廖文欣，李洋,申復(fù)進

婦科惡性腫瘤是婦女癌癥相關(guān)死亡的重要原因，嚴重威脅著全球女性健康[1]。雖然在婦科惡性腫瘤治療領(lǐng)域不斷有新的治療策略應(yīng)用于臨床，但主要仍是以手術(shù)聯(lián)合放化療為主的綜合治療，免疫治療及靶向治療效果雖然較好，但獲益人群相對有限。因此探索不同細胞死亡途徑，靶向抑制腫瘤細胞是治療惡性腫瘤的研究方向[2]。大量研究表明，細胞焦亡在肺癌[3]、乳腺癌[4]、肝癌[5]等惡性腫瘤的發(fā)展或轉(zhuǎn)歸中具有重要作用，而在婦科惡性腫瘤中，細胞焦亡參與腫瘤的進展或治療也被越來越多的研究證實，這些發(fā)現(xiàn)為治療婦科惡性腫瘤提供了新思路。

1 細胞焦亡概述

細胞焦亡現(xiàn)象在1992年首次被觀察到，直到2001年才確定用“焦亡”來描述這一促炎性程序性細胞死亡[6]。細胞焦亡是由gasdermis家族蛋白(GSDMs)介導(dǎo)的細胞程序性死亡，當機體受到侵入性病原體、化療藥物、毒素等攻擊時，GSDMs被caspase家族的蛋白水解酶裂解激活，釋放出一個N末端片段，該片段可以在膜中組裝以形成GSDM孔，該孔破壞了細胞膜的完整性，使細胞內(nèi)炎癥介質(zhì)IL-1β和IL-18等內(nèi)容物流出，觸發(fā)炎性反應(yīng)[7-8]。此時細胞形態(tài)也迅速發(fā)生明顯的變化，焦亡細胞膜形成大的氣球狀結(jié)構(gòu)，細胞核基本保持完整，焦亡的細胞由于質(zhì)膜滲漏而導(dǎo)致細胞變平，然而隨著水分子通過孔隙進入細胞內(nèi)，使細胞腫脹、滲透裂解[8-9]。

2 細胞焦亡的分子機制

2.1 細胞焦亡相關(guān)分子

細胞焦亡過程中，GSDMs是成孔的關(guān)鍵性物質(zhì)，GSDMs在正常細胞中調(diào)節(jié)細胞的增殖和分化[10]，其有6個同源基因編碼的蛋白家族：GSDMA、GSDMB、GSDMC、GSDMD、GSDME(DFNA5)和DFNB59(Pejvakin,PJVK)[7]。除Pejvakin外，GSDMs蛋白均由N端成孔域(pore-forming domain,PFD)和C端阻遏域(repressor domain,RD)兩個結(jié)構(gòu)域組成，二者由可變接頭分隔。正常情況下，C端RD可以與N端PFD結(jié)合抑制N端PFD的成孔活性[8,11]。Caspase是半胱天冬酶家族相關(guān)的蛋白水解酶，包括caspase-1/2/3/4/5/6/7/8/9/10/11/12/14家族成員，其參與腫瘤發(fā)生、炎癥反應(yīng)、自身免疫等過程[12]，caspase-1介導(dǎo)細胞焦亡的經(jīng)典途徑，而最近的研究表明，caspase-3/4/5/6/8/9/11蛋白也會引起不同途徑的細胞焦亡[8]。此外，在經(jīng)典的細胞焦亡途徑還有炎癥小體參與，炎癥小體是多蛋白復(fù)合物，包括NLRP1、NLRP3、NLRC4、AIM2、pyrin，它們的模式識別受體(pattern recognition receptors,PRRs)可以識別病原體相關(guān)分子模式、危險相關(guān)分子模式使PRRs被激活，導(dǎo)致炎癥和細胞焦亡[13-14]。

2.2 經(jīng)典的細胞焦亡途徑

經(jīng)典的細胞焦亡途徑主要由炎癥體復(fù)合物誘導(dǎo)，當機體受到損傷時，炎性小體可以感知致病信號的刺激，激活的PRRs結(jié)合適配器凋亡相關(guān)點樣蛋白(ASC)和pro-caspase-1形成炎癥體復(fù)合物，炎癥體復(fù)合體激活caspase-1使其切割GSDMD，使GSDMD的N端PFD釋放，在膜中寡聚形成孔觸發(fā)細胞焦亡。同時，激活的caspase-1切割并激活pro-IL-18和pro-IL-1β，最終出現(xiàn)細胞質(zhì)腫脹、膜破裂和炎癥因子IL-18和IL-1β釋放到細胞外環(huán)境等特征性形態(tài)變化，直接放大全身免疫反應(yīng)[13-15]。

2.3 非經(jīng)典的細胞焦亡途徑

在非經(jīng)典的細胞焦亡途徑中，人caspase-4/5和小鼠caspase-11可以通過直接與細胞內(nèi)脂多糖(LPS)結(jié)合而被激活，使GSDMD釋放N端PFD觸發(fā)細胞焦亡，caspase-4/5/11不能切割pro-IL-1β和pro-IL-18，但是它們可以通過NLRP3/caspase-1通路介導(dǎo)IL-1β和IL-18的成熟和分泌[7,13,15]。

2.4 其他細胞焦亡途徑

除上述經(jīng)典和非經(jīng)典的細胞焦亡途徑外，還存在其它Gasdermins蛋白激活途徑?；熕幬镎T導(dǎo)后，caspase-3可以切割GSDME誘導(dǎo)腫瘤細胞焦亡[16]。Caspase-8也可特異性裂解GSDMC，在細胞膜上成孔誘導(dǎo)細胞焦亡[17]。還有研究報道，存在不依賴于caspase激活的顆粒酶介導(dǎo)的細胞焦亡途徑[8]。

3 細胞焦亡參與腫瘤的發(fā)生

隨著對細胞焦亡的深入研究，在不同的腫瘤類型當中，細胞焦亡促進或者抑制腫瘤的增殖、侵襲或轉(zhuǎn)移。在食管鱗狀細胞癌中，光動力療法可通過抑制丙酮酸激酶M2活性，使caspase-8和caspase-3激活，二者裂解釋放GSDME的N端PFD，觸發(fā)食管鱗狀細胞癌的細胞焦亡，為光動力療法在食管鱗狀細胞癌治療中的臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)[18]。在肝細胞癌中，長鏈非編碼RNA SNHG7通過抑制miR-34a而增強SIRT1在肝細胞癌中的表達，SIRT1抑制NLRP3炎癥小體誘導(dǎo)的caspase-1裂解和IL-1β釋放，從而抑制肝癌細胞的細胞焦亡，因此SNHG7可能通過抑制肝癌中的焦亡而發(fā)揮致癌作用[5]。在炎癥性腸病中，GSDME介導(dǎo)的細胞焦亡觸發(fā)持續(xù)性慢性炎癥，使細胞內(nèi)釋放HMGB1增加促進結(jié)直腸癌的發(fā)展，抑制GSDME介導(dǎo)的細胞焦亡可能是未來治療結(jié)直腸癌的新策略[19]?；诩毎雇鲈趷盒阅[瘤中的上述研究，在婦科惡性腫瘤中，我們也應(yīng)越來越重視細胞焦亡的重要作用，積極探索婦科腫瘤治療的焦亡作用新靶點。

4 細胞焦亡與婦科惡性腫瘤

4.1 卵巢癌與細胞焦亡

我國2020年卵巢癌新增病例約55 000例，死亡約38 000例，致死率居女性生殖系統(tǒng)腫瘤首位，卵巢癌具有早期不易發(fā)現(xiàn)、復(fù)發(fā)率高、5年存活率低的特點[20-21]。因此細胞焦亡介導(dǎo)的腫瘤機制及靶向治療思路，是我們不容忽視的一個熱點，這對于卵巢癌的治療具有重要意義。

4.1.1 lncRNA參與卵巢癌的細胞焦亡 長鏈非編碼RNA(lncRNA)調(diào)控多種癌癥的增殖過程。最近研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA HOTTIP是卵巢癌的不良預(yù)后標志物，其表達水平升高與卵巢癌患者的FIGO分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)[22]。Tan C等[23]通過體外實驗發(fā)現(xiàn)，HOTTIP在卵巢癌組織和細胞系中高表達，沉默HOTTIP顯著增加了IL-18、IL-1β、NLRP1和caspase-1的表達水平，這表明HOTTIP在體外可能抑制細胞焦亡促進細胞增殖。他們進一步研究證實，HOTTIP通過負調(diào)節(jié)miR-148a-3p，靶向促進AKT2表達，進而抑制ASK1/JNK(ASK1/JNK是與細胞焦亡相關(guān)的信號通路)信號傳導(dǎo)，使NLRP1炎癥體復(fù)合物形成受阻，細胞焦亡介導(dǎo)的腫瘤抑制途徑受抑制，因此lncRNA HOTTIP通過抑制細胞焦亡途徑促進卵巢癌細胞增殖[23]。Li J等[24]也通過體內(nèi)外實驗證明，lncRNA GAS5在卵巢癌組織中顯著低表達，在正常組織中l(wèi)ncRNA GAS5高表達時誘導(dǎo)了ASC、caspase-1和IL-1β的時間依賴性激活，使炎癥體復(fù)合物形成,激活細胞焦亡，抑制腫瘤的發(fā)生，因此當lncRNA GAS5表達降低時可能通過抑制細胞焦亡促進腫瘤增殖過程。由此可知，在上述卵巢癌細胞焦亡的經(jīng)典途徑中，lncRNA HOTTIP高表達抑制細胞焦亡促進腫瘤發(fā)生，lncRNA GAS5高表達促進細胞焦亡抑制腫瘤發(fā)生，lncRNA介導(dǎo)的細胞焦亡在癌癥發(fā)生過程中是把雙刃劍，作為有希望診斷和治療卵巢癌的潛在靶點，準確檢測和正確調(diào)控卵巢癌中l(wèi)ncRNA的表達量是利用細胞焦亡治療卵巢癌的關(guān)鍵，這為卵巢癌治療提供了新思路。

4.1.2 藥物成分參與卵巢癌細胞焦亡 研究表明，多種藥物如二甲雙胍[25]，化療藥物順鉑和紫杉醇[26]，靶向藥物PD-1[25]等參與腫瘤細胞的細胞焦亡。在卵巢癌中，Liang J等[27]研究發(fā)現(xiàn)，蛇床子素可以抑制卵巢癌細胞增殖，用蛇床子素處理A2780和OVCAR3兩個卵巢癌細胞系，C-GSDME(帶有C端的GSDME)在這兩個細胞系中均增加，表明蛇床子素可以觸發(fā)卵巢癌細胞中GSDME依賴性細胞焦亡，從而抑制腫瘤增殖。Zhang R等[28]發(fā)現(xiàn)，川陳皮素具有抗卵巢癌活性，川陳皮素通過降低線粒體膜電位，誘導(dǎo)活性氧生成，從而引起GSDMD/GSDME介導(dǎo)的卵巢癌細胞的焦亡，同時川陳皮素也可通過誘導(dǎo)細胞自噬使人卵巢癌細胞發(fā)生細胞焦亡，從而發(fā)揮抗癌作用。卵巢癌化療耐藥是患者重要死亡原因，Qiao L等[29]發(fā)現(xiàn)α-NETA作為一種潛在的新型抗腫瘤劑，可以誘導(dǎo)GSDMD/caspase-4介導(dǎo)的細胞焦亡抑制卵巢癌上皮細胞增殖，小鼠體內(nèi)給與α-NETA也明顯抑制腫瘤生長，因此以誘導(dǎo)焦亡為基礎(chǔ)的α-NETA藥物可能是未來卵巢癌化療耐藥患者替代治療的新選擇。然而，Beesetti SL等[30]也證實了穿心蓮內(nèi)酯作為天然抗癌藥物成分，并未通過誘導(dǎo)caspase-1介導(dǎo)的細胞焦亡發(fā)揮抗卵巢癌作用。綜合上述研究表明，藥物成分可以誘導(dǎo)卵巢癌細胞焦亡，同時細胞焦亡與自噬等其他程序性死亡也密切相關(guān)，未來研究可從其他程序性死亡路徑入手探索焦亡新機制，也可以化療耐藥、靶向藥物等為切入點，為老藥新用、新藥開發(fā)提供新的臨床思路，進一步探索腫瘤治療新策略。

4.1.3 生物信息學分析與卵巢癌細胞焦亡 生物信息學分析是腫瘤數(shù)據(jù)挖掘的另一熱點方向。Berkel C等[31]利用生物信息學分析發(fā)現(xiàn)，在漿液性卵巢癌中，GSDMD和GSDMC高表達，GSDME和PJVK低表達，GSDMA表達水平?jīng)]有明顯變化。在上皮性卵巢癌中，GSDMB和GSDMD的表達差異有統(tǒng)計學意義，即在黏液性組織型中GSDMB高表達，在透明細胞和漿液性組織型中GSDMD高表達。同時他們還發(fā)現(xiàn)在TP53突變的漿液性卵巢癌患者中，GSDMD和GSDMC高表達降低了患者的無進展生存期(PFS)，導(dǎo)致該組織類型的患者死亡率升高。最近一項生物信息學分析表明，AIM2、PJVK、CASP3、CASP6、PLCG1、ELANE和GSDMA是卵巢癌焦亡相關(guān)的關(guān)鍵差異基因，上述基因在卵巢癌中具有不同的預(yù)后價值和免疫作用，可作為卵巢癌的生物標志物[32]。生物信息學分析有助于我們更好地了解不同類型的卵巢癌發(fā)生和進展中有哪些GSDMs參與細胞焦亡，這可能對卵巢癌的早期檢測、準確靶向GSDMs進行治療及疾病隨訪很有價值。同時利用生物信息學分析挖掘焦亡靶基因、預(yù)測焦亡相關(guān)調(diào)控分子、聚焦焦亡信號通路，從這些角度出發(fā)都可以探尋出卵巢癌焦亡新機制，對癌癥治療新方法的挖掘具有重要啟發(fā)作用。

因此，從上面的研究中我們可以得知，細胞焦亡參與卵巢癌的發(fā)生發(fā)展被越來越多的證據(jù)證實，細胞焦亡在卵巢癌細胞增殖、預(yù)測癌癥進展以及疾病隨訪方面都具有重要價值，靶向細胞焦亡可能是未來卵巢癌治療的一個新的治療方向。

4.2 宮頸癌與細胞焦亡

宮頸癌是全球女性第四大惡性腫瘤，居女性婦科惡性腫瘤首位，嚴重威脅著女性健康[33]。目前晚期轉(zhuǎn)移性、復(fù)發(fā)性宮頸癌診治效果較差，我們需要探尋一條宮頸癌治療新路徑。細胞焦亡參與癌癥的發(fā)生發(fā)展已十分明確，探索細胞焦亡參與宮頸癌的發(fā)病機制，將是我們未來研究新方向。

4.2.1 細胞焦亡參與宮頸癌的發(fā)病機制 在卵巢癌細胞焦亡中，細胞焦亡的經(jīng)典途徑上文已闡述。在宮頸癌中，細胞焦亡的非經(jīng)典途徑被You L等[34-35]報道，HMGB1是一種DNA結(jié)合的核蛋白，與配體RAGE結(jié)合可以觸發(fā)炎癥反應(yīng)。他們用LPS誘導(dǎo)宮頸上皮細胞后，HMGB1、RAGE和Ki-67表達增加，說明細胞的炎癥反應(yīng)和增殖能力增強。同時LPS誘導(dǎo)后焦亡相關(guān)蛋白NLRP3、caspase-4和GSDMD的表達也增加，說明LPS刺激了宮頸上皮細胞炎癥性細胞焦亡。而使用RAGE抑制劑后則表現(xiàn)出相反的趨勢。因此抑制HMGB1/RAGE軸可以減輕LPS誘導(dǎo)的炎癥和細胞焦亡，使宮頸上皮細胞的惡性轉(zhuǎn)化受到限制。人乳頭瘤病毒(human papillomavirus,HPV)感染誘發(fā)慢性炎癥促進宮頸癌的發(fā)生[36]。Song Y等[37]發(fā)現(xiàn)HPV癌蛋白E7免疫逃逸新機制，它通過抑制宮頸癌細胞中caspase-1的激活和GSDMD的切割，使IL-18和IL-1β產(chǎn)生減少，腫瘤細胞焦亡受抑制從而促進癌癥發(fā)生。因此找到HPV誘導(dǎo)的宮頸癌細胞焦亡機制，阻斷HPV誘導(dǎo)的慢性炎癥性焦亡，可能是治療HPV感染宮頸癌的新策略。

4.2.2 藥物成分參與宮頸癌細胞焦亡 在宮頸癌中，也有研究證實藥物成分參與宮頸癌的細胞焦亡。Tong W等[38]用丹參酮IIA處理HeLa細胞后，隨著丹參酮IIA的濃度增加，焦亡細胞的百分比增加，且GSDMD、IL-18和IL-1β的表達也相應(yīng)增加，說明丹參酮IIA以劑量依賴形式激活HeLa細胞焦亡。將抗miR-145質(zhì)粒轉(zhuǎn)染到HeLa細胞中后，抗miR-145質(zhì)粒顯著逆轉(zhuǎn)了丹參酮IIA誘導(dǎo)的細胞焦亡水平。因此，丹參酮IIA可能通過調(diào)節(jié)miR-145/GSDMD信號通路來抑制HeLa細胞的細胞增殖，促進HeLa細胞的焦亡，成為治療宮頸癌的候選藥物。Chen J等[39]用化療藥物洛鉑處理宮頸癌細胞系后，發(fā)現(xiàn)caspase-3激活、GSDME裂解，細胞焦亡率增加，揭示了洛鉑誘導(dǎo)宮頸癌細胞死亡的焦亡新機制。

4.2.3 宮頸癌細胞焦亡新靶點 宮頸癌焦亡研究中，不斷有新的預(yù)測靶點出現(xiàn)。SIRT1是一種NAD+依賴性酶，可以調(diào)控細胞的增殖、侵襲和遷移[40]。So D等[41]研究發(fā)現(xiàn)，SIRT1在HPV感染的宮頸癌中高表達，宮頸癌細胞的存活和生長必須依賴SIRT的表達，其可能機制是SIRT1通過破壞RelB mRNA來抑制NF-κB介導(dǎo)的AIM2表達，使HPV感染的宮頸癌細胞中不發(fā)生炎癥小體AIM2介導(dǎo)的細胞焦亡，從而促進腫瘤細胞的生長。當SIRT1低表達時，宮頸癌細胞由于炎癥體AIM2誘導(dǎo)的細胞焦亡而大量死亡。因此，敲低SIRT1促進細胞焦亡從而抑制腫瘤增殖是治療宮頸癌的潛在靶點。研究表明，二甲雙胍激活A(yù)MPK/SIRT1/NF-κB通路驅(qū)動caspase3/GSDME介導(dǎo)的癌細胞焦亡[42]。若我們繼續(xù)探索SIRT1上下游分子機制，開發(fā)相關(guān)靶向藥物，這可能在傳統(tǒng)手術(shù)和放化療治療晚期復(fù)發(fā)性、轉(zhuǎn)移性宮頸癌宮頸癌效果不佳時，成為治療宮頸癌的一個新方向。同樣，利用生物信息學分析，Zhou C等[43]從癌癥基因圖譜(The Cancer Gene Atlas，TCGA)篩選出GPX4、GSDME、GZMA、GZMB、IL1B、NOD1、PRKACA、TNF 8個有預(yù)后價值的宮頸癌焦亡相關(guān)基因，這些基因所構(gòu)建的預(yù)后模型能很好地預(yù)測患者的生存狀況和生存率，并且這些基因影響著腫瘤免疫微環(huán)境，免疫評分越高患者預(yù)后越好。

以上研究從焦亡機制、藥物成分、分子信號通路靶點以及生物信息學分析入手，從不同角度反映了細胞焦亡途徑參與宮頸癌的增殖過程。若能探索出宮頸癌細胞焦亡新路徑并將其應(yīng)用于臨床，有可能提高宮頸癌患者的治療效果和生存率。

4.3 子宮內(nèi)膜癌與細胞焦亡

子宮內(nèi)膜癌也是常見的婦科惡性腫瘤之一，居女性生殖道惡性腫瘤第二位[20]。大量研究表明，氫治療作為一種新型抗腫瘤劑在多種癌癥中發(fā)揮抗癌作用[44]。Yang Y等[45]研究證實，子宮內(nèi)膜癌組織中高表達NLRP3、caspase-1、GSDMD等焦亡相關(guān)蛋白，因此子宮內(nèi)膜癌患者確實處于炎癥應(yīng)激狀態(tài)，體內(nèi)存在細胞焦亡現(xiàn)象。氫治療后在Ishikawa和HEC1A子宮內(nèi)膜癌細胞系中NLRP3、ASC、pro-caspase-1、caspase-1和GSDMD過表達，用活性氧阻斷劑后結(jié)果相反，這表明氫通過ROS/NLRP3/caspase-1/GSDMD途徑介導(dǎo)子宮內(nèi)膜癌細胞焦亡。在子宮內(nèi)膜腫瘤的異種移植物中，氫治療后上述焦亡相關(guān)蛋白也過表達，且移植物的體積和重量減輕，因此，氫治療介導(dǎo)的細胞焦亡可能是治療子宮內(nèi)膜癌有前景的一種治療方式。Zhang X等[46]從TCGA數(shù)據(jù)庫中篩選出ELANE、GSDMD、GPX4和TIRAP 4個子宮內(nèi)膜癌焦相關(guān)預(yù)后基因，GPX4和GSDMD在癌癥高表達，TIRAP和ELANE則低表達，當它們低表達時患者具有較好的生存預(yù)后。Liang D等[47]也通過TCGA數(shù)據(jù)鑒定出9個子宮內(nèi)膜癌細胞焦亡相關(guān)lncRNA(AC087491.1、AL353622.1、AL035530.2、LINC02036、AL021578.1、AL390195.2、AC009097.2、AC004585.1、AC244517.7)，它們可能預(yù)測子宮內(nèi)膜癌預(yù)后，并成為免疫治療的潛在標志物。由于細胞焦亡是近年來新的程序性死亡方式，其在子宮內(nèi)膜癌中研究還相對較少，但是上述研究證實了焦亡參與子宮內(nèi)膜癌的增殖過程，結(jié)合焦亡在卵巢癌、宮頸癌中的研究，從靶向藥物、焦亡分子機制、焦亡靶點預(yù)測、生物信息分析等角度出發(fā)，還有很大空間值得我們探索。

5 總結(jié)與展望

細胞焦亡作為一種新的癌癥相關(guān)死亡方式，在全身各個系統(tǒng)的癌癥中均有研究。在婦科惡性腫瘤中，雖然有部分研究已經(jīng)確定細胞焦亡參與卵巢癌、宮頸癌、子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生，但是研究相對較少且尚不深入，其參與婦科惡性腫瘤的機制有待進一步探討。但可以明確的是，細胞焦亡這一死亡方式有助于我們進一步了解婦科惡性腫瘤的作用機制，以及焦亡途徑下腫瘤細胞死亡的相互關(guān)系和作用網(wǎng)絡(luò)，對我們深入了解婦科腫瘤的發(fā)生發(fā)展有新的指導(dǎo)意義，同時焦亡可以作為婦科惡性腫瘤研究的新方向，開發(fā)焦亡相關(guān)的靶向藥物也將成為治療婦科惡性腫瘤的新策略。