黃春英 姚金光

[專家介紹]姚金光，二級教授，口腔頜面外科學教授、主任醫(yī)師，口腔醫(yī)學博士，博士研究生導師，廣西高校重點實驗室學科帶頭人?，F(xiàn)任右江民族醫(yī)學院黨委副書記、校長，中華口腔醫(yī)學會理事，中華口腔醫(yī)學會全科口腔醫(yī)學專業(yè)委員會委員，廣西口腔醫(yī)學會副會長。從事口腔醫(yī)學臨床、教學和科研工作30余年，具有扎實的專業(yè)理論知識和豐富的臨床經(jīng)驗，主要研究口腔腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移分子機制，在口腔頜面部骨折、先天畸形、腫瘤等方面的研究有較深的造詣，專長于牙頜畸形矯正、頜面部整形，應用顯微外科技術(shù)開展吻合血管或帶血管蒂皮瓣整復顏面部畸形、缺損等手術(shù)達到國內(nèi)先進水平。主持國家自然科學基金2項，省級課題6項，SCI收錄論文5篇，獲廣西科技進步二等獎2項。主（參）編專著、教材5部，培養(yǎng)碩士研究生20名，博士研究生1名。

【摘要】 自噬（autophagy）是一種細胞分解代謝過程，可以通過溶酶體降解系統(tǒng)維持細胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)。自噬相關(guān)基因7（autophagy related gene 7，ATG7）、200 kDa的家族相互作用蛋白（family interacting protein of 200 kDa，F(xiàn)IP200）與自噬關(guān)系密切，并具有調(diào)控自噬功能，可以控制腫瘤細胞的增殖、凋亡、遷移、侵襲。自噬與口腔癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，ATG7、FIP200在口腔癌中的作用及可能的機制的詳細研究有望為口腔癌預后和靶向治療提供新的方向。該文就自噬相關(guān)基因ATG7、FIP200在口腔癌中的研究進展進行綜述。

【關(guān)鍵詞】 自噬;ATG7;FIP200;口腔癌

中圖分類號：R739.8?? 文獻標志碼：A?? DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2021.03.001

Research progress of ATG7 and FIP200 in oral cancer

HUANG Chunying1， 2， YAO Jinguang1

（1. Department of Stomatology of Affiliated Hospital， 2. Graduate School， Youjiang Medical University for Nationalities， Baise 533000， Guangxi， China）

【Abstract】 ??Autophagy is a process of cell catabolism， which can maintain intracellular homeostasis through lysosomal degradation system. Autophagy related gene 7 （ATG7） and family interacting protein of 200 kDa （FIP200） are closely related to autophagy. They can regulate autophagy and control the proliferation， apoptosis， migration and invasion of tumor cells. Autophagy is closely related to the occurrence and development of oral cancer. Detailed studies on the role and possible mechanisms of ATG7 and FIP200 in oral cancer are expected to provide new directions for prognosis and targeted therapy of oral cancer. This article reviews the research progress of ATG7 and FIP200 in oral cancer.

【Key words】 autophagy; ATG7; IP200; oral cancer

自噬（autophagy）是一種高度保守的細胞內(nèi)降解過程，其發(fā)生在多種應激條件下，包括細胞器損傷、蛋白質(zhì)異常和營養(yǎng)不良等，自噬可利用降解產(chǎn)物來維持細胞活力并通過維持體內(nèi)穩(wěn)態(tài)來提供能量[1]。自噬在癌癥中的作用隨細胞環(huán)境或腫瘤階段而變化，并且與腫瘤抑制和腫瘤促進有關(guān)[2]。因此在腫瘤的治療過程中，能否準確評估自噬在腫瘤中的作用是至關(guān)重要的。口腔鱗狀細胞癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）是頭頸部鱗狀細胞癌（head and neck squa-mous cell carcinoma，HNSCC）最常見的癌癥類型，其包括舌癌、面頰癌、口底癌、唇癌、上腭癌和牙齦癌及口腔其他部位癌癥。這些癌癥通常起源于正常的口腔黏膜，其開始為不典型增生，然后發(fā)展為鱗狀細胞癌，最后發(fā)展為轉(zhuǎn)移性癌[3]。近年來口腔癌發(fā)病率不斷上升，并逐漸趨向年輕化。在全球范圍內(nèi)，口腔癌是引起癌癥死亡的最高死亡率之一[4]。自噬過程主要受自噬相關(guān)基因如自噬相關(guān)基因7（autophagy related gene 7，ATG7）、200 kDa的家族相互作用蛋白（family interacting protein of 200 kDa，F(xiàn)IP200）等的調(diào)控，本文就ATG7、FIP200在口腔癌中的研究進展作一綜述。

1 自噬

根據(jù)細胞內(nèi)物質(zhì)被運送到溶酶體內(nèi)的不同方式，自噬可分為三種類型：巨自噬、微自噬和分子伴侶介導的自噬[5]。宏觀自噬的最顯著特征是雙膜結(jié)合的噬菌體和自噬體的形成，自噬體的雙膜囊泡可將大量胞質(zhì)運輸至細胞的裂解腔室進行降解[6]。自噬運行可細分為起始階段、延伸階段、自噬小體成熟、自噬小體-溶酶體融合以及自噬小體內(nèi)容物的降解。自噬起始過程主要受哺乳動物雷帕霉素靶蛋白復合物1（mammalian target of rapamycin complex 1，mTORC1）和ULK1-ATG13-FIP200復合物調(diào)控，并通過調(diào)節(jié)多個自噬激活信號發(fā)揮重要作用，同時mTORC1可直接通過調(diào)節(jié)3-MDa ULK1-ATG13-FIP200復合物以抑制自噬[7～8]。自噬在AMP激活蛋白激酶（AMP-activated protein kinases，AMPK）和哺乳動物雷帕霉素靶標（mammalian target of rapamycin，mTOR）調(diào)控下作用于調(diào)節(jié)細胞生理狀況和環(huán)境壓力途徑的界面。在正常條件下，自噬被mTORC1復合物抑制。然而，在營養(yǎng)不良、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激、DNA損傷或缺氧的情況下，AMPK會抑制mTORC1的活性，然后激活自噬活性[9]。當自噬被抑制時，細胞死亡就會發(fā)生，這意味著自噬可能是一種細胞保護機制。已有人提出，腫瘤細胞比正常細胞更依賴自噬來獲取代謝物和能量。目前腫瘤細胞對自噬的依賴如何影響其惡性和轉(zhuǎn)移性疾病的進展也成了研究的熱點[10]。

2 ATG7、FIP200概述

迄今為止，已鑒定出41種酵母自噬相關(guān)（ATG）基因，其中許多具有人類直系同源基因。ATG7是位于第3號染色體上由703個氨基酸組成的78 kDa，其基因編碼E1樣酶，并參與了兩個泛素類蛋白（Ubl）結(jié)合系統(tǒng)：ATG12結(jié)合系統(tǒng)和ATG8共軛系統(tǒng)，是自噬體形成的重要部分。自噬體形成過程中有兩個關(guān)鍵點需要ATG7：ATG5-ATG12共軛物的形成和LC3進入膜的結(jié)合。自噬的喪失被發(fā)現(xiàn)是由于必需的自噬基因ATG7沉默所致。PAQR3是一種新發(fā)現(xiàn)的腫瘤抑制劑，其還可以通過AMPK和mTORC1信號通路調(diào)節(jié)營養(yǎng)不足引起的自噬。有研究發(fā)現(xiàn)，通過敲低ATG7來抑制自噬可消除肺癌細胞中PAQR3的腫瘤抑制活性[11]。HU等學者[12]發(fā)現(xiàn)E3泛素連接酶MARCH7與長鏈非編碼RNA MALAT1和自噬相關(guān)蛋白ATG7的相互作用可促進卵巢癌的自噬和侵襲。另外有研究發(fā)現(xiàn)ATG7在人浸潤性膀胱組織中顯著過表達，敲除人膀胱癌細胞中的ATG7可以顯著抑制癌細胞的侵襲[13]。最近SCHERR等[14]研究發(fā)現(xiàn)，ATG7在大腸癌細胞的自噬機制中起著獨特的作用，其在大腸癌組織標本中表達上調(diào)，敲除ATG7可誘導大腸癌細胞凋亡。

RB1誘導的卷曲螺旋1（retinoblastomal-inducible coiled-coil 1，RB1CC1），也稱為FIP200，其蛋白位于染色體8q11區(qū)，在自噬體形成早期起著重要作用[15]。其參與ULK1-ATG13-FIP200復合物的形成，與FAK激酶相互作用并抑制其活性，在控制自噬、細胞生長和神經(jīng)發(fā)育中起著關(guān)鍵的生理作用[16]。LI等[17]研究發(fā)現(xiàn)，篩選了影響FIP200水平的miRNA和雷帕霉素誘導的自噬后，miR-20a和miR-20b可以通過靶向FIP200來調(diào)節(jié)自噬。隨后，有學者通過生成和分析將內(nèi)源性FIP200基因中的LQFL突變?yōu)锳AAA的FIP200敲入小鼠模型，證實了FIP200的非自噬功能足以通過維持其在TNF-α誘導的細胞凋亡中的保護功能來充分支持胚胎的發(fā)生，且FIP200的自噬功能是支持新生兒存活和腫瘤細胞生長所必須的[18]。另有研究發(fā)現(xiàn)FIP200在乳腺癌腦轉(zhuǎn)移中的表達在乳腺癌轉(zhuǎn)移中起關(guān)鍵作用[19]。

3 ATG7、FIP200與口腔癌

3.1 ATG7在口腔癌中的研究

口腔癌的主要特征是局部浸潤性高，繼發(fā)性腫瘤高復發(fā)性及高死亡率[20]。其與吸煙、飲酒和人乳頭瘤病毒（HPV）感染有關(guān)。此外，基因多態(tài)性和其他遺傳畸變也與口腔癌的發(fā)病機理相關(guān)。當前口腔癌的治療主要是外科手術(shù)、輔助放化療、免疫治療及靶向治療等[21]。近年研究發(fā)現(xiàn)自噬與口腔癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，其發(fā)揮著“雙刃劍”作用。孫維克等[22]發(fā)現(xiàn)Beclin1作為自噬的正向調(diào)控蛋白在正?？谇火つぶ谐矢咚奖磉_，在異常增生組的表達陽性率顯著減少，并且在鱗狀細胞癌組織中又顯示高水平表達，這表明自噬在口腔癌的癌變前期可能具有抑制作用，在口腔癌癌變期起促進作用。

p62/SQSTM1是一種在自噬過程中消耗的多效性蛋白，其積累可用作抑制自噬的標志物。KUO等[23]研究發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)ATG7和p62/SQSTM1可以調(diào)節(jié)腫瘤細胞對PI3K/AKT抑制劑的敏感性。其通過對人體組織的分析顯示，與正常組織相比，p62/SQSTM1在大量癌癥樣品中逐漸積累，表明頭頸部鱗癌與自噬缺陷相關(guān)，隨后通過對TCGA數(shù)據(jù)進行分析進一步證實了10.0%的頭頸部鱗癌樣品中ATG7的純合缺失和mRNA下調(diào)，自噬相關(guān)蛋白的表達可作為頭頸部鱗癌中對PI3K/AKT抑制劑抗性的標志物，研究表明頭頸部鱗癌細胞中ATG7表達的喪失與自噬缺陷有關(guān)，具有自噬能力的腫瘤細胞系對PI3K抑制更為敏感，PI3K抑制也會因必需的巨自噬蛋白的消耗而逆轉(zhuǎn)。因此，腫瘤細胞可能嚴重依賴于ATG7和自噬的穩(wěn)態(tài)而存活。

在癌癥治療期間的自噬可能具有保護作用，其也可能是某些治療劑誘導的細胞死亡的工具。因此，根據(jù)用于治療癌癥的藥物類型，可能需要或避免與自噬抑制劑聯(lián)合使用。CYT997是一種新型的微管破壞劑，可用于頭頸部鱗癌的治療。GAO等[24]研究發(fā)現(xiàn)CYT997通過誘導活性氧（reactive oxygen species，ROS）相關(guān)凋亡而表現(xiàn)出抗癌活性，在使用CYT997治療后，三個頭頸部鱗癌細胞系中ATG7的蛋白水平均顯著升高，這表明ATG7是作為CYT997誘導自噬的必需酶，通過敲除ATG7可阻斷自噬，并可使頭頸部鱗癌細胞對CYT997敏感，從而增強CYT997的療效。此外，自噬抑制劑羥基氯喹HCQ與CYT997在誘導頭頸部鱗癌細胞凋亡方面也具有良好的協(xié)同作用，其表明CYT997與自噬抑制劑的聯(lián)合治療將提高CYT997的抗癌功效。

AKT-mTOR啟動的信號通路是頭頸部鱗癌中最頻繁改變的信號通路之一，其有助于頭頸部鱗癌的發(fā)生和發(fā)展。ZHOU等[25]研究發(fā)現(xiàn)GDC-0349是mTOR的選擇性ATP競爭性抑制劑，其通過高水平的p-AKT/p-S6K抑制頭頸部鱗癌細胞的增殖，ATG7的siRNA敲低使頭頸部鱗癌細胞對GDC-0349敏感，從而導致了增殖抑制和細胞凋亡，然而，在沒有GDC-0349刺激的情況下，僅敲低ATG7對頭頸部鱗癌細胞存活或凋亡無明顯影響。因此，基礎(chǔ)ATG7表達在頭頸部鱗癌細胞存活/凋亡中的作用可能不顯著。XIE等[26]研究發(fā)現(xiàn)mTOR是頭頸部鱗癌的重要治療靶點，CZ415是一種mTOR激酶抑制劑，通過經(jīng)CZ415處理的頭頸部鱗癌細胞發(fā)現(xiàn)CZ415可誘導Beclin-1、ATG-5和ATG-7上調(diào)并使輕鏈3B（LC3B-Ⅰ）向LC3B-Ⅱ的轉(zhuǎn)化和p62降解，這表明CZ415具有自噬激活作用，通過自噬抑制可以誘導頭頸部鱗癌細胞死亡。

自噬在適應缺氧、耐受外部刺激和誘導口腔鱗狀細胞癌細胞的化療耐藥性方面起著至關(guān)重要的作用。在已確定的癌癥中，已顯示幾種致癌基因可誘導自噬，從而有助于癌癥的維持。例如，在體外和體內(nèi)對多種癌癥均表現(xiàn)出抗癌活性的EGCG可通過上調(diào)ATG5、ATG7、ATG12、Beclin-1和LC3B-Ⅱ的表達水平來誘導口腔癌細胞自噬[27]。WANG等[28]研究發(fā)現(xiàn)丹參酮IIA（TAN）具有通過誘導細胞凋亡和自噬的功能，其可通過誘導Beclin-1/ATG7/ATG12-ATG5途徑，并抑制PI3K/Akt/mTOR途徑來發(fā)揮其對口腔鱗狀細胞癌的自噬誘導作用。長鏈非編碼RNA HOX轉(zhuǎn)錄反義RNA（lncRNA HOTAIR）在許多類型的人類癌癥中過表達，并且與口腔鱗狀細胞癌的臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，QIU等[29]研究發(fā)現(xiàn)在HOTAIR沉默后，微管相關(guān)蛋白1輕鏈3B（microtubule-associated protein 1 light chain 3，MA-P1LC3B）、beclin1和ATG3、ATG7的表達下調(diào)抑制了自噬，mTOR的表達增加抑制了口腔鱗狀細胞癌細胞的增殖、遷移和侵襲。因此，HOTAIR是口腔鱗狀細胞癌細胞中的致癌基因，HOTAIR沉默可能是口腔鱗狀細胞癌的潛在治療靶點。

3.2 FIP200與口腔癌

多項研究表明，許多腫瘤的發(fā)生與癌基因的激活、抑癌基因的失活或兩者的結(jié)合有關(guān)。國內(nèi)學者發(fā)現(xiàn)在小鼠口腔癌模型中，RB1CC1/FIP200基因的純合性缺失突變可能是導致舌重度異常增生期的骨髓播散細胞中基因失活和腫瘤細胞播散的重要機制之一[30]。隨后陳蕾等人[31]采用免疫組化和RT-PCR檢測人及小鼠在正常口腔黏膜、上皮異常增生、高分化鱗癌原發(fā)灶組織中RB1CC1/FIP200蛋白及基因的表達情況，發(fā)現(xiàn)RB1CC1/FIP200表達在人和小鼠相似。因此RB1CC1/FIP200可能參與了口腔鱗癌的早期癌變過程。

TP53是一種癌癥抑制基因，TP53的失活可導致p53腫瘤抑制活性的喪失，從而促進了細胞的惡性轉(zhuǎn)化。早期MORSELLI等[32]發(fā)現(xiàn)TP53突變與人口腔鱗狀細胞癌的病理學分級、臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，癌癥組織中TP53的變化是口腔鱗狀細胞癌預后不良的獨立因素。RB1CC1/FIP200在自噬小體形成中起著根本作用，其編碼的進化保守蛋白可以與p53相互作用，共同調(diào)節(jié)細胞中的多個信號通路，從而控制細胞周期并抑制細胞增殖[33]。近年研究發(fā)現(xiàn)在口腔鱗狀細胞癌和轉(zhuǎn)移組織中p53和RB1CC1/FIP200的表達高于正?？谇唤M織，并且p53和RB1CC1/FIP200的表達隨癌癥的發(fā)展而增加[34]。因此當腫瘤缺乏營養(yǎng)時，在其快速生長階段，自噬可能使腫瘤生長更快，p53和RB1CC1/FIP200的協(xié)同作用可能導致口腔鱗狀細胞癌的發(fā)展。

4 總結(jié)與展望

目前ATG7、FIP200在口腔癌中的研究報道較少，自噬與口腔癌發(fā)生發(fā)展機制尚未完全明確。一些證據(jù)表明自噬是一種腫瘤抑制因子，而另一些證據(jù)則表明自噬促進了腫瘤的生長。在現(xiàn)實中，自噬作用在癌癥生物學中的作用取決于腫瘤的類型和背景，而自噬抑制可能也是癌癥治療的一種有效方式。本文對ATG7、FIP200在口腔癌中的研究進行總結(jié)，表明ATG7、FIP200與口腔癌關(guān)系密切，其具有調(diào)控自噬功能，可調(diào)節(jié)腫瘤細胞的增殖、凋亡、遷移、侵襲等。近年來自噬在口腔癌中的研究受到越來越多的關(guān)注，深入研究ATG7、FIP200在口腔癌進展中的作用及可能的機制，有望為口腔癌及其他腫瘤預后判斷和靶向治療提供新的方向。

參 考 文 獻

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（收稿日期：2020-07-06 修回日期：2020-07-30）

基金項目：國家自然科學基金（81660495）

作者簡介：黃春英，女，住院醫(yī)師，醫(yī)學學士，在讀碩士研究生，研究方向：口腔腫瘤。E-mail：601379861@qq.com

通信作者：姚金光。E-mail： yao7760698@126.com

[本文引用格式]黃春英，姚金光.ATG7、FIP200在口腔癌中的研究進展[J].右江醫(yī)學，2021，49（3）：161-165.