異?；罨Ｂ殉舶┙M織中PI3K突變率上升，Akt表達(dá)明顯增加，PI3K/Akt信號(hào)通路被認(rèn)為是卵巢癌進(jìn)展中涉及的主要信號(hào)通路之一[5,6]。PI3K/Akt信號(hào)通路調(diào)節(jié)的下游關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子之一為FOXO蛋白。受生長(zhǎng)因子刺激后，PI3K/Akt信號(hào)通路被激活，活化的Akt使FOXO蛋白的三個(gè)殘基(FOXO1的Thr24、Ser256和Ser319，F(xiàn)OXO3a的Thr32、Ser253和Ser315)磷酸化而失活。PI3K/Akt信號(hào)通路主要負(fù)向調(diào)節(jié)FOXO1、FOXO3a和FOXO4蛋白的轉(zhuǎn)錄活性，F(xiàn)OXO6蛋白的活性調(diào)節(jié)對(duì)經(jīng)典PI3K/Akt信號(hào)通路的依賴性較小。

戈舍瑞林是一種促性腺激素釋放激素激動(dòng)劑，對(duì)卵巢癌細(xì)胞有促凋亡作用，戈舍瑞林可降低Akt活性，敲除FOXO1則消除了戈舍瑞林誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡作用[7]。上調(diào)FOXO1依賴于PI3K/Akt信號(hào)通路，所以戈舍瑞林可能通過PI3K/Akt信號(hào)通路上調(diào)FOXO1蛋白的表達(dá)來促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞凋亡，PI3K/Akt/FOXO1途徑可能是卵巢癌中一個(gè)非常有意義的治療靶點(diǎn)。給予姜黃素可引起卵巢癌細(xì)胞株SKOV3中的miR-9的表達(dá)增加，導(dǎo)致磷酸化的Akt和FOXO1蛋白表達(dá)顯著下降,同時(shí)阻礙了SKOV3細(xì)胞增殖并刺激其凋亡[8]。Jang等[9]發(fā)現(xiàn)褪黑素顯著降低順鉑介導(dǎo)的10號(hào)染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源物(Phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten, PTEN)磷酸化，PTEN是休眠卵泡激活的關(guān)鍵負(fù)調(diào)節(jié)因子，它還可阻止順鉑誘導(dǎo)的Akt、GSK3β及FOXO3a的磷酸化，而這些蛋白都可激活卵泡，表明褪黑激素通過阻止PTEN/Akt/FOXO3a途徑的磷酸化來減弱順鉑誘導(dǎo)的卵泡喪失，是女性癌癥患者在化療過程中保護(hù)卵巢和保留生育能力的潛在治療劑[10]。卵巢癌組織中 Akt過度活化可促進(jìn)磷酸化的FOXO蛋白的增加并促進(jìn)癌細(xì)胞增殖，恢復(fù)FOXO蛋白的活性則被認(rèn)為是一種有力的抗癌手段。

2 MAPK信號(hào)通路的作用

MAPK包括ERK、p38、JNK和ERK5共4個(gè)亞族。當(dāng)細(xì)胞發(fā)生氧化應(yīng)激時(shí)，JNK可直接磷酸化FOXO和14-3-3蛋白，通過阻止其與14-3-3蛋白結(jié)合來刺激FOXO的核易位；Akt和ERK5使FOXO蛋白磷酸化則分別引起其細(xì)胞質(zhì)保留或降解，導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。卵巢癌組織中MAPK信號(hào)通路異?；罨?。FOXO蛋白相關(guān)的PI3K/Akt和MAPK信號(hào)通路并非單獨(dú)發(fā)揮作用，而是互相影響，導(dǎo)致最終的生物學(xué)效應(yīng)。Puma蛋白屬于Bcl-2家族成員，JNK途徑不僅促進(jìn)Puma的表達(dá)，還可調(diào)節(jié)Akt-FOXO3a通路，JNK的雙重作用可以有效地觸發(fā)耐藥卵巢癌細(xì)胞中Puma的活化和細(xì)胞凋亡，這些研究為克服卵巢癌耐藥提供了相關(guān)的分子機(jī)制[11]。有趣的是，紫外線照射可激活JNK途徑，進(jìn)而使ERK和Akt失活，結(jié)果導(dǎo)致FOXO3a核易位和其下游基因Bim表達(dá)[12]。在Akt介導(dǎo)FOXO1 Ser319磷酸化之后，F(xiàn)OXO1與IQ結(jié)構(gòu)域GTP酶活化蛋白1結(jié)合阻礙了ERK1/2磷酸化(p-ERK1/2)，而用PI3K抑制劑或紫杉烷治療導(dǎo)致乳腺癌細(xì)胞FOXO1定位至胞核中，則增加了其p-ERK1/2的表達(dá)以及耐藥性[13]。對(duì)HeLa細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn)，紫鉚因可增強(qiáng)順鉑對(duì)HeLa細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制和凋亡誘導(dǎo)作用，可能與其抑制AKT、ERK、p38 MAPK活性進(jìn)而作用于它們的共同靶點(diǎn)FOXO蛋白有關(guān)[14]。這些研究表明，MAPK信號(hào)途徑可以通過調(diào)控FOXO蛋白的表達(dá)來影響卵巢癌細(xì)胞的增殖、凋亡。

3 Mirk/Dyrk1B信號(hào)通路的作用

FOXO1可被Mirk/Dyrk1B磷酸化，導(dǎo)致FOXO1從細(xì)胞核穿梭進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，這可能是Mirk/Dyrk1B介導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞存活的一個(gè)機(jī)制[15]。Gao等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在手術(shù)切除的卵巢癌組織中，75%的卵巢癌組織中Mirk/Dyrk1B呈異常激活狀態(tài)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)在8種卵巢癌細(xì)胞系中有5種細(xì)胞中Mirk/Dyrk1B蛋白呈過表達(dá)狀態(tài)，且其與FOXO1、 FOXO3a的蛋白表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)。通過小干擾RNA沉默Mirk表達(dá)可促進(jìn)FOXO1和FOXO3a的核易位，并伴隨著Bim、TRADD、Caspase-3和PARP蛋白表達(dá)的增加，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡并增加卵巢癌細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性。此外，與單獨(dú)沉默Mirk相比，同時(shí)沉默Mirk與FOXO1、FOXO3a可導(dǎo)致極低水平的卵巢癌細(xì)胞凋亡并降低了卵巢癌細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性，表明FOXO參與Mirk介導(dǎo)的細(xì)胞存活和卵巢癌的化療敏感性。

此外，Hedgehog(Hh)信號(hào)通路在胚胎性腫瘤的形成中起著重要作用，除了刺激成熟的GLI家族(鋅指蛋白)轉(zhuǎn)錄因子之外，Hh配體還可以促進(jìn)Akt/mTOR激酶磷酸化，進(jìn)一步促進(jìn)癌基因的異常激活，在致瘤過程中扮演著重要角色。Singh等[17]研究發(fā)現(xiàn)，Mirk/Dyrk1B可作為Hh與Akt/mTOR之間的信號(hào)傳導(dǎo)介質(zhì)來激活A(yù)kt/mTOR，抑制Mirk/Dyrk1B可使Akt的磷酸化和GLI的表達(dá)穩(wěn)定下調(diào)。在人類卵巢癌細(xì)胞中已證實(shí)，聯(lián)合使用Mirk/Dyrk1B拮抗劑與Akt/mTOR抑制劑可導(dǎo)致GLI的靶向抑制和細(xì)胞毒性。Mirk/Dyrk1B通過調(diào)節(jié)FOXO核易位在卵巢癌細(xì)胞存活中發(fā)揮著重要作用，這可能會(huì)成為卵巢癌的新型治療靶點(diǎn)。

4 IKK信號(hào)通路的作用

IKK是NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵調(diào)控因子，與腫瘤發(fā)生相關(guān)的IKK包括IKKα、IKKβ、IKKγ、IKKε，IKK抑制劑IMD-0354可以抑制卵巢癌細(xì)胞的黏附和侵襲活性，同時(shí)抑制卵巢腫瘤內(nèi)血管生成[18]。Hsu等[19]觀察了120例份卵巢癌標(biāo)本中IKKε的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)其在原發(fā)灶胞質(zhì)中的表達(dá)相對(duì)于轉(zhuǎn)移性灶胞質(zhì)中的表達(dá)明顯升高，并且與卵巢癌臨床預(yù)后不佳有關(guān)。金蘭諾芬可降低卵巢癌細(xì)胞胞質(zhì)中IKKβ蛋白和FOXO3a蛋白的表達(dá)水平，而核FOXO3a蛋白水平顯著增加，金蘭諾芬可能通過下調(diào)IKKβ表達(dá)，然后觸發(fā)FOXO3a蛋白從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中，進(jìn)一步誘導(dǎo)下游基因Bim、Bax的表達(dá)，從而顯示其抗癌效果[20]。以上研究結(jié)果提示，IKK是調(diào)控卵巢癌侵襲和轉(zhuǎn)移的一個(gè)關(guān)鍵分子，抑制IKK信號(hào)通路可成為卵巢癌治療的策略之一。

5 Jab1信號(hào)通路的作用

Jab1是COP9信號(hào)體的第五個(gè)亞單位，是一種多功能蛋白質(zhì)復(fù)合物，其參與調(diào)節(jié)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)穩(wěn)定性。Jab1在各種類型的癌癥中過表達(dá)。Wang等[21]對(duì)70例上皮性卵巢癌患者的瘤組織中的Jab1進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，84.3%(59/70)Jab1蛋白過表達(dá)，且Jab1表達(dá)與胞質(zhì)的p27及磷酸化的p27(Ser10)表達(dá)呈正相關(guān)，Jab1、胞質(zhì)p27和Ser10過表達(dá)與卵巢癌不良臨床病理改變顯著相關(guān)；轉(zhuǎn)染Jab1至卵巢癌HO-8910細(xì)胞中導(dǎo)致其p27表達(dá)降低，并且這種p27表達(dá)降低對(duì)26S蛋白酶體抑制劑敏感，Jab1的過表達(dá)引起p27核輸出并從Cdk2 /細(xì)胞周期蛋白復(fù)合物解離。Jab1是p27的負(fù)調(diào)控因子，推測(cè)其可能與上皮性卵巢腫瘤的進(jìn)展和預(yù)后有關(guān)。Lu等[22]的研究發(fā)現(xiàn)，在卵巢癌中Jab1與FOXO3a的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，且FOXO3a低表達(dá)與卵巢癌分期和淋巴結(jié)受累顯著相關(guān)。Jab1的激活可調(diào)節(jié)FOXO3a與核輸出蛋白之間的關(guān)系來誘導(dǎo)FOXO3a的核易位，從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。因此，我們可開發(fā)新型治療藥物抑制Jab1的表達(dá)，用于卵巢癌的治療。

細(xì)胞周期相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子E2F是啟動(dòng)細(xì)胞增殖和細(xì)胞死亡的蛋白質(zhì)家族，Jab1促進(jìn)E2F1誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，促進(jìn)E2F下游靶基因如Cyp26b1和AMPKα2促凋亡蛋白的表達(dá)，Jab1/E2F1復(fù)合物位于E2F1凋亡啟動(dòng)子和G2/M啟動(dòng)子上。PI3K激活通過干擾Jab1/E2F1復(fù)合物的形成來阻斷E2F1/Jab1誘導(dǎo)的凋亡靶基因的表達(dá)。有學(xué)者[23]檢測(cè)到卵巢癌、乳腺癌中Jab1水平升高與PI3K活性之間高度相關(guān)，提示在這些腫瘤中Jab1升高可能會(huì)避免觸發(fā)促進(jìn)E2F1誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

6 Trx1信號(hào)通路的作用

耐藥性是卵巢癌化療失敗的常見原因，但是對(duì)耐藥性調(diào)節(jié)的分子機(jī)制并不清楚，F(xiàn)OXO蛋白在卵巢癌耐藥機(jī)制中的作用尚未闡明。Trx1是一種氧化還原蛋白，可以對(duì)多種轉(zhuǎn)錄因子包括FOXO進(jìn)行氧化還原調(diào)節(jié)。Park等[24]發(fā)現(xiàn)卵巢癌患者血清中Trx1水平顯著高于正常人和非癌癥性炎性疾病患者，提出血清Trx1可與CA125聯(lián)合檢測(cè)用于卵巢癌的早期診斷。

FOXO1在紫杉醇耐藥的卵巢癌細(xì)胞系中的表達(dá)顯著上調(diào)，紫杉醇耐藥細(xì)胞系中的FOXO1沉默則降低其抗藥性，表明FOXO1與紫杉醇誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性相關(guān)并且有助于增強(qiáng)卵巢癌的耐藥性[25]。Wang等[26]發(fā)現(xiàn)紫杉醇處理的卵巢癌A2780細(xì)胞可明顯增加Trx1和FOXO1的活性及蛋白表達(dá)水平，而紫杉醇處理A2780/PTX細(xì)胞后其Trx1和FOXO1的活性及蛋白表達(dá)水平變化不明顯，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)Trx1和FOXO1共同參與了紫杉醇誘導(dǎo)的卵巢癌耐藥性，Trx1與FOXO1結(jié)合可增強(qiáng)FOXO1的轉(zhuǎn)錄活性，沉默 FOXO1消除了Trx1誘導(dǎo)的耐藥性。這些研究為開發(fā)針對(duì)卵巢癌耐藥性的控制方法提供了思路。

7 其他FOXO蛋白相關(guān)信號(hào)通路的作用

卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展，并非是單個(gè)信號(hào)通路單獨(dú)發(fā)揮作用，相關(guān)的信號(hào)通路往往是錯(cuò)綜復(fù)雜的。輸出蛋白1(XPO1)參與了多種抑癌蛋白如p53和FOXO家族蛋白質(zhì)的核輸出，XPO1抑制劑Selinexor在多種卵巢癌細(xì)胞系中表現(xiàn)出顯著的抗增殖作用。Corno等[27]研究發(fā)現(xiàn)Selinexor誘導(dǎo)FOXO1核定位并改善順鉑在卵巢癌細(xì)胞系IGROV-1中的作用，而FOXO1可以增強(qiáng)Selinexor與順鉑之間的協(xié)同作用。卵巢癌中AMPK-FOXO信號(hào)通路雖無相關(guān)報(bào)導(dǎo)，但Kim等[28]指出在乳腺癌中紫杉醇誘導(dǎo)FOXO3a表達(dá)并以AMPK依賴性方式增加FOXO3a的磷酸化，紫杉醇的抗癌作用與激活A(yù)MPK/EF1α/FOXO3信號(hào)傳導(dǎo)途徑相關(guān)。Diep等[29]用R5020作用于卵巢癌細(xì)胞后，不僅調(diào)節(jié)FOXO1的表達(dá)，而且和FOXO1結(jié)合后可以激活促進(jìn)細(xì)胞衰老的蛋白p15、p16、p21 及p27的表達(dá)。此外，F(xiàn)OXO與Wnt/β-catenin信號(hào)通路也有著密切關(guān)系，該信號(hào)通路可調(diào)節(jié)FOXO1在細(xì)胞中的定位，從而影響細(xì)胞的增殖及凋亡。全基因組測(cè)序發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)OXO1在骨肉瘤中的表達(dá)常常是缺失的，激活FOXO1可以抑制骨肉瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，而這可能與抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路活性有關(guān)[30]。不過，卵巢癌中FOXO1是否通過Wnt信號(hào)通路的活性來影響卵巢癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移還未見報(bào)道。

綜上所述，無論是PI3K-Akt、ERK、JNK、Mirk/ Dyrk1B、IKK、AMPK、Wnt/β- catenin等信號(hào)通路使FOXO磷酸化，還是Trx1對(duì)FOXO進(jìn)行氧化還原調(diào)節(jié)，或者Jab1、XPO1影響FOXO的核輸出等，都是通過調(diào)節(jié)FOXO轉(zhuǎn)錄活性或蛋白表達(dá)而影響卵巢癌細(xì)胞的增殖、凋亡、耐藥等。靶向增強(qiáng)FOXO活性可能在卵巢癌治療發(fā)揮作用，但卵巢癌的發(fā)生發(fā)展并非是單個(gè)信號(hào)通路單獨(dú)發(fā)揮作用，往往是多個(gè)信號(hào)通路相互影響、相互調(diào)節(jié)。深入了解FOXO及相關(guān)信號(hào)通路的交互作用、調(diào)節(jié)機(jī)制可能為卵巢癌的診斷及治療提供新的方向。