李大歡，許良璧△，劉雪影，唐山，鄧超男

消化系統(tǒng)惡性腫瘤嚴(yán)重影響人類健康。2018年全球腫瘤年報(bào)顯示，最常見(jiàn)的10種癌癥中消化系統(tǒng)腫瘤占據(jù)一半；相比其他惡性腫瘤，消化系統(tǒng)惡性腫瘤的發(fā)生率和死亡率均較高［1］。消化系統(tǒng)惡性腫瘤患者的整體預(yù)后較差，5年生存率約20%，其中結(jié)直腸癌的發(fā)病率僅次于肺癌和乳腺癌，死亡率僅次于肺癌，而胃癌、肝癌及食管癌的死亡率位居結(jié)直腸癌之后［2］。因此，若能發(fā)現(xiàn)消化系統(tǒng)惡性腫瘤細(xì)胞增殖、浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移、耐藥等重要過(guò)程中的生物學(xué)標(biāo)志物，對(duì)臨床實(shí)踐、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)等研究均有重要意義。研究顯示，腫瘤壞死因子（TNF）相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體（TNF related apoptosis inducing ligand，TRAIL）可與其受體結(jié)合形成同源三聚體，進(jìn)而通過(guò)多種信號(hào)通路誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，但不影響正常細(xì)胞［3］。然而，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌、非小細(xì)胞肺癌、胰腺癌及結(jié)腸癌等腫瘤對(duì)單一使用TRAIL的治療方案并不敏感，但某些激動(dòng)劑或者抑制劑輔助使用可提升TRAIL對(duì)腫瘤細(xì)胞凋亡的敏感性［4］。本文從腫瘤耐藥的角度，對(duì)TRAIL的生物結(jié)構(gòu)與功能、抗腫瘤機(jī)制及其在消化系統(tǒng)腫瘤治療中的研究進(jìn)展綜述如下。

1 TRAIL的生物結(jié)構(gòu)、功能及其機(jī)制

1.1 TRAIL及其受體的生物結(jié)構(gòu)與功能 TRAIL又稱為凋亡素2配體，1995年由Wiley等［5］從人心肌cDNA文庫(kù)中克隆得到并命名。TRAIL是由281個(gè)氨基酸形成的Ⅱ型跨膜蛋白，編碼基因定位于3q26.1-26.2，cDNA全長(zhǎng)1.05 kb，分子質(zhì)量為32.5 ku，等電點(diǎn)7.36；其活性部位位于胞膜外的羧基末端區(qū)域（114～281aa），可通過(guò)與受體結(jié)合后形成同源三聚體發(fā)揮生物活性。TRAIL介導(dǎo)的生物學(xué)功能的復(fù)雜性源于其受體的多樣性［6］。TRAIL受體根據(jù)功能可分為3類5種：（1）死亡受體（death receptor，DR），包括DR4、DR5，均含有胞內(nèi)死亡結(jié)構(gòu)域和依賴半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（caspase）途徑的凋亡信號(hào)的識(shí)別結(jié)構(gòu)。DR與TRAIL結(jié)合后將死亡信息傳遞至胞質(zhì)，從而啟動(dòng)腫瘤細(xì)胞凋亡進(jìn)程。（2）“誘騙”受體（decoy receptor，DcR），包括DcR1和DcR2，其結(jié)構(gòu)上與DR受體結(jié)構(gòu)域相似，也可結(jié)合TRAIL，但因DcR1缺乏含有死亡結(jié)構(gòu)域的胞質(zhì)區(qū)，而DcR2的死亡結(jié)構(gòu)域不完整，故這2種受體均不能啟動(dòng)TRAIL介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡信號(hào)通路，所以DcR是通過(guò)與DR競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合TRAIL的方式來(lái)抑制TRAIL介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。（3）骨保護(hù)素（osteoprotegerin，OPG）。OPG是TNFR（tumour necrosis factor receptor）超家族的新成員，沒(méi)有跨膜區(qū)及胞內(nèi)區(qū)，與TRAIL結(jié)合不能轉(zhuǎn)導(dǎo)凋亡信號(hào)，其主要的生理作用為抑制破骨細(xì)胞產(chǎn)生，增加骨密度。

1.2 TRAIL誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的機(jī)制 Wong等［7-8］研究認(rèn)為，TRAIL激活凋亡的信號(hào)途徑為：（1）通過(guò)結(jié)合細(xì)胞膜上的死亡受體（DR4或DR5），形成配體∕受體三聚復(fù)合物，誘導(dǎo)死亡受體胞漿段死亡結(jié)構(gòu)域（death domain，DD）與Fas相關(guān)蛋白的死亡結(jié)構(gòu)域（Fas-associated death domain，F(xiàn)ADD）C端DD結(jié)合，而FADD的N端死亡效應(yīng)結(jié)構(gòu)域（death effector domains，DEDs）可與procaspase-8結(jié)合，形成死亡誘導(dǎo)信號(hào)復(fù)合物（death inducing signaling complex，DISC），即DR4∕DR5∕FADD∕procaspase-8，procaspase-8通過(guò)二聚化和裂解形成有活性的caspase-8；活化后的caspase-8可直接激活下游效應(yīng)蛋白caspase-3、caspase-6或caspase-7，進(jìn)而通過(guò)線粒體非依賴型途徑誘導(dǎo)凋亡。（2）活化后的caspase亦可裂解Bcl-2家族成員中的促凋亡蛋白Bid，而裂解和縮短的Bid又可進(jìn)一步結(jié)合促凋亡蛋白Bax、Bak，引起線粒體跨膜電位降低或破壞，使線粒體釋放出細(xì)胞色素C（Cytochrome C，Cyt C），Cyt C和凋亡肽活化因子1（apoptotic protease activating factor-1，Apaf-1）形成凋亡酶體后活化caspase-9，從而啟動(dòng)線粒體依賴的凋亡途徑。除了上述2條凋亡誘導(dǎo)途徑外，TRAIL與受體結(jié)合后還能通過(guò)激活PI3K∕Akt信號(hào)通路、核因子（NF）-κB通路、蛋白激酶C（PKC）、促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）家族成員等誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。

2 TRAIL在常見(jiàn)消化系統(tǒng)腫瘤中的應(yīng)用研究

2.1 食管癌 食管癌是常見(jiàn)的消化系統(tǒng)惡性腫瘤之一，根據(jù)全球癌癥流行病學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)（GLOBOCAN）2018年數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)食管癌的發(fā)病率及死亡率分別占全球總數(shù)的53.7%和55.7%［1］。對(duì)于失去手術(shù)機(jī)會(huì)的進(jìn)展期食管癌患者，分子靶向治療是其重要選擇之一［9］。TRAIL的生物學(xué)特性為食管癌基因靶向治療帶來(lái)了希望，但相關(guān)研究顯示食管癌患者對(duì)TRAIL治療并不敏感，原因是惡性腫瘤在進(jìn)展過(guò)程中已經(jīng)形成了一些針對(duì)TRAIL的高度復(fù)雜的防御機(jī)制［10］。Chang等［11］通過(guò)體外模擬的方式將食管腺癌細(xì)胞置于酸∕膽汁暴露的條件下，發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞可過(guò)表達(dá)死亡結(jié)構(gòu)域不完整的誘騙受體DcR2，使DcR2與TRAIL結(jié)合形成TNFR1相關(guān)死亡域蛋白（TNFR1 associated death domain protein，TRADD），但TRADD不能與procaspase-8結(jié)合形成DISC，故不能啟動(dòng)TRAIL介導(dǎo)的癌細(xì)胞凋亡，而且DcR2還能使凋亡抑制蛋白c-FLIP表達(dá)增加，從而使食管腺癌對(duì)TRAIL產(chǎn)生耐藥。為了突破腫瘤細(xì)胞對(duì)TRAIL的“防御”機(jī)制，Dang等［12］研究發(fā)現(xiàn)，蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)因子1（cellular communication network factor 1，CCN1）作為結(jié)締組織生長(zhǎng)因子家族中的一員，在胃食管反流病患者的食管上皮中高度表達(dá)，而當(dāng)胃食管反流病進(jìn)展為腺癌時(shí)CCN1的表達(dá)水平則降低甚至不表達(dá)，CCN1可能為食管腺癌的抑癌基因；另外，該研究還證實(shí)，在人食管癌細(xì)胞系（OE33和OE99）中聯(lián)合應(yīng)用CCN1和TRAIL能起到協(xié)同抗癌的作用，CCN1可上調(diào)TRAIL及其死亡受體的表達(dá)，促進(jìn)TRAIL介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞凋亡，同時(shí)CCN1還能通過(guò)抑制NF-κB而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移，增強(qiáng)食管腺癌細(xì)胞對(duì)TRAIL的敏感性。Han等［13］研究顯示，Periplocin作為一種具有抗癌活性的天然化合物，與TRAIL合用后，可增加人食管癌細(xì)胞株（YES-2、KYSE-150及KYSE-510）DR4∕DR5的表達(dá)，從而提高食管癌細(xì)胞對(duì)TRAIL的敏感性；Periplocin還能通過(guò)抑制Wnt∕βcatenin途徑的活性來(lái)降低凋亡抑制基因survivin的表達(dá)，亦可達(dá)到誘導(dǎo)食管癌細(xì)胞凋亡的目的。

2.2 胃癌 研究顯示，全球一半的胃癌發(fā)生在東亞，特別是中國(guó)、日本和韓國(guó)［14］。目前，進(jìn)展期胃癌患者的預(yù)后普遍較差。TRAIL對(duì)癌細(xì)胞的選擇性毒性為胃癌的治療提供了可能。Pereira等［15］研究顯示，腫瘤細(xì)胞中DR4、DR5高表達(dá)有利于其與TRAIL的結(jié)合，從而形成DISC，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡，但在胃癌的治療中TRAIL療效并不明顯。Xu等［16］認(rèn)為miRNAs的失調(diào)是胃癌患者對(duì)TRAIL治療應(yīng)答不敏感的重要原因之一；該研究發(fā)現(xiàn)，在胃癌組織及人胃癌細(xì)胞系（BGC-823和MGC-803）中，miR-494表達(dá)水平明顯下調(diào)，降低抗凋亡蛋白survivin的表達(dá)水平可增強(qiáng)miR-494的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)TRAIL介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞凋亡。Xu等［17］研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合使用鳶尾黃酮素和TRAIL可上調(diào)細(xì)胞凋亡標(biāo)志物caspase-8∕caspase-9∕caspase-3和多聚ADP核糖聚合酶（poly ADP-ribose polymerase，PARP）的表達(dá)水平，增強(qiáng)促凋亡蛋白FADD、DR5和Bax的表達(dá)，使凋亡抑制蛋白c-FLIP、Bcl-2和survivin表達(dá)水平減少，從而明顯提高TRAIL促癌細(xì)胞凋亡的能力。Zhao等［18］研究發(fā)現(xiàn)，在胃癌細(xì)胞株（SGC-7901和MGC-803）中聯(lián)合使用Periplocin和TRAIL比單獨(dú)使用Periplocin或TRAIL更能促進(jìn)胃癌細(xì)胞的凋亡；Periplocin能在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平上調(diào)DR4和DR5的表達(dá)，降低抗凋亡蛋白Mcl-1和Bcl-2的表達(dá)，并激活促凋亡蛋白Bid和caspase-3∕caspase-8，從而增強(qiáng)胃癌細(xì)胞對(duì)TRAIL的敏感性，表明Periplocin可以作為T(mén)RAIL的敏化劑，成為胃癌輔助治療的潛在策略。

2.3 大腸癌 大腸癌是最常見(jiàn)的消化系統(tǒng)惡性腫瘤，全世界每年大約新增患者100萬(wàn)例，死亡患者約50萬(wàn)例，其發(fā)病率及死亡率位居所有惡性腫瘤的第3位和第2位［1］。進(jìn)展期大腸癌的治療方法除了外科手術(shù)，還有化療和放療，然而后2種治療方式因其非特異性的細(xì)胞毒性而存在許多不良反應(yīng)，而且許多患者在治療后仍會(huì)復(fù)發(fā)。因此，尋找更多有效的替代方案來(lái)治療大腸癌至關(guān)重要［19］。近年來(lái)TRAIL因?yàn)椤疤禺惖臍⑺滥[瘤細(xì)胞”的功能，成為了大腸癌治療的研究熱點(diǎn)。Wu等［20］發(fā)現(xiàn)，TRAIL能夠促進(jìn)血小板凋亡，減少轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（transforming growth factor，TGF）-β1的釋放，從而抑制大腸癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。然而，在臨床應(yīng)用中大腸癌患者對(duì)TRAIL仍出現(xiàn)了較高的耐藥性，療效并不理想。Kim等［21］研究證實(shí)，非細(xì)胞毒性劑量的二烯丙基二硫（diallyl disulfide，DADS）可增強(qiáng)TRAIL介導(dǎo)的大腸癌細(xì)胞凋亡，DADS與TRAIL的協(xié)同效應(yīng)是通過(guò)下調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2而實(shí)現(xiàn)的。另有研究顯示，在大腸癌細(xì)胞系（HT-29）中聯(lián)用Encorafenib和TRAIL后，Encorafenib能促進(jìn)p53和p53蛋白上調(diào)凋亡調(diào)節(jié)劑（p53 upregulated modulator of apoptosis，PUMA）的表達(dá)，還能使DR5過(guò)表達(dá)，進(jìn)而增強(qiáng)TRAIL誘導(dǎo)的大腸癌細(xì)胞凋亡［22］。Jo等［23］亦發(fā)現(xiàn)，活性氧調(diào)節(jié)劑1（reactive oxygen species modulator-1，Romo1）可通過(guò)調(diào)節(jié)活性氧（reactive oxygen species，ROS）的生成而參與細(xì)胞的增殖、衰老和死亡等過(guò)程，用TRAIL處理沉默大腸癌細(xì)胞系（HCT116、DLD-1、HCT8及SW480）的Romo1后，腫瘤細(xì)胞凋亡標(biāo)志物caspase-8、caspase-9和caspase-3等明顯增加，從而促進(jìn)了TRAIL介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞凋亡；該研究認(rèn)為Romo1和TRAIL間作用機(jī)制為：Romo1被抑制后，線粒體功能發(fā)生障礙，使ROS生成增多，促凋亡蛋白Bax表達(dá)增加；抑制Romo1還引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)蛋白DNA損傷誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄物3（DNA damage-inducible transcript3，CHOP）的表達(dá)升高，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。大腸癌中一些miRNAs也可能干預(yù)TRAIL誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的過(guò)程。Lian等［24］發(fā)現(xiàn)，miR-128在大腸癌細(xì)胞系（HT29、SW480和SW620）及原發(fā)大腸癌組織中的表達(dá)水平下降，而在miR-128過(guò)表達(dá)的條件下，加入TRAIL后大腸癌細(xì)胞中ROS生成增多，而ROS可誘導(dǎo)DR5表達(dá)增加，從而促進(jìn)TRAIL誘導(dǎo)大腸癌細(xì)胞的凋亡。

2.4 其他消化系統(tǒng)腫瘤 由于TRAIL對(duì)腫瘤細(xì)胞的選擇性毒性，使其不僅適用于上述消化系統(tǒng)腫瘤的治療，在肝癌、胰腺癌的治療方面也有相關(guān)研究。胰腺癌具有侵襲性生長(zhǎng)模式的特點(diǎn)，早期就有發(fā)生侵襲和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移等風(fēng)險(xiǎn)。研究認(rèn)為，單用TRAIL治療胰腺癌的療效不佳［25］。Dai等［26］發(fā)現(xiàn)，在胰腺癌細(xì)胞系（PANC-1和MIA PaCa-2）中聯(lián)用TRAIL與雷公藤（triptolide，TPL）后，產(chǎn)生的細(xì)胞自噬體的數(shù)量較單獨(dú)使用TRAIL增多，而且TRAIL與TPL聯(lián)用還能增加自噬標(biāo)志物如自噬相關(guān)基因（autophagyrelated gene，ATG）的表達(dá)并抑制哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）的表達(dá)，TPL通過(guò)下調(diào)TPL∕TRAIL通路中的上游基因Pumilio RNA結(jié)合蛋白家族成員1（Pumilio RNAbinding family member1，PUM1）表達(dá)，進(jìn)而誘導(dǎo)胰腺癌的自噬，從而發(fā)揮對(duì)胰腺癌細(xì)胞的“殺死”作用。另外，對(duì)胰腺癌動(dòng)物模型的研究發(fā)現(xiàn)，TRAIL與氯喹聯(lián)用可明顯抑制胰腺癌細(xì)胞增殖，并證實(shí)氯喹可通過(guò)抑制抗凋亡蛋白的表達(dá)而增強(qiáng)TRAIL誘導(dǎo)的胰腺癌細(xì)胞凋亡［27］。Nazim等［28］研究發(fā)現(xiàn)，在耐TRAIL的肝癌細(xì)胞株Huh7中，TRAIL與Luteolin聯(lián)用可使DR5表達(dá)上調(diào)，從而增強(qiáng)TRAIL誘導(dǎo)的肝癌細(xì)胞凋亡。Rasheduzzaman等［29］證 實(shí)，TRAIL與Cardiac glycoside聯(lián)用可下調(diào)肝癌細(xì)胞（Huh-7和HepG2）抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)，增加促凋亡蛋白Cyt C的轉(zhuǎn)位和ROS的生成，從而增強(qiáng)肝癌細(xì)胞對(duì)TRAIL的敏感性。另外，有研究顯示，miR-21-3p在肝癌干細(xì)胞中過(guò)量表達(dá)，miR-21-3p可直接調(diào)節(jié)抑癌基因磷酸酶-張力蛋白同源物（phosphatase and tensin homologue，PTEN）表達(dá)，抑制miR-21-3p可上調(diào)PTEN的表達(dá)水平并通過(guò)PI3K∕Akt∕Bad級(jí)聯(lián)反應(yīng)，增強(qiáng)肝癌干細(xì)胞對(duì)TRAIL的敏感性［30］。此外，TRAIL因有維持免疫平衡和抑制免疫反應(yīng)的功能，使其成為病毒性肝炎、脂肪肝等疾病的潛在治療策略［31］。

3 小結(jié)

綜上所述，TRAIL因可促進(jìn)“癌細(xì)胞選擇性凋亡”特性成為癌癥治療研究的熱點(diǎn)。目前，有關(guān)TRAIL在腫瘤治療中耐藥機(jī)制的研究多集中在其與caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)相關(guān)的凋亡因子和TRAIL受體之間的關(guān)系上。耐藥機(jī)制研究多集中在其與激活caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)和誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡的關(guān)系上［32］。在胃癌、食管癌、結(jié)直腸癌治療的研究中，TRAIL可以通過(guò)聯(lián)用一些化合物來(lái)提高TRAIL死亡受體的活性，或者利用某些分子增加caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)中的促凋亡蛋白表達(dá)能力或增強(qiáng)其對(duì)抗凋亡蛋白的抑制作用，從而提高TRAIL介導(dǎo)的促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡的能力，但提升TRAIL敏感性的機(jī)制并不明確，而且關(guān)于其治療肝、膽、胰腺惡性腫瘤的研究偏少，有待后續(xù)研究的深入。