羅靈芝，張雨濤

髓樣細(xì)胞白血病-1(myeloid cell leukemia-1, MCL-1)是BCL-2家族中的重要抗凋亡基因，在調(diào)節(jié)細(xì)胞分化和凋亡中起重要作用。在腫瘤性疾病及其癌前病變中有MCL-1基因重排現(xiàn)象[1]。研究表明，MCL-1在腫瘤細(xì)胞生存和耐藥方面具有重要作用[2]。結(jié)直腸癌(colorectal cancer, CRC)是消化道常見(jiàn)的惡性腫瘤，其發(fā)病率和病死率均較高。MCL-1在CRC組織中較正常腸黏膜和腺瘤組織高表達(dá)，提示其在CRC的發(fā)生、發(fā)展中可能起一定的作用，其表達(dá)可能與治療、預(yù)后密切相關(guān)。本文現(xiàn)就MCL-1在CRC中的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 MCL-1的結(jié)構(gòu)及功能

MCL-1基因定位于人染色體1q21，全長(zhǎng)6 502 bp，含有3個(gè)外顯子和2個(gè)內(nèi)含子，具有結(jié)構(gòu)特異性，并廣泛分布于線粒體和細(xì)胞質(zhì)中。MCL-1含有三段BCL-2基因同源區(qū)域(BCL-2 homology regions, BHR)BH1、BH2、BH3和C末端跨膜結(jié)構(gòu)域(transmembrane domain, TMD)，可使MCL-1與細(xì)胞內(nèi)膜結(jié)合；以及一段潛在的PEST(富含脯氨酸P、谷氨酸E、絲氨酸S、蘇氨酸T)序列，可介導(dǎo)蛋白質(zhì)快速降解[3]。MCL-1基因在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中存在短拼接變異，可轉(zhuǎn)錄生成2種mRNA，并翻譯為2種不同的蛋白。(1)MCL-1L蛋白：由3個(gè)外顯子翻譯而來(lái)，含有350個(gè)氨基酸殘基，該蛋白含有BHR和TMD，主要功能為抑制細(xì)胞凋亡；(2)MCL-1S蛋白：丟失外顯子2，僅由外顯子l和外顯子3翻譯而來(lái)，含有271個(gè)氨基酸殘基，與MCL-1L相比，缺失BH1、BH2結(jié)構(gòu)域和TMD，功能與BH3-only蛋白相似，作為死亡配體，促進(jìn)細(xì)胞凋亡[4]。

MCL-1主要通過(guò)兩種方式調(diào)控細(xì)胞凋亡：(1)MCL-1通過(guò)線粒體介導(dǎo)的內(nèi)源性凋亡通路調(diào)控凋亡，與促凋亡蛋白Bak結(jié)合并維持其在線粒體膜表面的活性，保持對(duì)Bak活化的抑制作用，阻止Bak與Bax形成二聚體，進(jìn)而抑制細(xì)胞色素C釋放，抑制細(xì)胞凋亡。(2)MCL-1通過(guò)與具有激活作用的BH3-only蛋白(Bid、Bim和Puma)結(jié)合發(fā)揮抗凋亡作用，且MCL-1在肺、前列腺、乳腺、卵巢、腎臟和膠質(zhì)瘤等癌細(xì)胞系中具有較高的mRNA水平[5]，提示MCL-1可能通過(guò)抑制凋亡促進(jìn)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，具體機(jī)制有待進(jìn)一步分析。

MCL-1廣泛表達(dá)于人類正常組織，在上皮組織(如乳腺、胃、前列腺、小腸、結(jié)腸及呼吸道等)、淋巴結(jié)生發(fā)中心B細(xì)胞區(qū)域和神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞(如腎上腺皮質(zhì)、交感神經(jīng)元、部分胰島細(xì)胞及睪丸生精細(xì)胞等)均有表達(dá)，在調(diào)節(jié)細(xì)胞存活和凋亡中起關(guān)鍵作用[2,6]。MCL-1蛋白定位于細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)，主要存在于線粒體外膜，但MCL-1在細(xì)胞核內(nèi)也有表達(dá)[7]。MCL-1的主要功能是維持線粒體膜穩(wěn)定，抑制細(xì)胞色素C釋放，從而阻止凋亡發(fā)生，促進(jìn)細(xì)胞生存。因此，即使在各種誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的刺激條件下，MCL-1也能延長(zhǎng)造血細(xì)胞的生存能力，同時(shí)亦是腫瘤細(xì)胞生存的關(guān)鍵因子。另外，MCL-1的裂解產(chǎn)物也可以促進(jìn)細(xì)胞凋亡，其裂解產(chǎn)生的細(xì)胞死亡促進(jìn)蛋白可參與形成正反饋回路，誘導(dǎo)更多的Caspase活化。MCL-1除具有抗凋亡功能外，也可直接調(diào)控細(xì)胞分化和細(xì)胞周期[8]。MCL-1可以與PCNA、CDK-1、CHK-1相互作用，引起細(xì)胞周期阻滯[9-10]。MCL-1在一些惡性腫瘤中過(guò)表達(dá)，提示其與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)，并且可以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物產(chǎn)生抵抗作用；而下調(diào)MCL-1蛋白表達(dá)可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡，提示MCL-1是腫瘤治療的潛在靶點(diǎn)[11]。

2 MCL-1在CRC中的研究進(jìn)展

2.1 CRC的流行病學(xué)特征2019年1月，國(guó)家癌癥中心發(fā)布了最新全國(guó)癌癥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。由于全國(guó)腫瘤登記中心的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)一般滯后發(fā)布時(shí)間3年，故本次公布的數(shù)據(jù)系2015年全國(guó)惡性腫瘤的發(fā)病和死亡情況。該數(shù)據(jù)顯示CRC總發(fā)病率位居中國(guó)惡性腫瘤的第4位，病死率位居第5位；在男性患者中發(fā)病率位居第4位，病死率位居第5位；而在女性患者中發(fā)病率位居第3位，病死率位居第4位；在西部、中部和東部地區(qū)中，CRC的發(fā)病率均位居前5位。由此可見(jiàn)，CRC是危害中國(guó)人群健康的危險(xiǎn)腫瘤[12]，如何提高CRC治療效果，降低病死率等問(wèn)題急需解決。

2.2 MCL-1與CRC抗癌作用機(jī)制CRC的進(jìn)展是由一系列明確的遺傳基因改變所驅(qū)動(dòng)的，包括APC、BRAF、KRAS、PIK3CA、p53、FBW7等基因突變[13-14]。MCL-1可通過(guò)抑制腫瘤細(xì)胞凋亡和增強(qiáng)CRC的血管生成導(dǎo)致腫瘤進(jìn)展，進(jìn)一步證明MCL-1在CRC的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用，可以作為潛在的抗癌治療靶點(diǎn)[13]。

目前，外科手術(shù)仍然是CRC的首選治療方式，尤其是對(duì)處于疾病早期的患者。但大量臨床實(shí)踐表明僅靠手術(shù)切除并不能完全杜絕腫瘤復(fù)發(fā)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。因此，手術(shù)聯(lián)合放、化療成為提高患者預(yù)后和生存率的關(guān)鍵。天然和人工合成藥物通過(guò)多種途徑下調(diào)MCL-1在CRC中的表達(dá)，發(fā)揮抗癌作用，如多種小分子MCL-1抑制劑。體外實(shí)驗(yàn)也證明，可通過(guò)多個(gè)信號(hào)通路途徑下調(diào)MCL-1的表達(dá)，抑制CRC腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)[15]。大量研究結(jié)果表明，許多藥物可以通過(guò)調(diào)節(jié)CRC中STAT/MCL-1軸的表達(dá)，從而達(dá)到抗癌效果，如利用Magnolin可以阻斷LIF/STAT3/MCL-1軸，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞自噬和細(xì)胞周期停滯[16]。Furowanin A也有類似作用，可通過(guò)抑制STAT3/MCL-1軸以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞自噬，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期停滯[17]。Ruxolitinib則是通過(guò)下調(diào)JAK1/2-STAT1-MCL-1軸，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡[18]。此外，熱休克蛋白90(heat shock protein 90, HSP 90)抑制劑也可以抑制JAK2-STAT3-MCL-1軸，促進(jìn)腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡，誘導(dǎo)配體的腫瘤細(xì)胞凋亡[19]。Lu等[20]通過(guò)評(píng)估依維替尼抗癌特性的潛在機(jī)制，表明該藥物也是通過(guò)抑制CRC中抗凋亡分子MCL-1的表達(dá)，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期停滯?？拱┗钚噪?anticancer bioactive peptides, ACBP)系通過(guò)調(diào)節(jié)PARP-p53-MCL-1信號(hào)通路，抑制人CRC腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)和誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡[21]。此外，一些新的激酶抑制劑通過(guò)靶向作用于CDK9和GSK-3β信號(hào)通路，也可以降低CRC中MCL-1的表達(dá)[22]。與其他多數(shù)腫瘤一樣，CRC的腫瘤微環(huán)境存在多種免疫細(xì)胞浸潤(rùn)，通過(guò)FBW7-MCL-1軸可以抑制M1和M2巨噬細(xì)胞在結(jié)腸癌的腫瘤微環(huán)境中生長(zhǎng)[23]，而針對(duì)MCL-1的免疫治療可能是未來(lái)的發(fā)展方向。除常規(guī)抗腫瘤藥物以外，新近發(fā)現(xiàn)常用降血糖藥物二甲雙胍，也可以通過(guò)Mule降解CRC癌細(xì)胞中的MCL-1，提高腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體的表達(dá)從而導(dǎo)致凋亡[24]?？傊?，通過(guò)多種途徑降低CRC中MCL-1的表達(dá)均可起抗癌作用，未來(lái)的藥物研發(fā)方向不一定僅僅局限于特定的抗腫瘤藥，其他專科用藥或許也有抗癌療效。

2.3 MCL-1與CRC化療耐藥性的關(guān)系耐藥是腫瘤化療失敗的主要原因之一。在CRC耐藥患者中MCL-1出現(xiàn)過(guò)表達(dá)，提示耐藥性可能通過(guò)MCL-1的抗凋亡作用所導(dǎo)致的。有文獻(xiàn)報(bào)道，GST-π和P-gp可通過(guò)不同的機(jī)制參與腫瘤耐藥[25]。CRC患者中MCL-1的表達(dá)與GST-π無(wú)相關(guān)性，而與P-gp的表達(dá)相關(guān)[26-27]，提示MCL-1基因可能與腫瘤耐藥相關(guān)，但具體作用仍需進(jìn)一步研究。因此，可以假設(shè)通過(guò)抑制MCL-1的表達(dá)或者阻斷MCL-1相關(guān)信號(hào)通路，降低CRC患者對(duì)化療藥物的耐藥性。MCL-1的降解是受到多種激酶抑制劑誘導(dǎo)，其中主要依賴于GSK3β磷酸化和依賴FBW7的泛素化降解[28]。在CRC中有一種新的激酶抑制劑可通過(guò)GSK3β通路下調(diào)MCL-1，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡[22]；而其他一些藥物也可以通過(guò)調(diào)節(jié)FBW7-MCL-1軸達(dá)到或加強(qiáng)抗腫瘤作用[29-30]。FBW7突變引起的MCL-1降解阻斷，可調(diào)節(jié)結(jié)腸癌對(duì)靶向治療藥物的抵抗力[31]。上述研究結(jié)果進(jìn)一步證明多種抗腫瘤藥物可下調(diào)MCL-1的表達(dá)，解除耐藥并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。在BRAF V600E基因突變的CRC患者中，其介導(dǎo)的MEK/ERK信號(hào)通路激活可通過(guò)磷酸化穩(wěn)定作用上調(diào)MCL-1，從而賦予其凋亡抗性。MCL-1拮抗劑和Cobimetinib可逆轉(zhuǎn)該凋亡抗性，提示其為新的針對(duì)性治療途徑[32]。這也與He等[33]的研究結(jié)果相似，即PI3K/MEK/ERK介導(dǎo)的MCL-1上調(diào)，導(dǎo)致BRAF V600E陽(yáng)性腫瘤細(xì)胞對(duì)依維莫司耐藥，但可以通過(guò)藥理學(xué)措施進(jìn)行逆轉(zhuǎn)。證實(shí)了MCL-1表達(dá)上調(diào)和BRAF V600E突變是mTOR抑制劑在CRC癌細(xì)胞中耐藥的關(guān)鍵機(jī)制，提示MCL-1與CRC耐藥有相關(guān)性。在CRC中，MCL-1抑制劑可以通過(guò)恢復(fù)凋亡路徑來(lái)克服Regorafenib的先天性和獲得性耐藥[34]，提示通過(guò)抑制MCL-1的表達(dá)，可以恢復(fù)抗腫瘤藥物的療效而拮抗耐藥，為耐藥患者的治療提供了新方向，即抗腫瘤藥物與MCL-1抑制劑聯(lián)用，可提高抗腫瘤藥物的療效并降低耐藥性。

2.4 MCL-1與CRC的預(yù)后國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道MCL-1在CRC中的陽(yáng)性率為76%～79.76%，明顯高于癌旁正常腸黏膜和結(jié)直腸腺瘤。MCL-1的表達(dá)亦與CRC分化程度、TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及5年生存期相關(guān)(P<0.05)，提示其可能在CRC的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用，可作為CRC治療和預(yù)后的判斷指標(biāo)[26,35-36]。這與Henderson-Jackson等[37]的報(bào)道相吻合，即CRC中MCL-1的表達(dá)與腫瘤分級(jí)、分期及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移相關(guān)。本組僅有9例CRC轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移病例數(shù)較少。盡管大部分文獻(xiàn)報(bào)道MCL-1在CRC中的過(guò)表達(dá)與不良預(yù)后有關(guān)，但Xin等[38]分析31例伴BRAF突變和錯(cuò)配修復(fù)蛋白缺陷的CRC，發(fā)現(xiàn)MCL-1的表達(dá)與低分級(jí)、淋巴管浸潤(rùn)和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及AJCC分期低相關(guān)，認(rèn)為MCL-1表達(dá)的CRC患者有良好的預(yù)后，與文獻(xiàn)報(bào)道不符。由此可見(jiàn)，還需積累更多樣本和長(zhǎng)期隨訪進(jìn)一步分析。

遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移是CRC患者預(yù)后不良及生存率低的重要原因。脯氨酰羥化酶3減弱MCL-1介導(dǎo)的ATP產(chǎn)生，可抑制CRC細(xì)胞的轉(zhuǎn)移潛力[39]。Lee等[13]的研究結(jié)果亦認(rèn)為過(guò)表達(dá)MCL-1可能與CRC發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移有關(guān)，但具體作用機(jī)制尚不清楚。

3 結(jié)語(yǔ)

正常情況下，人體通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡與抗凋亡平衡，維持其正常生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程，該平衡一旦被破壞，易導(dǎo)致疾病的發(fā)生。MCL-1具有抗凋亡作用，其高表達(dá)可能與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。在CRC患者腫瘤組織中MCL-1的表達(dá)明顯高于癌旁正常腸黏膜和結(jié)直腸腺瘤，提示MCL-1的過(guò)表達(dá)與CRC的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。

綜上所述，MCL-1在CRC中過(guò)表達(dá)與組織學(xué)分級(jí)、分期、分化程度、淋巴結(jié)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、化療耐藥及預(yù)后等有相關(guān)性。化療藥物通過(guò)下調(diào)MCL-1表達(dá)或阻斷MCL-1信號(hào)通路，可促進(jìn)CRC腫瘤細(xì)胞凋亡，提示MCL-1是治療CRC的潛在靶點(diǎn)，而抑制MCL-1過(guò)表達(dá)也是抗腫瘤藥和解除化療藥耐藥性的重要研發(fā)方向。因此，了解MCL-1在CRC中的表達(dá)，對(duì)治療方案的選擇和患者預(yù)后評(píng)估具有指導(dǎo)作用。