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奥沙利铂治疗肝细胞癌耐药的相关机制研究进

发布时间:2017-7-20 8:49:38   点击数:

作者:郑美玲,华海清

单位:南京中医院全军肿瘤中心

华海清教授,医学博士后,主任医师,博士生导师,医院全军肿瘤中心肿瘤内三科主任,兼任中国医师协会中西医结合分会肿瘤专家委员会副主任委员,中国生物医学工程学会肿瘤分子靶向治疗专业委员会常委,中国临床肿瘤学会(CSCO)执行委员,CSCO肝癌、胰腺癌专家委员会委员,南京军区中医药专业委员会副主任委员,江苏省抗癌协会癌症康复与姑息治疗专业委员会副主任委员、传统医学专业委员会副主任委员、化疗专业委员会委员,江苏省中西医结合学会肿瘤分会副主任委员,《临床肿瘤学杂志》、《肿瘤防治研究》杂志编委等职。系国家发改委药品价格审评专家、江苏省医疗事故鉴定专家。

奥沙利铂(Oxaliplatin)是第3代水溶性铂类化合物,化学名为左旋反式二氨环己烷草酸铂,其抗癌作用与第1代顺铂(DDP)和第2代卡铂(CBP)相似,通过铂原子与DNA链上G共价结合,形成链内交链、链间交链及蛋白质交链,使DNA损伤,破坏DNA复制,造成肿瘤细胞凋亡,但无明显的肾毒性、耳毒性及较重的胃肠道反应,不良反应主要为血液学毒性及神经毒性。多项临床研究表明,以奥沙利铂为基础的FOLFOX4方案静脉化疗能延长肝细胞癌(HCC)患者的生存期且安全性高、患者耐受性好。年3月12日,国家食品药品监督管理总局(CFDA)正式批准奥沙利铂用于治疗晚期HCC,这是全球首个被批准用于治疗晚期HCC的化疗药物。然而,与其他化疗药物一样,奥沙利铂亦会产生耐药,降低了药物的有效性。目前与铂类药物耐药相关的多种机制已被广泛研究,主要包括药物积聚减少、药物分解增加DNA损伤修复和影响细胞凋亡的下游信号传导等,肿瘤干细胞假说也日益成为肿瘤耐药研究的热点。然而,奥沙利铂在HCC中的化疗耐药机制尚未被完全阐明,目前认为与HCC细胞自噬增加、铜转运蛋白降低、HCC干细胞性增强和参与细胞凋亡及增殖的蛋白或基因等有关,现就奥沙利铂治疗HCC的耐药机制研究进展作一综述。

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诱导HCC细胞自噬增加

自噬是细胞内一种“自己吃自己”的现象,从粗面内质网的无核糖体附着区脱落的双层膜包裹部分胞质和胞内需降解的细胞器、蛋白质等成分形成的自噬体后,与溶酶体融合形成自噬溶酶体,分解所包裹的内容物,是细胞维持稳态的一种生理过程。通过降解细胞内受损伤的细胞结构、衰老的细胞器及清除不再需要的大分子物质等,为细胞代谢提供能量和原材料,以维持在应激条件下胞内环境的稳定,使细胞存活。然而,有研究发现自噬过度激活会破坏过多的蛋白质和细胞器,导致细胞死亡。细胞自噬与细胞凋亡、衰老一样,是真核生物一种十分重要的生理病理现象,参与调节生物的生长、发育等多种过程。

自噬受相应的自噬基因(Atg)调控,其中大多数基因的功能目前尚不完全明确。LG3是一种自噬标志物,自噬形成时,胞浆型LG3(即LG3-I)会酶解一小段多肽,转变为(自噬体)膜型(即LG3-II),自噬体形成的激活或自噬体被降解的抑制可导致LG3-II的增加,LG3-II/I比值大小可评估自噬水平的高低,可以反应自噬的活性。研究表明,自噬在恶性肿瘤的发生、进展中发挥重要作用,而且决定肿瘤细胞对抗肿瘤治疗的反应。自噬增多可引起肿瘤细胞适应药物的细胞毒性,从而导致耐药。ATG7为参与MAP-LC3早期泛素化的E1样酶,通过干扰其抑制自噬后,发现奥沙利铂对HepG2细胞的治疗作用增强。氯喹(CQ)是一种溶酶体抑制剂,能抑制自噬体的水解,并且在干扰ATG7和氯喹(CQ)预处理HepG2细胞后,凋亡细胞比例显著增加,随着凋亡细胞增多,caspase-3裂解亦增加,证实了自噬抑制后细胞可转化为凋亡过程,使HCC细胞对奥沙利铂化疗敏感。

总之,自噬可能在HCC细胞对奥沙利铂耐药性中起重要作用,开发自噬的药理学抑制剂可能是一种有前景的提高肝癌化疗药物疗效的策略。

2

促进HCC细胞铜转运蛋白降低

铜转运蛋白1(CTR1)为铜流入转运蛋白,参与铂类药物进入肿瘤细胞的过程。多个研究证实肿瘤细胞中的CTR1表达水平与铂类药物摄取之间存在明显的相关性,CTR1上调可以使肿瘤细胞对铂类药物敏感,而CTR1下调可以导致耐药。体内研究显示,当用奥沙利铂联合β?榄香烯处理小鼠时,抗肿瘤活性较奥沙利铂单药组明显增强。奥沙利铂单药组hCTR1表达显著降低,而联合组hCTR1的表达水平能逆转到PBS处理的对照组水平。这些结果表明奥沙利铂可以诱导hCTR1降解,从而降低其治疗的有效性,通过防止奥沙利铂诱导的hCTR1降解,可以有效增强奥沙利铂的抗肝癌效应,这为克服奥沙利铂耐药提供了新思路。

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HCC干细胞性增强导致耐药

肿瘤干细胞(CSCs)是指极小一群存在于肿瘤组织中既表现出干细胞的特性又有肿瘤细胞特点,具有自我更新、自我无限增殖能力的细胞,是肿瘤耐药、复发和转移的根源。随着科学的进步以及对CSCs特性的不断探索,已经在HCC、前列腺癌、肺癌等实体肿瘤中发现相应的肿瘤干细胞。不同CSCs具有不同特征的表面标志物,在HCC中,常有CD90、OV6、CD13、CD44、EpCAM等。CSCs可以通过多种机制抵抗化疗,内在机制包括促进药物外排相关蛋白表达增加、DNA损伤修复机制增强、细胞周期动力学改变等;外在机制包括缺氧、上皮间质转化(EMT)、新生血管异常等导致的肿瘤微环境因素变化。奥沙利铂治疗HCC产生耐药与干细胞本身能抵抗化疗导致耐药有关。

4

参与细胞凋亡及增殖的蛋白或基因异常表达

1.DYRK2下调

DYRK2是进化保守的双特异性酪氨酸磷酸化调节激酶(DYRK2)家族的成员。研究表明,DYRK2参与细胞周期进程和细胞凋亡,与肿瘤发生、发展密切相关。DYRK2可通过修饰p53、c-Jun/c-Myc和Snail抑制肿瘤生长。DYRK2表达减少与肿瘤产生化疗耐药及预后不良有关。

2.长非编码RNA(lncRNA)上调

lncRNA通过影响局部染色质状态以及通过非染色质方式修饰基因表达的内源性非编码RNA(长度为nt至KB),可以为DNA甲基化沉积提供信号。在各种恶性肿瘤中,lncRNA的异常表达与肿瘤发生和发展密切相关,具有诊断和判断预后的价值。lncRNAA已被证明与HCC发生、发展相关,如MVIH、H19、HULC、TUC和MEG3等,并参与肿瘤耐药。

3.HOXC8上调

HOXC8是参与多细胞生物形态发生的同源异型盒(HOX)基因家族成员,位于染色体12上。近年来研究发现,HOXC8在乳腺癌、卵巢癌、食管鳞状细胞癌等多种肿瘤中表达升高,与肿瘤的生长、迁移和转移密切相关。在HCC中,Xu等证实了HOXC8与HCC的相关性,并且发现其与奥沙利铂耐药有关。

4.TRIM32上调

三重基序(TRIM)家族蛋白多数为E3泛素连接酶,均具有3个结构域:RINGfinger、B-box和卷曲螺旋区。据报道TRIM家族的蛋白参与不同的生物过程,例如细胞生长、分化和细胞迁移。几个TRIM家族蛋白在各种肿瘤的发生中发挥着重要作用,如胶质母细胞瘤中的TRIM8、卵巢癌中的TRIM25和乳腺癌中的TRIM27。TRIM32是TRIM家族成员,已显示出具有E3泛素连接酶活性,TRIM32负向调节肿瘤抑制基因p53介导的凋亡、细胞周期阻滞和应激下的衰老。

除了上述所述HCC对奥沙利铂的可能耐药机制外,Ma等研究还发现,在肝癌奥沙利铂耐药细胞株中,细胞迁移和侵袭能力与EMT表型增加相关,降低EMT转录因子Snail可逆转EMT并使HCC耐药细胞对奥沙利铂敏感。

5

结语

奥沙利铂耐药机制是一个复杂的问题,涉及多个方面,现有的文献可能仅仅揭示了耐药机制的一部分,尤其在HCC研究方面,研究工作还极少,有些数据的可靠性还有待更多的实验去验证,但不管如何,耐药问题是困扰临床的一个难题。奥沙利铂对HCC有效,但容易产生耐药,如果能更好地揭示其耐药机制,通过相应的方法去克服耐药,必将对提高临床疗效有巨大的帮助,值得深入探讨。

节选自:临床肿瘤学杂志年4月第22卷第4期

肿瘤医学论坛综合整理

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