自噬與表達EGFR腫瘤發生發展及耐藥形成的關系

劉兆蕓，王蕾蕾，于志勇

(1濟南大學·山東省醫學科學院醫學與生命科學學院，濟南250022;2山東省腫瘤醫院)

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自噬與表達EGFR腫瘤發生發展及耐藥形成的關系

劉兆蕓1,2，王蕾蕾2，于志勇2

(1濟南大學·山東省醫學科學院醫學與生命科學學院，濟南250022;2山東省腫瘤醫院)

摘要：自噬作為一種細胞應對代謝應激的代償機制，能使腫瘤細胞適應代謝應激，阻止細胞凋亡、促其存活，表皮生長因子受體(EGFR)通路在自噬功能調節中發揮一定作用。自噬與表達EGFR腫瘤的發生發展有關，早期可抑制細胞癌變，在成熟的腫瘤細胞中則可維持其存活、抑制凋亡。自噬還參與了EGFR靶向藥物耐藥性形成，抑制自噬可顯著增加EGFR靶向治療的敏感性。

關鍵詞：惡性腫瘤；表皮生長因子受體；自噬；腫瘤耐藥

自噬是真核細胞中廣泛存在的正常生理現象，自噬可通過降解損傷或錯配的蛋白及衰老的細胞器來維持細胞穩態或基因組的完整性，其不僅參與細胞的正常生長發育，還與腫瘤發病及耐藥性的產生密切相關。表皮生長因子受體(EGFR)在細胞增殖、遷移過程中發揮重要作用，其在多種腫瘤組織中高表達，參與腫瘤進展及耐藥性形成。最近研究[1，2]表明，自噬與EGFR抑制劑耐藥性密切相關。現將自噬與表達EGFR腫瘤發生發展及耐藥形成的關系相關研究進展綜述如下。

1自噬的基本功能及其調節

自噬是存在于大部分真核細胞中的一個保守的分解代謝過程，可降解細胞內受損的結構、衰老的細胞器及廢棄的生物大分子，為細胞內細胞器的構建提供原料，構成細胞物質的再循環。自噬可被看做是細胞的自救行為。饑餓、低氧和藥物處理可誘導自噬，自噬可加速細胞內新陳代謝，或使細胞在饑餓狀態時從分解產物中獲得能量。化療藥物可誘導腫瘤細胞保護性自噬，從而維持內環境穩定，使腫瘤細胞適應缺氧環境，繼續存活。一些信號通路參與了自噬的功能調節，主要包括PI3K-Akt-mTOR信號通路、Ras信號通路、STAT3信號通路、Beclin1基因信號通路、EGFR依賴自噬介導線粒體穩態相關通路等[3]。

1.1PI3K-Akt-mTOR信號通路活化的EGFR可激活PI3K-Akt-mTOR信號通路，在細胞生長、存活、增殖、凋亡、血管生成、自噬等過程中發揮重要作用[4]。

1.2Ras信號通路Ras基因參與細胞存活和生長的調節，在多數腫瘤中高表達。Ras信號通路活化可誘導自噬，表現為Ras基因轉染后自噬流顯著增加用以維持細胞的高代謝率，防止受損的線粒體累積，降低耗氧量，并減少代謝底物消耗。在Ras轉染細胞中，當營養匱乏時，抑制自噬可導致細胞凋亡增多[5]。

1.3STAT3信號通路STAT3被認為是一種新的自噬調節劑[6]。STAT3可調控許多自噬相關蛋白的表達，如BCL-2、Bcl-XL和MCL-1，并可通過與Beclin1基因作用抑制自噬[7]。

1.4Beclin1信號通路Beclin1是酵母ATG6蛋白的哺乳類同源體，在乳腺癌和卵巢癌患者中都發現Beclin1基因拷貝丟失，Beclin1基因敲除的雜合小鼠傾向于發生多種腫瘤[8]。研究[9]表明，Beclin1基因高表達可促進自噬，Beclin1表達減少時細胞自噬活性降低。

1.5EGFR依賴自噬介導線粒體穩態相關通路EGFR參與線粒體生物合成、維持線粒體穩定、阻止細胞凋亡。細胞受到化療、放療等損害時，自噬可提供替代的能量來源。在EGFR過表達的細胞中，抑制自噬有望成為一種新的治療手段。研究[10]發現，EGFR高表達的細胞自噬流減少，這些細胞正常情況下依賴于自噬增殖和存活。而EGFR siRNA轉染后，前列腺癌細胞自噬活性增強[11]；在非小細胞肺癌(NSCLC)及其他多種腫瘤細胞中也發現EGFR抑制劑可誘導自噬的發生。頭頸部鱗狀細胞癌(HNSCC)移植瘤模型中，EGFR與自噬標記物Lc3b表達呈負相關關系，表明EGFR信號參與了自噬功能調節[10]。此外，EGFR還通過維持PI3K-Akt-mTOR信號通路高度激活狀態從而抑制自噬。上述研究共同表明，EGFR表達與自噬標志物的表達和細胞自噬活性密切相關。

2自噬與表達EGFR腫瘤發生發展的關系

自噬在腫瘤的發生、發展過程中起到了重要作用。有學者認為[9,12]，自噬阻滯了腫瘤的啟動，自噬相關功能基因(Beclin1、Atg5、Atg7)缺失突變的小鼠更容易發生腫瘤。然而也有報道指出，在成熟腫瘤細胞中，自噬可促進腫瘤的生長并且與化療耐藥性有關，自噬作為一種保護因素，使腫瘤細胞免于化療損傷[13]。

目前認為，自噬在腫瘤的發生發展中起雙向調控作用。在腫瘤發生早期，自噬能發揮類似抑癌基因的功能，防止有毒或致癌物質累積，抑制細胞癌變。自噬缺陷能使衰老損傷的細胞器(如氧化磷酸化解耦聯的線粒體)及ROS堆積從而誘導癌變。在成熟的腫瘤細胞中，腫瘤快速生長往往伴隨腫瘤細胞血供、氧供及營養匱乏，產生代謝應激從而誘導自噬。自噬在腫瘤成熟期能通過降解自身蛋白或衰老的細胞器為腫瘤快速生長提供必需的能量，阻止腫瘤細胞凋亡、促其存活，發揮類似原癌基因的作用。

自噬參與了細胞內環境穩態的調節，腫瘤細胞中異常表達的EGFR可調節自噬功能。Wei等[9]發現，活化的EGFR與自噬相關蛋白Beclin1結合，導致其多位點磷酸化，降低Beclin1相關Class Ⅲ PI3K的活性。EGFR酪氨酸激酶抑制劑治療可干擾Beclin1的酪氨酸磷酸化。在EGFR突變的NSCLC移植瘤模型中，EGFR依賴性酪氨酸激酶磷酸化位點突變可使Beclin1表達異常，促進腫瘤進展，特別是增強了腫瘤對EGFR-TKI的耐藥性。EGFR酪氨酸激酶直接調節自噬的核心結構，可能與腫瘤進展及耐藥性產生有關。

3自噬在表達EGFR腫瘤耐藥形成中的作用

大量研究證明，自噬功能與腫瘤對化療藥物的敏感性密切相關。有學者[10]研究表明，抑制自噬可使腫瘤生長速度明顯減緩，并使耐藥腫瘤細胞對放療的敏感性增加。Gonzalez-Malerva等[14]發現他莫西芬可能通過激活細胞自噬上調Beclin1表達從而發揮治療作用。Ren等[15]研究認為細胞自噬是導致肺癌細胞對順鉑產生耐藥的重要機制之一。通過自噬清除受損的大分子或線粒體等細胞器，從而保護腫瘤細胞免于凋亡，均提示抑制腫瘤細胞自噬可增強抗腫瘤療效。

誘導腫瘤細胞凋亡是目前藥物治療腫瘤的主要機制。然而，目前在HNSCC、NSCLC、乳腺癌等多種EGFR過表達腫瘤細胞中，藥物治療在誘導腫瘤細胞凋亡的同時產生了自噬[16]。這種自噬既能參與腫瘤細胞的凋亡,也能作為一種保護性機制，保護腫瘤細胞免受藥物損傷。藥物誘導的自噬對細胞的不同作用可能與自噬自身的水平有關, 低水平自噬可促進細胞存活[17]；相反，高水平自噬可導致細胞的凋亡。腫瘤產生的保護性自噬是細胞耐藥性產生的重要機制之一。抑制自噬可增強腫瘤對化療藥物的敏感性。目前抗EGFR藥物的臨床療效受到獲得性耐藥和固有耐藥的限制。腫瘤細胞對于抗EGFR治療適應迅速，導致抗EGFR單藥治療效果不理想。目前，EGFR抑制劑與自噬抑制劑聯合用藥在體外實驗中收效明顯。如在EGFR異常表達的NSCLC細胞系，抑制自噬可提高腫瘤對厄洛替尼的敏感性[18]。此外，野生型EGFR表達的NSCLC細胞對厄洛替尼的耐藥可通過抑制自噬逆轉[19]。上述研究結果表明，通過調節細胞基礎自噬水平來調節腫瘤對藥物的敏感性、逆轉腫瘤耐藥或許將成為治療腫瘤的新手段。

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(收稿日期：2015-10-12)

中圖分類號：R737.3

文獻標志碼：A

文章編號：1002-266X(2016)07-0097-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2016.07.038

通信作者：于志勇(E-mail: drzhiyongyu@aliyun.com)