劉潔 徐冰雁 胡晶 戴娜 何迎春 胡梅
鼻咽癌是我國南方地區(qū)高發(fā)的頭頸部惡性腫瘤,又稱“廣東瘤”,其晚期轉(zhuǎn)移以淋巴道轉(zhuǎn)移和血道轉(zhuǎn)移為主[1],但目前針對鼻咽癌轉(zhuǎn)移的治療手段有限,這也是鼻咽癌致死的重要原因[2]。降低鼻咽癌細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力,相關領域的研究越來越多,通過一系列實驗技術如:創(chuàng)傷愈合實驗、Transwell細胞侵襲實驗、免疫組化、Western Blot及PCR,弄清鼻咽癌轉(zhuǎn)移相關蛋白及分子機制,有望為針對鼻咽癌轉(zhuǎn)移的靶向治療提供明確的方向,也有助于指導相關藥物的研發(fā)。
在相關研究領域中,Wnt是研究得十分清晰的通路之一,Wnt信號通路與腫瘤的發(fā)生發(fā)展以及轉(zhuǎn)歸預后關系密切,不僅通過自身介導的信號通路促進腫瘤轉(zhuǎn)移,還與其他通路如PI3K/AKT/Notch等直接或間接協(xié)同誘導上皮細胞間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)[3],Wnt/β-catenin通路磷酸化水平異常增高,還可以增加血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)的生成,進一步促進新的腫瘤血管的形成,同時能夠上調(diào)MMP家族和下游靶基因的表達水平,加強對細胞外基質(zhì)的降解作用,從而促進腫瘤細胞的擴散和侵襲轉(zhuǎn)移。Wnt主要通過誘發(fā)EMT現(xiàn)象促進鼻咽癌細胞轉(zhuǎn)移,且涉及多個關鍵蛋白,如:鈣黏素(Cadherin)、轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)、內(nèi)皮素(ET)、基質(zhì)金屬蛋白(MMP)等。如ZNF488通過激活Wnt/β-catenin信號通路,誘導EMT的發(fā)生,從而增強鼻咽癌細胞侵襲能力[4]。且Zhang J等[5]利用Western Blot和RT-PCR技術檢測發(fā)現(xiàn)過表達的YPEL3能夠下調(diào)Wnt/β-catenin信號通路及其下游蛋白的表達,從而抑制鼻咽癌細胞EMT發(fā)展進程,阻礙鼻咽癌細胞轉(zhuǎn)移。當Wnt信號通路磷酸化水平異常增高,β-catenin大量進入細胞核聚集,Cadherin/Catenin復合體降低,導致正常上皮結構缺失,破壞了細胞上皮結構的穩(wěn)定性,最終導致鼻咽癌細胞的浸潤和轉(zhuǎn)移。腫瘤轉(zhuǎn)移抑制因子如ZNRF3過表達可明顯降低β-catenin在鼻咽癌細胞中的表達水平,同時減弱EMT效應[6]。
MAPK主要由p38、JNK、ERK三個家族組成,在許多惡性腫瘤中呈高度活化狀態(tài),與腫瘤發(fā)生發(fā)展關系密切。三者異常高表達均可上調(diào)MMP家族表達水平,促進細胞外基質(zhì)降解,當這三條途徑被抑制時,鼻咽癌細胞侵襲能力被降低,如抑制p38MAPK信號通路的表達,則進一步抑制MMP-1的活性[7];抑制JNK/SP-1信號通路,可以調(diào)控TPA誘導的MMP-9過表達,從而阻遏鼻咽癌細胞的運動[8];抑制ERK1/2信號通路降低MMP-2的表達水平,從而抑制鼻咽癌細胞侵襲和遷移[9]。
與p38、JNK相比,ERK是研究報道較多的一條通路,與鼻咽癌細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關,主要介導細胞外基質(zhì)降解及EMT轉(zhuǎn)化,多種刺激因子如細胞因子、生長因子、病毒、G蛋白偶聯(lián)受體的配體以及癌基因等都能夠使ERK活化,同時ERK又能夠調(diào)控核轉(zhuǎn)錄因子如 AP-1、NF-кB等的表達。Meng DF等[10]通過基因敲除和免疫組化實驗發(fā)現(xiàn)高表達的CIP4可激活EGFR/ERK/MMP-2信號軸,促進細胞外基質(zhì)降解,提高鼻咽癌細胞侵襲能力,CXCL5和CXCR2的異位表達可以激活ERK/GSK-3β/snail信號通路,從而誘導EMT[11]。研究發(fā)現(xiàn),多個腫瘤抑制因子介導此通路發(fā)揮抑癌作用,CLCA2通過抑制FAK/ERK信號傳導和EMT進程[12],RERG通過抑制ERK/NF-γB信號傳導和腫瘤血管生成[13],阻礙了鼻咽癌細胞的遷移和侵襲;BPIFB1通過抑制FAK/SRC/ERK信號通路,下調(diào)VTN和VIM的表達,阻礙了EMT,明顯抑制了鼻咽癌細胞侵襲和肺轉(zhuǎn)移[14]。
PI3K是一種位于細胞質(zhì)的信號蛋白,能夠調(diào)控其下游目標蛋白AKT的磷酸化水平,是PI3K/AKT信號通路的主要成員。PI3K/AKT信號轉(zhuǎn)導通路主要與細胞的運動以及血管的發(fā)生相關[15],其發(fā)揮作用的途徑主要有:①在轉(zhuǎn)移型鼻咽癌中pAKT的表達與E-cadherin蛋白的表達呈負相關,當阻斷PI3K/AKT信號通路,則能夠促進E-cadherin蛋白的表達,使細胞與細胞、細胞與間質(zhì)之間的粘附性保持穩(wěn)態(tài),從而下調(diào)EMT效應,并抑制鼻咽癌細胞向其它部位浸潤、侵襲和轉(zhuǎn)移。Ke L等[16]實驗發(fā)現(xiàn),磷酸化的SRC通過激活PI3K/AKT信號通路及細胞骨架重構,誘導EMT過程,促進鼻咽癌轉(zhuǎn)移,而PP2亦通過此通路阻滯p-SRC誘導的EMT。②磷酸化的PI3K/AKT信號通路能夠增加MMP-7的表達水平,MMP-7可以降解細胞外基質(zhì),促進腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移和侵襲;在Wang B等[17]的研究中,DAB2IP作用于PI3K/Akt信號通路降低其下游靶點MMP-7的水平,抑制了鼻咽癌的轉(zhuǎn)移潛能。③在缺氧條件下,磷酸化的PI3K/Akt信號通路促進低氧誘導因子1α(HIF-1α)的表達,進一步增加VEGF的表達,使腫瘤血管新生,增強腫瘤細胞的遷移能力。一些微小RNA參與了此過程,miRNA Let-7通過抑制PI3K/PTEN/AKT信號通路下調(diào)VEGF的水平,相反的是,miRNA Lin28通過激活PI3K/PTEN/AKT信號通路上調(diào)VEGF的水平而促進腫瘤血管生成[18]。
JAK為非受體型酪氨酸激酶,JAK家族的成員有 JAK1/JAK2/JAK3和 Tyk2,活化的 JAK可使STAT 磷酸化;STAT 家族成員有 STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b 和 STAT6,是調(diào)節(jié)許多細胞因子和生長因子的重要中樞[19],其中與鼻咽癌轉(zhuǎn)移最密切的是JAK2/STAT3信號通路,主要作用機制是通過激活其下游靶基因,促進腫瘤新生血管生成,從而促進腫瘤細胞轉(zhuǎn)移。當JAK2/STAT信號通路被激活后,能夠使COX-2表達異常增加,而COX-2既能與VEGF相互協(xié)作促進腫瘤血管生成,又能與MMP-2共同促進腫瘤血管新生,促進腫瘤細胞轉(zhuǎn)移。除此之外,活化的STAT3可在VEGF基因啟動子區(qū)域內(nèi)相應的位點結合,促進VEGF的表達,最終導致腫瘤新生血管形成;同時,活化的STAT3能夠抑制抑癌基因p53的表達,從而抑制乏氧誘導因子HIF-1α降解,使HIF-1α表達增加,從而上調(diào)VEGF、PDGF、一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)等的表達,進一步促進腫瘤血管的形成。
已有的研究證實,許多微小RNA通過JAK/STAT信號通路實現(xiàn)對鼻咽癌細胞遷移的調(diào)控作用,miR-375是通過調(diào)控JAK2/STAT3信號通路實現(xiàn)對鼻咽癌細胞侵襲和轉(zhuǎn)移的抑制作用[20];microRNA98在鼻咽癌細胞中過表達可直接引起STAT3表達水平下調(diào);microRNA-124-3p對STAT3的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生負調(diào)控作用,進一步下調(diào)MMP-2的磷酸化水平,最終抑制了鼻咽癌細胞遷移[21]。
TGF-β作為生長因子,既可以介導細胞增殖、分化和凋亡,還能夠促進腫瘤血管生成、侵襲、轉(zhuǎn)移、免疫抑制,在腫瘤發(fā)展的不同階段中起雙重作用:在腫瘤發(fā)生發(fā)展的初期,TGF-β作為抑癌基因存在,抑制腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移,而在進展期TGF-β則是促癌基因,能夠促進腫瘤浸潤轉(zhuǎn)移。在鼻咽癌后期TGF-β磷酸化水平升高意味著腫瘤細胞增殖、侵襲能力升高,許多促癌基因通過促進TGF-β的表達,誘發(fā)EMT,導致鼻咽癌細胞轉(zhuǎn)移。FLOT1[22]、P300[23]誘導 TGF-β1 過表達,促進 TGF-β/Smad3 信號傳導,引發(fā)EMT現(xiàn)象;FMNL3在細胞骨架調(diào)節(jié)中起重要作用,是細胞遷移的生物學標志之一,Yanxia Wu等[24]證實TGF-β1/FMNL3信號通路的激活促進EMT進程,與鼻咽癌轉(zhuǎn)移息息相關。YBX1常作為癌癥預后不良的指標之一,在Zhou LL等[25]的研究中,YBX1的敲除在一定程度上抑制了TGF-β誘導的EMT和CNE1細胞的遷移。在相關研究中,發(fā)現(xiàn)上調(diào)E-Cadherin的表達,下調(diào)Vimentin的表達,可以抑制TGF-β誘導的EMT進程和鼻咽癌侵襲[26],這也為針對TGF-β的靶向藥物研究提供了新的思路。展望
目前,腫瘤治療主要依賴手術及放化療,在一定程度上有效控制了腫瘤增殖,但均有其局限性,腫瘤轉(zhuǎn)移復發(fā)、產(chǎn)生耐藥性仍是癌癥治療的難點。我國傳統(tǒng)中藥及復方、中藥單體如小檗堿、苦參堿、大黃素等抗腫瘤作用明顯,且部分藥物的作用機制已被闡明,且因其療效顯著,毒副作用小,不易產(chǎn)生耐藥等優(yōu)點,逐漸成為研發(fā)治療腫瘤遷移和侵襲藥物的熱點。通過中西醫(yī)結合或中醫(yī)藥治療后,能夠維持腫瘤患者病情穩(wěn)定,極有可能是抑制腫瘤細胞向遠處侵襲和轉(zhuǎn)移,但對藥物機制的研究還遠遠不夠。
近年來,鼻咽癌轉(zhuǎn)移相關的信號通路研究取得了很大進展,Wnt、MAPK、PI3K、JAK/STAT、TGF-β等5條通路是研究得較多的信號通路,初步闡明了鼻咽癌轉(zhuǎn)移的分子機制,也為研發(fā)相關靶向藥物指明了方向。若根據(jù)上述信號通路,結合生物化學和分子生物學研究技術及手段,深入發(fā)掘中藥及復方、中藥單體的作用機制,將為相關靶向治療藥物的研發(fā)提供新的選擇和廣闊的前景,也為臨床用藥提供了更加豐富的理論指導,從而有效指導臨床用藥,減少腫瘤轉(zhuǎn)移,延長腫瘤患者的生命周期,改善生存質(zhì)量。