陳 雪，羅 添，魏超君*

1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué) 公共衛(wèi)生學(xué)院，甘肅 蘭州 730000；甘肅省人民醫(yī)院 2.國(guó)家衛(wèi)生健康委胃腸腫瘤診治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3.臨床研究與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究所，甘肅 蘭州 730000

生物膜系統(tǒng)包括細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞器膜和核膜,以磷脂雙分子層為基本骨架構(gòu)成物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和許多生化反應(yīng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),在協(xié)調(diào)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生物功能方面至關(guān)重要。磷脂酰膽堿(phosphatidyl choline,PC)是磷脂的主要組成成分,在維持細(xì)胞膜的穩(wěn)定和細(xì)胞正常生理功能中發(fā)揮重要作用[1]。磷脂膽堿代謝紊亂可通過(guò)改變膜結(jié)構(gòu)、曲率、電荷、流動(dòng)性等來(lái)干預(yù)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo), 進(jìn)而參與腫瘤的發(fā) 生發(fā)展[2-4]。溶血磷脂酰膽堿酰基轉(zhuǎn)移酶1(lysophosphatidylcholine acyltransferase 1, LPCAT1)是磷脂酰膽堿代謝途徑中的一種關(guān)鍵代謝酶,通過(guò)脫?；?再酰化來(lái)介導(dǎo)PC的合成,在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞膜重塑中發(fā)揮重要作用。LPCAT1的高表達(dá)能夠加快腫瘤細(xì)胞中磷脂構(gòu)成成分、飽和度等的改變從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生。但目前關(guān)于LPCAT1與疾病的相關(guān)性以及調(diào)控腫瘤細(xì)胞惡性表型的分子機(jī)制尚未完全明確。

1 LPCAT1概述

LPCAT1定位于5號(hào)染色體短臂5p15.33,由534個(gè)氨基酸組成,是一種具有?；D(zhuǎn)移酶和乙酰基轉(zhuǎn)移酶活性的磷脂合成酶,廣泛表達(dá)于人類細(xì)胞的胞質(zhì)和胞膜中,少數(shù)表達(dá)于細(xì)胞核中。 LPCAT1的主要功能是介導(dǎo)細(xì)胞膜重塑過(guò)程中Lands循環(huán)的溶血磷脂酰膽堿發(fā)生再?；?合成飽和PC。PC最初是由膽堿經(jīng)Kennedy途徑從頭合成途徑生成,但從頭合成的PC不具備磷脂中脂肪酰鏈的多樣性和不對(duì)稱分布的特點(diǎn),因此需要Lands循環(huán)途徑來(lái)改變這一情況。在Lands循環(huán)途徑中,磷脂酶A2(phospholipaseA2,PLA2)水解sn-2位點(diǎn)形成溶血磷脂酰膽堿(lysophosphatidylcholine,LPC),LPCAT1催化再?；l(fā)生,將另一種脂肪酸與sn-2結(jié)合,形成了飽和PC,使磷脂組成成分發(fā)生改變,參與細(xì)胞膜的重塑。因此LPCAT1在細(xì)胞膜的重塑過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用。

2 LPCAT1參與腫瘤進(jìn)展

基于基因表達(dá)水平值的交互式分析平臺(tái)(gene expression profiling interactive analysis,GEPIA)(http://gepia.cancer-pku.cn/index.html)數(shù)據(jù)庫(kù)顯示LPCAT1在多種腫瘤中均呈高表達(dá),如胃癌[5]、乳腺癌和結(jié)直腸癌等。研究發(fā)現(xiàn)LPCAT1能通過(guò)影響腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲來(lái)促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

2.1 LPCAT1在腫瘤細(xì)胞增殖中的作用

增殖是由細(xì)胞分裂引起的細(xì)胞數(shù)量增加現(xiàn)象,是細(xì)胞生命周期中維持正常發(fā)育和生存所必需的,腫瘤細(xì)胞因不受正常增殖調(diào)控系統(tǒng)的控制,能夠持續(xù)分裂而發(fā)生異常的增殖。LPCAT1可通過(guò)調(diào)控多種信號(hào)通路來(lái)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖,因此,通過(guò)抑制LPCAT1的表達(dá),有效阻滯腫瘤細(xì)胞的增殖,可為腫瘤的治療提供了新的治療思路與方法。LPCAT1可靶向激活膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(glioblastoma,GBM)中EGFR相關(guān)的信號(hào)通路(如AKT通路)[6],通過(guò)控制細(xì)胞膜上EGFRvIII的表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)EGFRvIII相關(guān)通路信號(hào)傳導(dǎo),從而增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的增殖能力。LPCAT1還能夠通過(guò)調(diào)控細(xì)胞周期相關(guān)因子細(xì)胞周期蛋白D1(cyclinD1)、細(xì)胞周期蛋白E(cyclinE)和周期蛋白依賴性激酶4(cyclin-dependent kinases 4,CDK4)的表達(dá),靶向抑制信號(hào)傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子1(signal transducer and activator of transcription,STAT),進(jìn)而促進(jìn)肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcino-ma,HCC)細(xì)胞的增殖[7]。此外,LPCAT1也參與去勢(shì)抵抗性前列腺癌(castration-resistant prostate cancer,CRPC)細(xì)胞的異常增殖。在CRPC細(xì)胞中,LPCAT1可與瘤胃球菌以及DNA修復(fù)通路共同組成“瘤胃球菌-LPCAT1-DNA修復(fù)”途徑調(diào)控下游關(guān)鍵信號(hào)因子DNA依賴性蛋白激酶和RAD51,使CRPC細(xì)胞膜中的飽和PC發(fā)生異常堆積,導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生異常增殖[8]。LPCAT1除了參與增殖相關(guān)通路的調(diào)控,還可以與一些腫瘤調(diào)控因子組成融合蛋白來(lái)增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的增殖能力,在上皮滋養(yǎng)層細(xì)胞腫瘤(epithelioid trophoblastic tumor,ETT)中,LPCAT1與端粒酶反轉(zhuǎn)錄酶(telomerase reverse transcriptase,TERT)是存在于ETT基因組區(qū)的共線轉(zhuǎn)錄本,兩者融合后生成LPCAT1-TERT融合轉(zhuǎn)錄本,主要定位在細(xì)胞核。LPCAT1-TERT融合轉(zhuǎn)錄本和拷貝數(shù)的增加使得下游TERT基因被激活,從而促進(jìn)ETT細(xì)胞增殖,加快腫瘤的進(jìn)程[9]。

綜上所述,LPCAT1在多種腫瘤中上調(diào),且能夠促進(jìn)細(xì)胞的增殖,因而靶向LPCAT1可為腫瘤的治療提供新的思路。然而,目前關(guān)于LPCAT的分子機(jī)制以及其參與的信號(hào)通路尚缺乏深入了解,仍需進(jìn)一步研究。

2.2 LPCAT1在腫瘤細(xì)胞遷移與侵襲中的作用

遷移與侵襲是復(fù)雜的生物過(guò)程,主要包括基底膜的局部浸潤(rùn)、細(xì)胞遷移、血管系統(tǒng)和/或淋巴系統(tǒng)的浸潤(rùn)以及在轉(zhuǎn)移部位定植幾個(gè)方面。腫瘤細(xì)胞可通過(guò)多種效應(yīng)因子如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和金屬蛋白酶(metalloproteinases,MMPs)等,來(lái)促進(jìn)遷移或侵襲的發(fā)生。LPCAT1可通過(guò)調(diào)控膽固醇代謝、上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial mesenchymal transition,EMT)以及細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)等通路相關(guān)效應(yīng)因子來(lái)影響腫瘤細(xì)胞的遷移與侵襲。

在食管鱗狀細(xì)胞癌中(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)中[10],LPCAT1能夠通過(guò)活化表皮生長(zhǎng)因子受體/胰島素誘導(dǎo)基因-1/膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1(EGFR/INSIG-1/SREBP-1)和磷脂酰肌醇-3-激酶/特異性蛋白1/膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-2(PI3K/SP1/SREBF2)信號(hào)通路,調(diào)控膽固醇代謝重編程并增加腫瘤細(xì)胞膜膽固醇的水平,使脂質(zhì)雙分子層的形狀及其流動(dòng)性發(fā)生改變,從而促進(jìn)ESCC細(xì)胞的遷移與侵襲。在HCC中,LPCAT1可通過(guò)調(diào)控細(xì)胞外基質(zhì)通路中的核心蛋白β-catenin和下游效應(yīng)因子基質(zhì)金屬蛋白酶7(MMP-7)的表達(dá),促進(jìn)ECM的降解,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)移和再定植,從而協(xié)調(diào)跨血管侵襲和遷移[11]。此外細(xì)胞核呼吸因子1(nuclear respiratory factor 1,NRF1)可以誘導(dǎo)LPCAT1轉(zhuǎn)錄激活ERKE1/2-CREB通路來(lái)促進(jìn)HCC的細(xì)胞周期以及EMT進(jìn)程,同時(shí)LPCAT1還可以誘導(dǎo)NRF1的轉(zhuǎn)錄來(lái)激活ERKE1/2-CREB通路從而形成一個(gè)調(diào)控環(huán),起到持續(xù)刺激HCC進(jìn)展的作用[12]。在肺腺癌尤其是肺腺癌發(fā)生腦轉(zhuǎn)移的患者中,LPCAT1能夠通過(guò)調(diào)控PI3K/AKT通路中相關(guān)效應(yīng)因子p-AKT的表達(dá),靶向促進(jìn)下游調(diào)節(jié)因子MYC表達(dá),增加肺腺癌患者發(fā)生腦轉(zhuǎn)移的概率[13]。此外,LPCAT1還可以通過(guò)激活轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGF-β)/Smad2/3信號(hào)通路靶向調(diào)控EMT相關(guān)效應(yīng)因子,如E-鈣黏蛋白(E-cadherin)、N-鈣黏蛋白(N-cadherin)等通路相關(guān)因子的表達(dá),促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌(endometrial carcinoma,EC)細(xì)胞發(fā)生EMT,進(jìn)而促進(jìn)EC細(xì)胞發(fā)生遷移與侵襲[14]。

綜上所述,LPCAT1在不同癌中均上調(diào),但哪些因素控制了LPCAT1的上調(diào),與LPCAT1上調(diào)相關(guān)的途徑以及分子機(jī)制尚不明確。需要進(jìn)一步研究以闡明LPCAT1在不同癌中的確切作用機(jī)制,為開發(fā)有效的藥物提供策略。

2.3 LPCAT1與在腫瘤細(xì)胞的耐藥中的作用

腫瘤患者在藥物治療過(guò)程產(chǎn)生的耐藥性已成為腫瘤治療的關(guān)鍵問(wèn)題。研究發(fā)現(xiàn)LPCAT1可通過(guò)增加腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性和細(xì)胞中藥物的累積,從而改善腫瘤耐藥性,因此,LPCAT1有望成為腫瘤藥物治療過(guò)程中改善耐藥的新靶點(diǎn)。

在非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)中,LPCAT1與EGFR信號(hào)激活之間存在正反饋機(jī)制,稱為L(zhǎng)PCAT1-EGFR反饋回路。吉非替尼作為一線EGFR抑制劑,是攜帶EGFR基因突變晚期NSCLC患者最常用的藥物,長(zhǎng)時(shí)間使用吉非替尼產(chǎn)生的獲得性耐藥是治療過(guò)程中的一大挑戰(zhàn)。研究發(fā)現(xiàn)靶向抑制NSCLC細(xì)胞中LPCAT1的表達(dá),會(huì)使得NSCLC腫瘤體積縮小并恢復(fù)對(duì)吉非替尼的敏感性。因此,靶向抑制LPCAT1,可降低NSCLC細(xì)胞對(duì)吉非替尼的耐藥性[15]。

隨著納米醫(yī)學(xué)的進(jìn)步,納米顆粒藥物遞送系統(tǒng)在腫瘤治療中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。研究者設(shè)計(jì)了一種新型脂質(zhì)納米載體(egg yolk lipid-derived nanovector)-EYLN-Dox/siLPCAT1,用于食管癌的靶向聯(lián)合基因治療與化療,其同時(shí)攜帶化療藥物阿霉素(doxorubicin,Dox)和用于對(duì)抗脂質(zhì)代謝合成關(guān)鍵因子LPCAT1的小干擾RNA。在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中,研究者將白細(xì)胞膜覆蓋于EYLN-Dox/siLPCAT1上,進(jìn)一步形成mEYLNs-Dox/siLPCAT1,通過(guò)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)mEYLNs-Dox/siLPCAT1更容易被食管癌細(xì)胞內(nèi)化,并且更有效地遞送藥物,使食管癌細(xì)胞對(duì)阿霉素的耐藥性顯著降低[16]。

在乳腺癌中[17],LPCAT1受其上游因子叉頭框蛋白A1(forkhead box A1,FOXA1)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控,通過(guò)熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)發(fā)現(xiàn),相較于LPCAT1-WT+oe-NC組,LPCAT1-WT+oe-FOXA1組的活性顯著升高,也進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)FOXA1可以改變LPCAT1在乳腺癌中的作用。通過(guò)對(duì)LPCAT1-FOXA1的驗(yàn)證,也發(fā)現(xiàn)了LPCAT1與紫杉醇(paclitaxel,PTX)的相關(guān)性,提示LPCAT1有望成為乳腺癌中減輕化療耐藥性的潛在靶點(diǎn)。

LPCAT1是多功能蛋白質(zhì),基于它們?cè)诓煌┲信c不同效應(yīng)因子相互作用而發(fā)揮耐藥的作用,因此靶向LPCAT1開發(fā)抗癌藥物是一個(gè)很好的策略。

3 問(wèn)題與展望

靶向LPCAT1提供了一種新策略,通過(guò)干擾細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)和細(xì)胞膜重塑的方式來(lái)抑制惡性腫瘤的生長(zhǎng)和擴(kuò)散。盡管已經(jīng)明確可通過(guò)調(diào)控LPCAT1表達(dá)水平,抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲,改善細(xì)胞的耐藥性,但其參與調(diào)控的機(jī)制研究甚少,并且在不同腫瘤中LPCAT1參與腫瘤惡性表型的調(diào)控大不相同,因此,還需進(jìn)一步的研究來(lái)更好的了解LPCAT1相關(guān)的分子網(wǎng)絡(luò),使LPCAT1成為一個(gè)有效的治療靶點(diǎn),在腫瘤的治療中發(fā)揮重要作用。