李瀟 王靜 董尚林 武彩霞 劉開(kāi)揚(yáng)

葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78(GRP78)已被證明是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)中的一種分子伴侶，其主要任務(wù)是響應(yīng)細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(ERS)，促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊、組裝、轉(zhuǎn)運(yùn)、調(diào)節(jié)ER跨膜傳感器和維持鈣穩(wěn)態(tài)。在各種病理狀態(tài)及內(nèi)外環(huán)境刺激下，未折疊和錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)發(fā)生碰撞，于是細(xì)胞啟動(dòng)未折疊蛋白反應(yīng)(UPR)進(jìn)行自我保護(hù)。一般而言，GRP78與橫跨ER膜的3個(gè)傳感器相結(jié)合并同時(shí)處于失活期。這3個(gè)跨膜傳感器分別是肌醇需求酶1(IRE-1)、蛋白激酶樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶 (PERK)以及激活轉(zhuǎn)錄因子6(ATF6)。當(dāng)發(fā)生ERS時(shí)，GRP78與這3個(gè)傳感器被激活，在抑制蛋白質(zhì)合成同時(shí)降低了蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊率，GRP78跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的能力也隨著ER膜通透性的增加而增強(qiáng)，這更有利于堆積蛋白的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。如此，便可有效控制和緩解ERS。若應(yīng)激狀態(tài)未被有效控制，PERK和IRE1信號(hào)便會(huì)激活并介導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)步入凋亡程序。由于PERK與GRP78解離并活化，促凋亡的CCAAT/增強(qiáng)子結(jié)合蛋白表達(dá)也有所升高。IRE1的激活剪接了X-box-binding protein 1(XBP1)mRNA，促使細(xì)胞存活。同時(shí)，IRE1募集TNF受體相關(guān)因子2和凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1，然后激活c-Jun N端激酶(JNK)并誘導(dǎo)凋亡。GRP78作為中央調(diào)節(jié)劑，不僅在正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中都有表達(dá)，且表達(dá)水平在腫瘤細(xì)胞中相對(duì)較高。由此猜測(cè)腫瘤易復(fù)發(fā)、易轉(zhuǎn)移等特性或許與之有關(guān)[1]。

1 GRP78結(jié)構(gòu)

GRP78雖然只有小塊疏水斑塊，但這些小疏水斑塊對(duì)于它的功能是必不可少的，因?yàn)榭勺R(shí)別出針對(duì)退化或折疊機(jī)制出現(xiàn)問(wèn)題的未折疊蛋白。GRP78的結(jié)構(gòu)分為氨基末端的ATP結(jié)合域(ABD)(或核苷酸結(jié)合域NBD)和羧基末端的底物結(jié)合域(SBD)。在人類(lèi)基因中，由功能性基因和假基因(基因處理)來(lái)編碼GRP78。功能基因包含8個(gè)外顯子。偽基因不參與基因轉(zhuǎn)錄，它位于基因組AT富集區(qū)。功能基因啟動(dòng)子由近端和遠(yuǎn)端兩部分組成。遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)域負(fù)責(zé)增強(qiáng)基礎(chǔ)表達(dá)水平，近端結(jié)構(gòu)域負(fù)責(zé)對(duì)細(xì)胞的各種刺激做出反應(yīng)。功能基因的GRP78啟動(dòng)子包含一個(gè)TATA 框和5個(gè)CCAAT序列。從5’端開(kāi)始，TATA盒位于上游25個(gè)核苷酸處，CCAAT序列位于RNA起始位點(diǎn)上游250個(gè)核苷酸之內(nèi)。在基因的3’端，發(fā)現(xiàn)了聚腺苷酸化序列AATAAA[2]。 GRP78在幾乎所有生物體中表現(xiàn)為高度保守特性,反映出其在細(xì)胞存活中的核心地位，在維持ER穩(wěn)定、協(xié)調(diào)蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)方面具有不可替代性[3]。

2 GRP78ERS

ER是一個(gè)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，對(duì)于細(xì)胞鈣存儲(chǔ)、蛋白質(zhì)合成、脂類(lèi)和糖類(lèi)代謝等一系列生物學(xué)過(guò)程有著至關(guān)作用。當(dāng)ER生理功能發(fā)生紊亂如氧分壓降低、病毒感染、營(yíng)養(yǎng)缺乏、快速細(xì)胞增殖、氧化還原失衡、Ca2+水平降低、蛋白質(zhì)糖基化改變或蛋白質(zhì)折疊缺陷會(huì)導(dǎo)致未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)積聚在ER內(nèi)腔中，這種有害的情況被稱(chēng)為ERS，威脅到細(xì)胞的功能和生存[4-6]。為響應(yīng)細(xì)胞應(yīng)激，激活完善的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，重建細(xì)胞動(dòng)態(tài)平衡和減輕刺激壓力，便出現(xiàn)了UPR[5]。

UPR是一個(gè)明確定義的過(guò)程，在潛在的毒性錯(cuò)誤折疊蛋白的積累之后恢復(fù)內(nèi)穩(wěn)態(tài)方面扮演重要角色。UPR由蛋白激酶樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶(PERK)，激活轉(zhuǎn)錄因子6(ATF6)和肌醇需求酶1(IRE1)這3個(gè)傳感器調(diào)節(jié)。所有這3個(gè)激活由不同的換能器介導(dǎo)的專(zhuān)門(mén)轉(zhuǎn)錄程序-ATF4，裂解的ATF6和剪接的XBP1。這些因子直接激活伴侶蛋白或在氧化還原穩(wěn)態(tài)，蛋白質(zhì)分泌，脂質(zhì)生物合成或細(xì)胞死亡程序中起作用的蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄[6]。

ERS的過(guò)度使得ER功能受損，隨著其延長(zhǎng)，為保細(xì)胞正常更新，免疫系統(tǒng)正常發(fā)育等，凋亡便不可避免[7,8]。在這個(gè)過(guò)程中，Caspase-12參與ERS介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。當(dāng)過(guò)大的ERS被觸發(fā)時(shí)，從ER活化成細(xì)胞質(zhì)的Caspase-12，然后激活胱天蛋白酶9伴隨著Caspase-3,最終觸發(fā)ERS介導(dǎo)的凋亡[9]。而啟動(dòng)凋亡通路通常有PERK/eIF2a/CHOP通路、IRE1/TRAF2/CJNK 通路、Ca2+/Caspase12通路等[7]。

3 GRP78、腫瘤與ER

在腫瘤進(jìn)展過(guò)程中，癌細(xì)胞會(huì)發(fā)生許多特征性變化。如獨(dú)立于外源性生長(zhǎng)促進(jìn)或生長(zhǎng)抑制信號(hào)增殖；侵入周?chē)M織并轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)處；引發(fā)血管生成反應(yīng)以及逃避限制細(xì)胞增殖機(jī)制(例如凋亡和復(fù)制性衰老)的能力。這些特性反映了正常細(xì)胞中控制細(xì)胞增殖、運(yùn)動(dòng)性和存活的細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)途徑的改變[10]。另外，腫瘤細(xì)胞為了適應(yīng)低血低營(yíng)養(yǎng)的環(huán)境，會(huì)啟動(dòng)未折疊蛋白反應(yīng)以有效的轉(zhuǎn)運(yùn)出堆積的蛋白，來(lái)適應(yīng)ERS而避免應(yīng)激引起的凋亡[11]。GRP78在許多實(shí)體瘤中均有較高的表達(dá)水平，提示了我們GRP78的表達(dá)程度與腫瘤的發(fā)生以及演變有著密不可分的關(guān)系[12]。據(jù)報(bào)道在上述大多數(shù)癌癥類(lèi)型中，如若使用抑制劑抑制GRP78的表達(dá)或消除GRP78可增強(qiáng)化療的效果來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[13]。

3.1 GRP78與胃癌(GC) GC在世界范圍內(nèi)被列為最常見(jiàn)的癌癥相關(guān)死亡原因之一，胃切除外加區(qū)域淋巴結(jié)清掃是Ⅰ～Ⅲ期GC治療的常用方法，但約有20%～30%的患者在術(shù)后依舊會(huì)發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移或局部復(fù)發(fā)，即便進(jìn)行了及時(shí)的治療也無(wú)法避免死亡。GRP78在早期疾病患者中表達(dá)較強(qiáng)；但在晚期患者中表達(dá)較弱，提示在ERS條件下形成低度惡性細(xì)胞，那么高度惡性細(xì)胞卻可以“靈活的”避開(kāi)凋亡繼續(xù)生長(zhǎng)[14]。

即便是ERS在GC細(xì)胞凋亡方面的作用不甚強(qiáng)大，但依舊可使得部分腫瘤細(xì)胞進(jìn)入凋亡狀態(tài)。這是因?yàn)镋RS可以迅速的激活ERK1/2，GRP78相應(yīng)表達(dá)提高，caspase依賴(lài)途徑同時(shí)增強(qiáng)了細(xì)胞的凋亡。而在對(duì)抗ERS誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡方面GRP78似乎有著關(guān)鍵的作用。因此，ERS激活MEK/ERK是誘導(dǎo)GRP78所必需的，GRP78可保護(hù)處于ERS狀態(tài)的胃癌細(xì)胞不發(fā)生凋亡[15]。由此，GRP78可能成為研究GC的一個(gè)新入手點(diǎn)。

3.2 GRP78與肺癌 約80%的肺癌為非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)亞型。肺組織的腫瘤形成過(guò)程取決于吸入煙霧和空氣污染。NSCLC的主要病因是吸煙。ERS是暴露于環(huán)境毒素、缺氧、感染源或錯(cuò)誤折疊蛋白積累后肺部的一種自然反應(yīng)。大量錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)無(wú)法正常轉(zhuǎn)運(yùn)出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，這時(shí)ER的重要調(diào)節(jié)者——GRP78激活，協(xié)調(diào)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的UPR，維持ER腔內(nèi)平衡。ERS和UPR在調(diào)節(jié)肺細(xì)胞內(nèi)的動(dòng)態(tài)平衡方面發(fā)揮著核心作用。GRP78作為ER網(wǎng)伴侶，在調(diào)節(jié)UPR中具有十分重要的地位[16]。在腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移中，甚至是淋巴結(jié)中都存在高表達(dá)的現(xiàn)象。如果敲低GRP78的表達(dá)，則腫瘤的侵襲速度和轉(zhuǎn)移狀況都得到了明顯的好轉(zhuǎn)[17]。腫瘤的生長(zhǎng)依賴(lài)于UPR作為驅(qū)動(dòng)惡性轉(zhuǎn)化的選擇性力量，除了重塑腫瘤微環(huán)境和抗癌免疫反應(yīng)外，還影響癌癥的其他標(biāo)志。ERS和UPR信號(hào)的過(guò)度激活已經(jīng)成為肺癌等一些疾病的顯著病理特征[18]。藥理學(xué)上持續(xù)誘導(dǎo)或抑制UPR可能對(duì)NSCLC有治療作用[16]。

3.3 GRP78與食管癌 目前已有不少臨床研究將對(duì)ERS信號(hào)的操縱確定為食管癌的治療靶點(diǎn)，究其原因是食管癌的發(fā)生可由ER的應(yīng)激現(xiàn)象所引發(fā)。GRP78是其定位在所有真核細(xì)胞的ER膜上的熱休克蛋白家族成員，在ERS刺激下，GRP78呈現(xiàn)高表達(dá)態(tài)勢(shì)，并通過(guò)調(diào)節(jié)跨膜ERS傳感器在細(xì)胞存活和凋亡中起重要作用，而ERS主要是由ER分子伴侶GRP78蛋白介導(dǎo)的[17,19]。在正常食管組織中GRP78基本上呈陰性表達(dá)，而在癌前病變及原位癌中，GRP78陽(yáng)性強(qiáng)度較高。然而在鱗癌 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)中GRP78基本上呈弱陽(yáng)性表達(dá)，且陽(yáng)性率均為50%左右[20]。趙國(guó)華等[21]研究表明與食管鱗狀細(xì)胞癌(ESCC)非轉(zhuǎn)移細(xì)胞相比，轉(zhuǎn)移程度高的細(xì)胞中GRP78的表達(dá)水平顯然更高。GRP78可能通過(guò)調(diào)節(jié)MMP-2和MMP-9的表達(dá)作為ESCC患者潛在的預(yù)后和治療標(biāo)記。可成為未來(lái)改善患病患者的預(yù)后狀況，并產(chǎn)生個(gè)性化的癌癥治療新的靶點(diǎn)。

4 GRP78與癌癥抗藥性

ERS可以在腫瘤細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中驅(qū)動(dòng)促炎程序，從而促進(jìn)腫瘤的病情進(jìn)展。腫瘤細(xì)胞處于應(yīng)激狀態(tài)下將分泌介質(zhì)以刺激巨噬細(xì)胞分泌促炎細(xì)胞因子，使得腫瘤細(xì)胞的促炎反應(yīng)進(jìn)一步加大。另外，腫瘤細(xì)胞的生存也必然需要抵抗宿主的免疫防御。GRP78在腫瘤組織中的高表達(dá)狀態(tài)對(duì)腫瘤抗藥性和腫瘤免疫逃逸方面起著重要的作用。T細(xì)胞亞群是具有調(diào)節(jié)人體免疫的功能，作為這個(gè)家族成員的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)，特征是獲得促炎性細(xì)胞因子分泌和抑制活性降低。在一些癌癥中，Tregs表達(dá)率的升高將幫助腫瘤細(xì)胞逃脫免疫控制，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)，最終表現(xiàn)為加劇了ERS。

目前，GRP78已被廣泛證明可使人對(duì)多種療法產(chǎn)生耐藥性，包括化療藥物、抗激素藥物、DNA損傷劑、抗血管生成藥物和染色質(zhì)修飾藥物，以及放射治療[22]。研究表明，GRP78的表達(dá)通常在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中是上調(diào)的，這不但不能幫助腫瘤細(xì)胞快速凋亡，還會(huì)出現(xiàn)腫瘤細(xì)胞不受控生長(zhǎng)的現(xiàn)象，同時(shí)加劇了腫瘤耐藥性、內(nèi)部復(fù)發(fā)以及外部的轉(zhuǎn)移[23]。已有文獻(xiàn)闡明，隨著乳腺癌臨床分期的延后，腫瘤細(xì)胞ERS的程度也隨之加劇，導(dǎo)致了GRP78表達(dá)上調(diào)，這促進(jìn)了細(xì)胞增殖和遷移，抑制了Bcl-2 的表達(dá)，使得腫瘤細(xì)胞凋亡不足進(jìn)而發(fā)生不受控生長(zhǎng)的現(xiàn)象。同時(shí)，GRP78與激活的凋亡上游因子caspase-7 的結(jié)合，此時(shí)的caspase-7是不會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)的，這使得細(xì)胞凋亡受到抑制，從而影響了乳腺癌患者的預(yù)后和化療效果[24]。同樣的，抑制MDA-MB-231細(xì)胞在GRP78中的表達(dá)，促進(jìn)了凋亡基因的Bax轉(zhuǎn)錄的上調(diào)和凋亡抑制基因Bcl-2轉(zhuǎn)錄的下調(diào)，進(jìn)而促進(jìn)了MDAMB-231細(xì)胞凋亡，以治療乳腺癌[22]。對(duì)一系列原發(fā)性和復(fù)發(fā)性乳腺癌，前列腺癌和肺癌樣本中的GRP78的初步分析共同表明，GRP78是人類(lèi)癌癥中腫瘤生長(zhǎng)和耐藥性的主要“貢獻(xiàn)者”[25]。

目前，大部分癌癥的治療方法依舊以化療為主，雖然GRP78導(dǎo)致的耐藥性成為了目前治療上的阻力，但GRP78似乎又可以成為某些化療藥的正性誘導(dǎo)劑。例如，順鉑在較多的癌癥治療中都有應(yīng)用，但它的耐藥性卻成為讓眾多研究者很頭痛的缺陷，這在很大程度上限制了順鉑在臨床上的應(yīng)用和療效。順鉑耐藥的基本細(xì)胞和分子機(jī)制是復(fù)雜的，通常與DNA甲基化、microRNA圖譜、腫瘤干細(xì)胞特性和應(yīng)激反應(yīng)伴侶蛋白表達(dá)的改變有關(guān)[26]。它的作用方式與它與DNA上的嘌呤堿基交聯(lián)的能力有關(guān)。干擾DNA的修復(fù)機(jī)制，會(huì)激起DNA的損傷，最終將發(fā)展到細(xì)胞的凋亡[27]。迄今為止，順鉑耐藥性的已知機(jī)制包括調(diào)節(jié)促凋亡和抗凋亡蛋白，藥物轉(zhuǎn)運(yùn)，排毒和DNA修復(fù)[28]。研究發(fā)現(xiàn)，“GRP78高表達(dá)能夠提高細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性”主要與DNA交聯(lián)修復(fù)有關(guān)。一方面，GRP78能夠減慢DNA交聯(lián)產(chǎn)物從細(xì)胞內(nèi)脫失的速度；另一方面，GRP78還能夠削弱DNA加和物切補(bǔ)修復(fù)，從而導(dǎo)致DNA交聯(lián)產(chǎn)物在細(xì)胞內(nèi)滯留時(shí)間延遲，增強(qiáng)藥物的敏感性[29]。

通過(guò)激活ERS信號(hào)通路和自噬信號(hào)通路，上調(diào)ERS和自噬的相關(guān)指標(biāo)也可提高細(xì)胞對(duì)順鉑治療的化學(xué)敏感性[30]。像是鼻咽癌NPC，它的主流方法是放射療法，加入順鉑輔助化療，可以有效減少腫瘤復(fù)發(fā)，提高鼻咽癌細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感度可通過(guò)抑制GRP78高表達(dá)[31]。乳腺癌，膀胱癌，腦癌等都廣泛應(yīng)用順鉑作為抗癌藥物，但其毒副作用不可忽視，需在治療中密切關(guān)注。

5 GRP78與ERS、腫瘤微環(huán)境的關(guān)系

腫瘤微環(huán)境是一個(gè)構(gòu)成復(fù)雜的嚴(yán)密系統(tǒng)，腫瘤相關(guān)間質(zhì)細(xì)胞、免疫炎性細(xì)胞和低血供生長(zhǎng)條件共同構(gòu)成“腫瘤微環(huán)境”。在腫瘤進(jìn)展過(guò)程中，微環(huán)境改變是通過(guò)分子和細(xì)胞，涉及早期癌細(xì)胞和宿主結(jié)構(gòu)以及適應(yīng)性和先天免疫細(xì)胞之間的相互作用。腫瘤細(xì)胞與腫瘤微環(huán)境的相互作用在腫瘤的生長(zhǎng)、代謝和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的調(diào)控中占有不可忽視的地位。在這個(gè)過(guò)程中，癌細(xì)胞獲得了一系列的特征，這些特征被總結(jié)為“癌癥的十大特征”，并被描述為：(1)基因組不穩(wěn)定和突變，(2)促進(jìn)腫瘤的炎癥，(3)維持增殖信號(hào)，(4)逃避生長(zhǎng)抑制因子，(5)抵抗細(xì)胞死亡，(6)使復(fù)制不朽，(7)誘導(dǎo)血管生成，(8)激活侵襲和轉(zhuǎn)移，(9)重新編程能量代謝，(10)逃避免疫破壞。這些特征與腫瘤微環(huán)境之間的關(guān)系是密不可分的，而分析表明特定的致癌途徑可能與腫瘤微環(huán)境的劇烈變化有關(guān)[32,33]。如缺乏的營(yíng)養(yǎng)，氧氣的不足，增高的代謝水平，過(guò)度的ERS，將同時(shí)影響腫瘤微環(huán)境和蛋白質(zhì)在ER的折疊能力，從而引起細(xì)胞的ERS。GRP78是眾所周知的ER滯留伴侶，但也被發(fā)現(xiàn)存在于腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核、線(xiàn)粒體以及細(xì)胞分泌物中，并且能改善腫瘤ERS狀態(tài)[34]。

5.1 GRP78與微環(huán)境 腫瘤細(xì)胞與其環(huán)境之間是相輔相成的，在良好的微環(huán)境中腫瘤細(xì)胞自然生長(zhǎng)迅速，相反，觀察到腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)狀況也可側(cè)面反映出腫瘤微環(huán)境的情況。

重要的是，一些證據(jù)表明，在多步驟腫瘤形成過(guò)程中，位于不同細(xì)胞位置的GRP78有助于獲得腫瘤標(biāo)志[23-26]。腫瘤細(xì)胞通常會(huì)侵入或轉(zhuǎn)移到異物環(huán)境中，例如缺氧，葡萄糖缺乏，乳酸性酸中毒，氧化應(yīng)激和氨基酸供應(yīng)不足等，這些不利條件將大大影響蛋白在ER中折疊的情況，彼時(shí)會(huì)出現(xiàn)ERS并伴隨著UPR。

ER隔室中GRP78的增加，加速了GRP78進(jìn)入細(xì)胞表面的進(jìn)程，GRP78新的共受體功能，可用于細(xì)胞表面的信號(hào)傳導(dǎo)。腫瘤微環(huán)境包含大量支持腫瘤生長(zhǎng)和進(jìn)展的細(xì)胞。我們最近的研究還發(fā)現(xiàn)，在腫瘤脈管系統(tǒng)中同樣發(fā)現(xiàn)了GRP78，表達(dá)量競(jìng)一度很高，這便強(qiáng)調(diào)了這些腫瘤相關(guān)內(nèi)皮細(xì)胞的激活處于恒定狀態(tài)。我們進(jìn)一步證明GRP78是內(nèi)皮細(xì)胞增殖，存活和遷移的重要介質(zhì)；這為腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移過(guò)程中微環(huán)境中GRP78的需求提供了新的解釋[33,35,36]。

5.2 ERS與微環(huán)境 ERS是細(xì)胞對(duì)環(huán)境因子的一種重要反應(yīng)，可由腫瘤微環(huán)境改變或抗腫瘤藥物誘導(dǎo)。ER應(yīng)力傳感器的持續(xù)激活賦予惡性腫瘤細(xì)胞更大的致瘤性，轉(zhuǎn)移性和耐藥性。最近研究發(fā)現(xiàn)，ERS通過(guò)操縱腫瘤微環(huán)境中髓樣細(xì)胞的功能進(jìn)一步阻礙了保護(hù)性抗癌免疫力的發(fā)展。盡管存在許多細(xì)胞內(nèi)在和外在應(yīng)激，但ER可通過(guò)協(xié)調(diào)廣泛的基本細(xì)胞過(guò)程來(lái)提高這種適應(yīng)能力。多種細(xì)胞內(nèi)源性和外源性機(jī)制在腫瘤細(xì)胞和較大的腫瘤微環(huán)境內(nèi)引發(fā)和放大ERS。在大多數(shù)主要類(lèi)型的人類(lèi)癌癥中都有強(qiáng)有力的ERS，原位ERS常與晚期病癥和化學(xué)抗性有著微妙的關(guān)系。耐受持續(xù)的ERS能力增強(qiáng)了腫瘤細(xì)胞的存活、血管生成、轉(zhuǎn)移能力、耐藥性和免疫抑制力，這將激活腫瘤細(xì)胞的UPR。UPR的激活，將UPR從細(xì)胞保護(hù)轉(zhuǎn)化為細(xì)胞毒性，而UPR的激活程度在腫瘤生長(zhǎng)狀態(tài)和發(fā)展情況中起著重要的早期作用；隨著腫瘤的生長(zhǎng)，缺氧、營(yíng)養(yǎng)剝奪和治療誘導(dǎo)的應(yīng)激可能對(duì)UPR的激活起著越來(lái)越大的作用。作為重要伴侶的GRP78，在UPR激活中充當(dāng)主要傳感器。

但是諸如化學(xué)療法之類(lèi)的抗癌干預(yù)措施也可以調(diào)節(jié)UPR信號(hào)傳導(dǎo)。癌癥的發(fā)生和發(fā)展都需要使腫瘤抑制因子失活和(或)獲得使細(xì)胞增殖，生長(zhǎng)因子介導(dǎo)的調(diào)節(jié)脫鉤的致癌突變。蛋白質(zhì)合成中與轉(zhuǎn)化相關(guān)的增加常常使ER蛋白的折疊能力不堪重負(fù)。因此，高度分泌的癌癥，例如產(chǎn)生極高水平免疫球蛋白的B細(xì)胞惡性多發(fā)性骨髓瘤，經(jīng)常遭受持續(xù)的ERS[34,36.38]。

6 GRP78與溶瘤病毒的腫瘤治療

溶瘤病毒就是有腫瘤殺傷能力，還同時(shí)具有十分強(qiáng)大的復(fù)制能力。它對(duì)腫瘤細(xì)胞特異性的識(shí)別并摧毀和在正常細(xì)胞內(nèi)無(wú)法復(fù)制的特性使其成為時(shí)下研究中非常熱門(mén)的抗腫瘤藥物。很多病毒僅因?yàn)槠涫饶[瘤特性而轉(zhuǎn)變?yōu)槿芰霾《?，如使家禽業(yè)遭受重創(chuàng)的新城疫病毒(NDV)，能同時(shí)感染人和動(dòng)植物的呼腸孤病毒(reovirus)等。

6.1 溶瘤病毒對(duì)癌細(xì)胞糖代謝影響過(guò)程中與GRP78 ER調(diào)節(jié)的關(guān)系

腫瘤通常是由不適當(dāng)?shù)幕虮磉_(dá)引起的，這導(dǎo)致了該病特有的不受抑制的細(xì)胞生長(zhǎng)。其中腫瘤細(xì)胞的一大特點(diǎn)是出現(xiàn)了葡萄糖代謝的變化。該特性使得它瘋狂侵食體內(nèi)葡萄糖，即使是在氧氣充足的情況下，腫瘤細(xì)胞也可以將葡萄糖代謝轉(zhuǎn)變?yōu)樘墙徒?，乳酸產(chǎn)生速率隨之提高。通常將其稱(chēng)之為 “沃伯格效應(yīng)”。低灌注的實(shí)體腫瘤長(zhǎng)期處于缺糖、缺氧和酸中毒等因素的作用下創(chuàng)造出的一個(gè)相對(duì)缺乏營(yíng)養(yǎng)的微環(huán)境，ERS信號(hào)會(huì)在此種情況下被激活。ERS信號(hào)的激活，刺激了GRP78的表達(dá)量高于尋常，將會(huì)導(dǎo)致葡萄糖的剝奪從而引起腫瘤細(xì)胞的存活。

而溶瘤病毒對(duì)腫瘤細(xì)胞的直接裂解，會(huì)釋放出可溶性抗原，能夠修復(fù)腫瘤微環(huán)境，改善血流缺損和缺氧的狀況，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)體恢復(fù)抗腫瘤的免疫力。同時(shí)溶瘤病毒降低腫瘤細(xì)胞ATP、丙酮酸活性，使機(jī)體糖酵解的速率得以緩慢的恢復(fù)平穩(wěn)，緩和了腫瘤微環(huán)境的平衡，還一并制止了GRP78的高表達(dá)，達(dá)到了遏制腫瘤細(xì)胞的目的。

如今，通過(guò)選擇一種對(duì)人類(lèi)無(wú)毒力的病毒或通過(guò)改造病毒基因組來(lái)實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞特異性復(fù)制的嘗試已經(jīng)開(kāi)始，且在腫瘤治療方面取得了突破性進(jìn)展，溶瘤病毒已然成為一種有效的抗癌藥物[33,39-44]。

6.2 溶瘤病毒誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡過(guò)程中與GRP78內(nèi)質(zhì)網(wǎng)調(diào)節(jié)的關(guān)系 凋亡，是確保細(xì)胞保真度和增殖質(zhì)量不出現(xiàn)故障的安全措施，是凈化機(jī)體內(nèi)環(huán)境所進(jìn)行的由基因調(diào)控的自主選擇性的死亡，稱(chēng)為程序性細(xì)胞死亡(PCD)，具有復(fù)雜的調(diào)控系統(tǒng)。在遭受ERS的情況下，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要調(diào)控物質(zhì)GRP78會(huì)被迅速喚醒，以緩解UPR并維持內(nèi)質(zhì)網(wǎng)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。正常情況下，caspase-12處于休眠狀態(tài)，并長(zhǎng)期受到GRP78的抑制以阻止細(xì)胞凋亡現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)應(yīng)激狀態(tài)無(wú)法緩解對(duì)細(xì)胞的損傷時(shí)候，ERS將啟動(dòng)凋亡機(jī)制，進(jìn)一步激活PCD。癌癥的標(biāo)志之一是細(xì)胞凋亡的逃避，這意味著細(xì)胞的無(wú)限復(fù)制潛能使細(xì)胞凋亡不足。抑癌基因的突變，這也是腫瘤細(xì)胞源源不斷生長(zhǎng)的一大重要原因。例如，p53是人體重要的抑癌基因，腫瘤發(fā)生可能在抑癌基因p53突變，預(yù)防系統(tǒng)出現(xiàn)故障或完全失去功能情況下。而p53可以通過(guò)激活促凋亡因子(例如Bax，casepase)，同時(shí)抑制抗凋亡因子(例如Bcl-2)來(lái)為凋亡鋪平道路。同時(shí)，細(xì)胞ATP的含量也可以反映其健康狀況，高水平的ATP表明細(xì)胞是健康的。相反，ATP含量的減少將是宿主細(xì)胞死亡的信號(hào)。凋亡的形態(tài)十分多樣，因此從其形態(tài)學(xué)和生化特征也可使人們很容易將其與其他類(lèi)型的細(xì)胞死亡區(qū)分開(kāi)來(lái)[45,46]。

Caspase-12作為凋亡因子caspase家族的重要成員，因ERS的發(fā)生，它便與ER膜分離并在ERS時(shí)裂解為活性片段，導(dǎo)致了細(xì)胞凋亡。在遭受強(qiáng)大的ERS情況時(shí)，GRP78可在UPR中被滴定掉，以激活UPR并減輕細(xì)胞壓力。UPR的激活通過(guò)減少進(jìn)入ER的蛋白質(zhì)和選擇性合成折疊的蛋白質(zhì)組分來(lái)促進(jìn)細(xì)胞存活。然而，ER壓力的持續(xù)存在，GRP78的持續(xù)上調(diào)，內(nèi)穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)期無(wú)法恢復(fù)時(shí)，將引發(fā)UPR。過(guò)度及長(zhǎng)時(shí)間的ERS激活了caspase-12，觸發(fā)了細(xì)胞自殺[47-50]。

溶瘤病毒因其獨(dú)特的選擇性治療特點(diǎn)而受到國(guó)內(nèi)外的矚目，它可感染和殺死不同類(lèi)型的腫瘤細(xì)胞，是一種新興的生物治療癌癥手段。由于腫瘤細(xì)胞中病毒載量的增加，腫瘤細(xì)胞便進(jìn)入凋亡程序，甚至可以是壞死。有研究發(fā)現(xiàn)，在感染了病毒的PC12細(xì)胞中檢測(cè)到caspase-12的激活。尤其是近年來(lái)大熱的新城疫病毒。新城疫病毒(NDV)屬于副粘病毒科Averavirus屬。這個(gè)家族的病毒是包膜的、無(wú)節(jié)段的、負(fù)義的RNA病毒，在各種禽類(lèi)中引起呼吸道和胃腸道的炎癥。NDV強(qiáng)毒株仍在包括伊拉克在內(nèi)的不同國(guó)家引發(fā)疫情，這在全世界家禽業(yè)的發(fā)展中都是一個(gè)無(wú)法令人忽視的潛在威脅；然而，毒理減弱后的慢傳播型NDV在實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物中具有良好的抗腫瘤活性和極好的安全性。NDV通過(guò)內(nèi)在和外在途徑誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致DNA斷裂和Fas配體表達(dá)。此外，該病毒可通過(guò)caspase依賴(lài)和獨(dú)立的途徑誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡。發(fā)現(xiàn)溶瘤新城疫病毒株干擾生物癌細(xì)胞提高糖酵解率以滿(mǎn)足其生存所需的能量需求，且未觀察到對(duì)正常細(xì)胞產(chǎn)生不良的影響?？傊芰鯪DV降低腫瘤細(xì)胞糖酵解途徑活性的能力可能是改進(jìn)抗腫瘤治療的一個(gè)令人興奮的模塊[51-53]。

綜上所述，GRP78不僅在維持正常細(xì)胞功能方面起著關(guān)鍵作用，還與腫瘤的發(fā)展趨勢(shì)有著密不可分的關(guān)系。多項(xiàng)研究表明，雖然GRP78的重要地位不言而喻，但其在正常細(xì)胞中的表達(dá)量卻是微乎其微，而在腫瘤細(xì)胞中的過(guò)表達(dá)竟構(gòu)成了腫瘤的耐藥性機(jī)制，這使得GRP78在腫瘤抗藥性及其特異性抑制劑和靶向藥物研究方面具有著很大的前景。雖然GRP78對(duì)腫瘤ER影響的機(jī)制還未被完全闡明，但從諸多前輩們的研究中可發(fā)現(xiàn)，GRP78可成為今后研究腫瘤臨床治療的新的突破口。在細(xì)胞水平抑制GRP78表達(dá)并聯(lián)合放化療等治療措施，有希望成為未來(lái)腫瘤治療的新模式。