細胞自噬在婦科惡性腫瘤中的研究進展

傅青云，尹善德，王藹明

細胞自噬在婦科惡性腫瘤中的研究進展

傅青云，尹善德，王藹明

細胞自噬是真核生物體內廣泛存在的一種自我保護機制，主要通過降解受損或有害蛋白，或清除體內病原體等，達到保護機體免于傷害的作用。 這種類似于細胞凋亡的保護機制是否無時無刻都發揮著保護功能，細胞自噬在婦科惡性腫瘤(宮頸癌、卵巢癌和子宮內膜癌等)中有著怎樣的改變，這些變化對腫瘤細胞有怎樣的影響，作者就細胞自噬和婦科惡性腫瘤的關系進行闡述，了解最新的研究進展和方向，并探討可行的自噬治療方法。

自噬；宮頸癌；卵巢癌；子宮內膜癌

1983 年 de Duve[1]首次提出了 “ 自噬” 這 一說法，即細胞器與溶酶體結合后出現崩解的過程。 根據發生方式的不同，自噬可分為巨自噬、微自噬和分子伴侶介導自噬3類。通常說的自噬泛指巨自噬。巨自噬是指由細胞內來源的單層膜形成的杯狀或新月狀雙層膜結構，即隔離膜[2]，包裹目標底物(受損蛋白或細胞器、病原體)封閉成熟為自噬體，再與溶酶體融合形成自噬溶酶體，將目標底物降解為小分子物質。細胞自噬作為真核生物體內廣泛存在的一種自我保護機制，在人類多種疾病如神經退行性疾病、心臟疾病、感染和腫瘤發揮保護作用[3]。 自噬在腫瘤組織既能夠促進腫瘤細胞生長，又能促進腫瘤細胞死亡，呈現 2種不同作用。 作者主要闡述婦科惡性腫瘤中細胞自噬的研究進展。

1 細胞自噬

細胞自噬的過程包括誘導、底物識別和選擇、自噬體形成、融合和降解。 最初對自噬的研究是從酵母開始的，發現了許多自噬相關基因(autophagy associated genes，Atgs)[4]，用 Atgs 表示其編碼蛋白。 在哺乳動物中也發現了類似現象，自噬相關蛋白 Beclin-1、微管 相 關 蛋 白 輕 鏈 3(light chain 3， LC3) 和Atg16L 的類似物酵母中的 Atg6、Atg8、Atg16。

1.1 誘導 西 羅莫 司靶 蛋白 (target of rapamycin，TOR)為絲氨酸/蘇氨酸激酶，能夠被生長因子、葡萄糖和氨基酸等激活，形成西羅莫司靶蛋白復合物1 (target of rapamycin complex 1， TORC1) 和 TORC2，參與自噬啟動過程。在貧營養狀態或使用西羅莫司時，TORC1 激活狀態被抑制，Atg1 與 Atg13 和 Atg17的親和力增加，促進 Atg1-Atg13-Atg17 復合體的形成。 該復合體是自噬體組裝位點的基礎構架，而自噬體組裝位點是自噬體囊泡的構成部分[5]。 在哺乳動物中，Atg1 和 Atg17 的類似物分別為 Unc51 樣激酶 1/2 和 FIP200(FAK-family interacting protein of 200 kDa)。 哺乳動物西羅莫司靶蛋白復合物 1(mammalian target of rapamycin complex 1， mTORC1) 激活狀態被抑制后，形成 Unc 樣激酶 Atg13-FIP200 復合物，該復合物在自噬啟動中是必需的[6]。 生物體中廣泛存在著基礎水平自噬，它們基礎功能的維持，有多條通路參與其中，體內激素水平、生長因子、葡萄糖及氨基酸，均可以激活磷脂酰肌醇-3 激酶 /蛋白激酶 B/mTOR 磷酸肌醇激酶和肝激酶 B1/腺苷酸活化蛋白激酶通路發揮自噬激活或抑制作用。

1.2 底物識別和選擇 酵母菌通過胞質-囊泡通路完成底物的識別、選擇及運輸。 胞質-囊泡通路將氨基肽酶 1 前 體 (precursor form of aminopeptidase 1，preApe1)傳遞至囊泡并促進 Ape1 的成熟。 含有preApe1 的目標底物，被受體蛋白 Atg19 識別和結合，形成 Atg19-preApe1 聚合物；再與 Atg11 結合，募集固定到前自噬體結構膜上，最后加上 Atg8，完成目標底物復合物的包裝[7]。 自噬還可以通過泛素結合蛋白 p62 和微管相關蛋白 LC3，將泛素化底物包裹傳遞至下一階段，最后完成降解[8]。

1.3 自噬體形成 細胞內大部分內膜均通過出芽方式產生，而自噬體的雙層膜則是在前自噬體結構上添加新膜，并募集 Atgs 形成。 Atg20 和 Atg24 被募集到基礎骨架 Atg1-Atg13-Atg17 復合體上，組裝完成自噬泡，并募集 2 種必須泛素樣結合體 Atg12-Atg5-Atg16 和 Atg8-磷 脂 酰 乙 醇 胺 (phosphatidylethanolamine，PE) 形 成成熟自噬泡[9-10]。 富營 養時，大部分的微管相關蛋白 LC3/Atg8 都儲存在胞質內；當自噬誘導后，Atg8 和 PE 結合以脂質形式存在自噬泡內外膜雙側[11]。 因此，可通過檢測脂質 LC3-PE 的變化，來判斷自噬水平的高低。

1.4 融合與裂解 自噬體結構完全形成后，Atg8結合的外膜會從 PE 中分離，脫落到胞質中[12]。 但參與過程的其他 Atgs 蛋白的回收及重新利用機制還需繼續研究。自噬體和溶酶體的融合過程與普通的囊泡之間的融合相類似。細胞內液泡的降解依賴于一系列溶酶體酸性水解酶，將融合囊泡降解為小分子氨基酸。這部分氨基酸被轉運到胞質中合成蛋白，幫助細胞在貧營養條件下維持基本功能。

2 自噬和腫瘤

細胞自噬在腫瘤中既有促存活作用，又有促凋亡機制。 在腫瘤細胞形成初期時，自噬主要是腫瘤抑制作用；當腫瘤細胞發展成熟后，自噬則可為一個腫瘤保護因子[13]。 Martinez-Outschoorn 等[14]認為，細胞間質發生自噬具有促進腫瘤生長作用，而腫瘤細胞本身發生自噬則為抗腫瘤特性。一些研究發現，在胃癌、結腸癌和皮膚癌中，自噬在腫瘤發生、發展中發揮不 同的作用[15-17]。 Liang 等[18]發現，自噬中的 Beclin-1(Atg6 同源類似物) 具有腫瘤生長抑制作用，40% ～ 75% 的乳腺癌或卵巢癌患者中伴有Becn1 基因(Beclin-1 蛋白編碼基因) 的缺失。 Beclin-1的高表達可以抑制腫瘤細胞的增殖、轉移和侵襲，反之則具有促進功能[19]。

2.1 宮頸癌 宮頸癌作為婦科惡性腫瘤之一，在女性惡性腫瘤中發病率僅次于乳腺癌[20]。 目前，越來越多的人關注到自噬在宮頸癌發生和發展中的作用。 在對宮頸癌 HeLa 細胞研究發現，過表達的 Beclin-1 可引起細胞自噬相關性死亡，并且隨著 Beclin-1 的增多，凋亡相關蛋白含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-9 表達也增加，最后引起細胞死亡[21]，這表明細胞死亡的過程可能有自噬和凋亡共同參與完成。 在宮頸癌 CaSki 細胞中的研究表明，Beclin-1上調后會引起血管內皮生長因子和基質金屬蛋白酶9 的表達減低，從而減少腫瘤細胞周圍組織血供，減少腫瘤發生轉移和侵入的可能[22]，這提示 Beclin-1具有抑制腫瘤轉移的作用。

潘小虹[23]通過比較宮頸癌患者和正常人宮頸組織病理，發現癌變宮頸組織的 Beclin-1 和微管相關蛋白 LC3B 的陽性率較正常宮頸鱗狀上皮細胞明顯減低。 Cheng 等[24]發現，Beclin-1 在正常宮頸組織、宮頸上皮內瘤變和宮頸癌組織中陽性率分別為83.9%、74.3% 和 53.3%，Beclin-1 陰性是影響無進展生存期的一個獨立危險因素。 Zhu 等[25]的臨床研究表明，國際婦產科聯合會分期為Ⅰ～Ⅱ期宮頸鱗癌患者中 Beclin-1 和微管相關蛋白 LC3 高表達陽性率較正常人明顯減低；且與低表達組相比，高表達Beclin-1 組 3 年存活率較高。 腫瘤的發生和較低水平的 Beclin-1 存在相關性，可以用 Beclin-1 表達水平來預測發生腫瘤的風險及預后。化學藥物治療腫瘤時，自噬可能會降低藥物對于腫瘤細胞的殺傷作用。 Xu 等[26]發現，敲除 Beclin-1 蛋白編碼基因能夠增強紫杉醇對于 HeLa 細胞的殺傷效果；可通過抑制細胞自噬水平，增加化療藥物對于腫瘤細胞的敏感性，提高生存率。

2.2 卵巢癌 近幾年我國卵巢癌發病率呈現上升趨勢，卵巢癌早期很難被發現，確診時多為晚期，病死率排在婦科惡性腫瘤首位。卵巢癌患者中部分伴有 Becn1 基因的缺失，該基因位于 17p21 上[27]。 微管相關蛋白 LC3 作為自噬體囊泡重要組成結構，其編碼基因微管相關蛋白 LC3 位于 16q24.1 上，在前列腺癌、乳腺癌和卵巢癌中容易缺失[28]。 Zhao 等[29]發現，Beclin-1 在卵巢交界性或惡性腫瘤中表達要明顯高于正常或良性病變卵巢組織。 Cai 等[30]的研究也發現，上皮性卵巢惡性和交界性腫瘤中 Beclin-1 表達較良性腫瘤及正常人高，且惡性腫瘤患者 Beclin-1高表達組的存活率明顯高于低表達組。 可見 Beclin-1在卵巢腫瘤的作用和在宮頸癌中的作用有所不同，這可能與不同組織病理類型有一定關系。

Katagiri 等[31]在研究卵巢透明細胞癌中發現，Beclin-1 陽性表達組在行細胞減滅術后，其無進展生存時間要明顯長于 Beclin-1 陰性表達組。 在治療卵巢癌時，輔以藥物化療，通過阻滯自噬增強達到封鎖腫瘤細胞自身逃避的作用[32]。 腫瘤發生后，腫瘤細胞可能利用自噬來抵御各種不良條件，如缺血、缺氧及化療藥物的殺傷等，不同分型的卵巢癌對于不良環境的耐受也各不相同[33]。

2.3 子宮內膜癌 目前對于自噬的研究主要集中于前兩者，自噬和子宮內膜癌關系的研究相對較少。Dong 等[34]發現激素依賴型子宮內膜癌中自噬通路處于高度激活狀態，有利于癌細胞生長。 高水平表達微管相關蛋白 LC3 內膜癌患者的存活率較低表達者明顯降低[35]。 Giatromanolaki 等[36]發現，內膜癌組織中 Beclin-1 高水平表達，且 Beclin-1 的水平和肌層浸潤程度呈正相關，和5年生存率呈負相關。錢學茜和萬小云[37]認為，子宮內膜癌的自噬水平均較正常子宮內膜及不典型增生內膜低。趙劍虹等[38]發現，正常子宮內膜組織、增生子宮內膜組織、子宮內膜癌組織中 Beclin-1 陽性率分別為 99.3%、58.82%、34.18%，Beclin-1 表達程度和內膜癌細胞分化和組織學類型有關，與手術病理分期及肌層浸潤程度無關。這種不同的研究結果，可能與內膜癌的不同分期有關。 在治療內膜癌時，紫杉醇引起的自噬作用有利于癌細胞部分逃避藥物的殺傷；自噬抑制劑治療，可降低自噬水平，提高藥物效果[39]。

細胞分裂增殖過程本是一個有序的過程，當有序被破壞，而體內監測系統也未能發現這些錯誤，這時極易出現蛋白分子或細胞的異型性改變。自噬在細胞增殖生長過程中，與細胞凋亡一起發揮著調控的作用越來越受到矚目。 目前，婦科腫瘤的發病率呈增高趨勢，主要的治療方式是手術，再輔以化療。如在化療過程中，給予促進或抑制自噬的藥物，或許可以高效地殺傷腫瘤細胞[40]。 還可以利用自噬相關蛋白表達水平評估療效，甚至是預測5年生存率。相對于治療腫瘤，預防腫瘤顯得更有價值。 自噬水平檢測，了解組織的健康狀況，并根據情況給予有針對性措施，可以做到早期發現，并給予及時治療。

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A review of autophagy and gynecologic cancers

FU Qingyun1，2， YIN Shande1， WANG Aiming1
(1.Department of Obstetrics and Gynecology， Navy General Hospital， Beijing 100048，China；2.Postgraduate School， Anhui Medical University， Hefei Anhui 230032， China)

Autophagy is a common self-defended mechanism in all the eukaryotes， and it protects cells or organs from the noxious protein and the pathogen by degrading.Does the autophagy plays positive effect in the tissue all the time that similarly to the apoptosis， what happens between autophagy and gynecologic cancers(cervical cancer， ovarian cancer， endometrial cancer) ， and the influence on the tumorigenesis and progression were unknown.This review illustrates the function of autophagy in the gynecologic cancers， and describes the latest development and therapy schedule about autophagy.

Macroautophagy； Cervical cancer； Ovarian cancer； Endometrial cancer

R737.3

A

2095-3097(2017)01-0051-04

10.3969/j.issn.2095-3097.2017.01.014

2015-12-24 本文編輯:徐海琴)

“十二五”國家科技支撐計劃項目(2012BAI32B05)

100048 北京，海軍總醫院婦產科(傅青云，尹善德，王藹明)；230032 安徽 合肥，安徽醫科大學研究生院(傅青云)

王藹明，E-mail:one＿army＠sina.com