半乳糖凝集素3與惡性腫瘤順鉑耐藥相關性的研究進展

趙楚楚 胡曉麗 朱雪瓊

半乳糖凝集素3與惡性腫瘤順鉑耐藥相關性的研究進展

趙楚楚 胡曉麗 朱雪瓊

研究表明，腫瘤細胞中半乳糖凝集素3的高表達可能是導致腫瘤細胞對順鉑耐藥的原因之一。本文就順鉑處理后半乳糖凝集素3在腫瘤細胞中表達的變化及半乳糖凝集素3與順鉑耐藥的關系及其可能的相關機制進行綜述，以進一步指導惡性腫瘤尤其是晚期及復發惡性腫瘤的臨床治療。

半乳糖凝集素3 腫瘤 順鉑 耐藥

半乳糖凝集素（Galectins，Gal）即β-半乳糖苷結合蛋白，是動物凝集素家族的成員。有以下2個共同特征：（1）含特征性的氨基酸序列，由大約130個高度保守的氨基酸序列組成糖識別結構域。（2）對β-半乳糖苷的親和性[1]。目前已分離、鑒別的15種Gal中有11種在哺乳動物中表達。研究表明[2]，Gal在腫瘤、免疫、衰老等相關信號轉導中具有重要的調控作用，特別是在腫瘤發生、發展過程中的重要作用，使其成為癌癥防治的新靶點。

半乳糖凝集素3（Gal-3）是目前研究最熱門的一種，Gal-3包含3個結構域，除了具有糖識別域外，還包含1個由12個氨基酸殘基組成的N端結構域，和一個富含甘氨酸、酪氨酸、脯氨酸重復序列的類膠原結構，能與多種細胞外基質結合[3]。Gal-3主要存在于細胞漿中，也可存在于細胞核、細胞表面或者細胞外[4]，參與細胞生長，細胞與細胞之間、細胞與間質之間的黏附，炎癥反應，細胞凋亡，免疫調節及腫瘤細胞轉移、浸潤等[5]。據報道，Gal-3在前列腺癌[6-7]、骨肉瘤[8]等多種惡性腫瘤中都有抗凋亡作用。順鉑是惡性腫瘤化療中最常用的一線藥物，然而由于癌細胞內在或者后天獲得的耐藥性，常常導致順鉑治療劑量加大甚至治療失敗。順鉑耐藥機制主要包括：化療藥物外排的增加、耐藥相關基因表達的改變、DNA的損傷修復能力增強、細胞凋亡受到抑制等[9]。

近年來許多研究發現，Gal的表達情況與惡性腫瘤的進展及順鉑的療效有關，提示其在腫瘤細胞中的高表達可能是導致腫瘤細胞對順鉑耐藥的原因之一，因此本文就順鉑處理后Gal-3在腫瘤細胞中表達的變化情況及Gal-3與順鉑耐藥的關系及其可能的相關機制進行綜述，以進一步指導惡性腫瘤尤其是晚期及復發惡性腫瘤的臨床治療。

1 Gal-3與肺癌順鉑耐藥的關系

Wu等[10]選取了Ⅲ、Ⅳ期的非小細胞肺癌患者320例，以鉑類為基礎進行化療然后評價療效，同時檢測兩種Gal-3（+191 A＞C和+292 A＞C）基因多態性。結果發現化療有效組和無效組中，Gal-3+191 A＞C基因型沒有明顯差異，但是化療有效患者Gal-3+292 A＞C AA基因型和A等位基因分布均顯著高于無效者，而且AA型患者的總生存率為25.6個月，明顯高于CC型患者（19.5個月）。表明Gal-3+292 A＞C基因型與非小細胞肺癌患者的化療療效以及癌癥的預后相關。

選取22例接受以鉑類為基礎的化療方案的肺腺癌患者為研究對象，檢測其接受化療前外周血漿中抗Gal-3的IgG抗體的效價，并在化療后評價其化療療效，Yanagita等[11]發現化療無效組中的Gal-3抗體效價明顯高于有效組，提示化療前檢測血漿中抗Gal-3的IgG抗體水平有助于預測肺腺癌患者的化療療效。

Wang等[12]選取18只C57BL/6小鼠在其側腹皮下接種Lewis肺癌細胞，并在接種癌細胞的第14～18天于腹腔內注射順鉑（分為0.4mg/kg組和4mg/kg組），對照組注射同等劑量的生理鹽水，另外選取15只C57BL/6小鼠不接種Lewis肺癌細胞作為對照。在最后一次注射順鉑后72h收集小鼠血漿和腫瘤組織。免疫組織化學法檢測腫瘤組織中的Gal-3表達情況，發現Gal-3主要在癌細胞的細胞質中表達，且經順鉑作用后Gal-3在Lewis肺癌細胞中的表達逐漸增強。用酶聯免疫吸附測定法檢測小鼠血漿中Gal-3的表達情況，發現經順鉑作用后，血漿中的Gal-3表達升高，并且順鉑濃度較高組小鼠血漿中的Gal-3升高更加明顯（低濃度組升高125%，高濃度組升高200%）。但是未接種Lewis肺癌細胞的小鼠血漿中Gal-3濃度在順鉑作用前后無明顯變化。以上結果提示，Gal-3經順鉑作用后在小鼠外周血和腫瘤組織表達升高是肺癌細胞應對順鉑刺激的一種反應。

2 Gal-3與前列腺癌順鉑耐藥的關系

Fukumori等[6]將外源性Gal-3轉染入原本不表達Gal-3的人前列腺癌細胞LNCaP中，發現Gal-3高表達的前列腺癌細胞對順鉑的敏感性顯著降低，進一步研究發現Gal-3高表達的前列腺癌細胞中Bad蛋白表達增加，而在順鉑作用后Bad表達量下降，磷酸化Bad蛋白增加，線粒體損傷減少，細胞色素C釋放減少和半胱天冬酶-3（caspase-3）活性受抑制。用免疫熒光染色法檢測順鉑作用前后Gal-3在LNCaP細胞的表達定位，發現在順鉑作用前Gal-3隨機分布在細胞核和細胞質中，經50μM順鉑作用48h后，Gal-3基本只在細胞質中表達。用Western blot法進一步驗證，發現細胞總的Gal-3表達量沒有明顯變化，但是細胞核內的Gal-3表達明顯減少而細胞質內增多，提示順鉑刺激使Gal-3從細胞核內轉移至細胞質，抑制化療藥物對線粒體的去極化和損傷，導致細胞色素C釋放減少和caspase-3活性抑制，從而抑制了癌細胞的線粒體凋亡途徑，增加癌細胞對順鉑的耐藥性。

Wang等[7]選取前列腺癌Gal-3高表達細胞系PC3，分別用siGal3-11和siGal3-19轉染到細胞內抑制Gal-3的表達，并用空載體設置對照組，然后用50μM順鉑處理，作用24h后檢測細胞凋亡以及與細胞凋亡相關蛋白的變化。結果對照組中Bcl-2表達升高，而Gal-3表達抑制組細胞內Bcl-2表達沒有明顯改變，但是發現更多的DNA碎裂片段，并且細胞凋亡相關的caspase-3和caspase-9活性增強，細胞內細胞色素C含量明顯增加。提示Gal-3表達被抑制后，阻止了順鉑誘導的線粒體保護因子Bcl-2的增加，從而線粒體破壞，釋放細胞色素C、caspase-3、caspase-9，使細胞凋亡增加，從而對順鉑的敏感性增加。

3 Gal-3與甲狀腺癌順鉑耐藥的關系

Lavra等[13]將突變型p53 R273H轉染入甲狀腺未分化癌細胞后，癌細胞中的Gal-3表達較空載體組增強。然后，他們選取突變型p53 R273H甲狀腺癌細胞系ARO（Gal-3高表達）及野生型wt-p53甲狀腺癌細胞系K1（Gal-3低表達）分別用順鉑處理24h后，發現Gal-3低表達的K1細胞對順鉑的敏感性明顯高于Gal-3高表達的ARO細胞，同時發現K1細胞在順鉑作用后，caspase-3的表達減少，聚腺苷酸二磷酸核糖轉移酶-1（PARP-1）裂解增強，而ARO細胞系中沒有明顯改變。另外，他們用RNA干擾減少ARO細胞內源性Gal-3的表達，用順鉑處理后進行細胞克隆形成實驗，發現Gal-3的表達減少后形成的細胞克隆數量較未處理的ARO細胞明顯減少。提示Gal-3的表達與甲狀腺未分化癌對順鉑的敏感性相關。

4 Gal-3與消化系統腫瘤順鉑耐藥的關系

4.1 Gal-3與食管癌順鉑耐藥的關系 Kim等[14]采用基因突變技術，將Gal-3第64位堿基脯氨酸突變成組氨酸，并將突變前后的Gal-3基因分別轉入食管癌細胞系SNU-638中并用順鉑處理，發現相較于對照組，轉染入Gal-3的癌細胞對順鉑有更高的耐藥性，而且突變組的耐藥性更高。提示Gal-3基因與食管癌順鉑耐藥相關。4.2 Gal-3與膽管癌順鉑耐藥的關系 為了研究Gal-3對順鉑治療膽管癌療效的影響，Wongkham等[15]用siRNA技術抑制膽管上皮癌細胞中Gal-3的表達，同時將帶有Gal-3基因的質粒轉染入膽管癌細胞使Gal-3過表達，然后用不同濃度順鉑處理48h，用磺酰羅丹明染色法檢測順鉑敏感性，發現Gal-3的表達減少后，膽管癌細胞對順鉑的敏感性較對照組提高了近10倍，而膽管上皮癌細胞中Gal-3高表達后，順鉑的作用效果明顯下降。

5 Gal-3與卵巢癌順鉑耐藥的關系

為了研究Gal-3在卵巢透明細胞癌中對順鉑誘導的細胞凋亡的影響，Oishi等[16]采用siRNA抑制細胞中Gal-3的表達，發現處于S期的癌細胞比例升高而且細胞周期抑制因子p27的表達下降。用10μM的順鉑處理后，Gal-3表達被抑制組中順鉑誘導的細胞凋亡明顯高于Gal-3未被抑制組，而且這種凋亡增強效果可以被細胞周期蛋白依賴激酶抵消，提示Gal-3對細胞周期有抑制作用，會增加卵巢癌細胞對順鉑的耐藥性。

6 Gal-3與骨肉瘤順鉑耐藥的關系

采用流式細胞術Annexin V結合7-AAD雙染色法，Park等[8]研究人骨肉瘤細胞中Gal-3的表達對順鉑誘導的細胞凋亡的影響，Gal-3 siRNA抑制細胞Gal-3的表達后與順鉑共同孵育24h，發現Gal-3抑制組順鉑促進細胞凋亡所需的濃度明顯低于對照組，且可增加順鉑促進細胞凋亡的作用。同時發現，促進凋亡的作用與caspase途徑的活化相關。

7 Gal-3與白血病順鉑耐藥的關系

Cheng等[17]選取人慢性白血病細胞系K562，分別通過轉染或用短發夾RNA干擾使細胞內Gal-3的表達升高或者降低，用10μM順鉑處理細胞24h，發現與對照組相比，Gal-3過表達組細胞凋亡明顯降低，而Gal-3表達被抑制后增加了順鉑導致的細胞凋亡。進一步研究發現，Gal-3過表達后細胞線粒體內Bcl-2家族中Mcl-1、Bcl-xL以及Bcl-2的表達升高。提示Gal-3能促進白血病細胞對順鉑耐藥，該作用是通過加強Bcl-2家族蛋白的作用實現的。

綜上所述，在多種惡性腫瘤的研究中，Gal-3與惡性腫瘤順鉑耐藥均相關，即Gal-3會增加不同類型的惡性腫瘤細胞順鉑耐藥，且與肺癌預后相關，但具體相關機制尚待進一步研究。通過了解Gal-3與順鉑耐藥的關系可以為耐藥性惡性腫瘤的治療提供新的方向。

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2016-04-13）

（本文編輯：馬雯娜）

10.12056/j.issn.1006-2785.2017.39.5.2016-514

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