口腔癌多藥耐藥機制的研究進展

李曦雯，農曉琳

(廣西醫科大學附屬口腔醫院，南寧530021)

·綜述·

口腔癌多藥耐藥機制的研究進展

李曦雯，農曉琳

(廣西醫科大學附屬口腔醫院，南寧530021)

口腔癌細胞多藥耐藥(MDR)的產生是影響口腔癌化療療效的重要因素。近年，MDR產生的相關機制研究成為口腔癌研究的熱點領域。口腔癌MDR的機制十分復雜，目前研究發現其主要由跨膜轉運蛋白介導、酶系統介導、細胞凋亡抑制介導及其他相關機制介導等?？缒まD運蛋白介導的口腔癌MDR包括ATP結合盒轉運蛋白介導的MDR以及其他蛋白如肺耐藥相關蛋白介導的MDR。在酶系統介導的口腔癌MDR中，研究較多的酶有谷胱甘肽S轉移酶，拓撲異構酶II和葡萄糖神經酰胺合成酶等。凋亡調控基因異常表達引起的細胞凋亡失衡將抵抗多種化療藥物誘導細胞凋亡，并最終引起口腔癌MDR，這些基因主要包括生存素、B細胞淋巴瘤-白血病因子2、抑癌基因p53等。另外，其他相關機制如Yes相關蛋白也可介導口腔癌MDR。

口腔癌；多藥耐藥；跨膜轉運蛋白

口腔癌是常見的頭頸部腫瘤，發病率較高。手術聯合放、化療是目前最有效的治療方法。但腫瘤細胞多藥耐藥(MDR)的存在使口腔癌的化療效果受到嚴重影響。MDR是指腫瘤細胞接觸某種抗腫瘤藥物后不僅對該藥產生抗藥性，也可能對一些未曾接觸過且結構不同、作用機制各異的多種抗腫瘤藥物產生交叉耐藥[1]，這是臨床上腫瘤化療中導致化療失敗以及生存預后差的主要原因。近年，研究MDR產生的相關機制逐漸成為口腔癌研究的熱點領域?？谇话㎝DR的機制十分復雜，現就近年口腔癌中MDR的研究進展作一綜述。

1 跨膜轉運蛋白介導的口腔癌MDR

1.1 ATP結合盒轉運蛋白介導的MDR ATP結合盒轉運蛋白的過度表達是口腔癌MDR產生的最重要機制。這類蛋白可利用ATP水解時釋放的能量將進入口腔癌細胞內的化療藥物泵出，從而降低細胞內藥物濃度。 ATP結合盒轉運蛋白家族中參與口腔癌MDR發生發展的主要有P-糖蛋白(P-gp)、MDR相關蛋白家族以及乳腺癌耐藥蛋白(BCRP)。

P-gp是 ATP結合盒轉運蛋白家族中研究最多的成員[2]。P-gp作為藥物外排泵，可通過ATP水解釋放能量從而將細胞毒性藥物從細胞內環境中有效去除。在接受細胞毒性藥物化療后P-gp表達升高也會導致該腫瘤細胞MDR的發生和發展[3]。研究表明，P-gp在口腔鱗狀細胞癌耐順鉑細胞系SCC131/R中的表達較親本細胞系SCC131中升高[4]。Zhu等[5]發現，絞股藍皂苷苷元H6可能通過抑制P-gp的跨膜轉運功能并增加P-gp底物在耐藥細胞內的聚集，從而實現其對口腔鱗狀細胞癌耐長春新堿細胞系KB/VCR MDR的逆轉作用。

MDR相關蛋白家族屬于ATP結合盒轉運蛋白超家族的C亞家族，共由13個成員組成，其中耐藥相關蛋白(MRP)1～MRP9通過從細胞中排出化療化合物從而導致腫瘤細胞不同程度耐藥[6]。Cai等[7]研究發現，MRP1從人類涎腺黏液表皮樣癌高轉移Mc3細胞系的細胞質膜轉移到其耐藥株MC3/5FU的細胞核，而MRP1下調主要降低MRP1的核表達，而不是細胞質膜表達。表明MRP1可能是通過其核易位相關機制賦予黏液表皮樣癌耐藥性。此外，有研究表明MRP siRNA轉染人舌癌MDR細胞株Tca8113/CDDP后，腫瘤細胞中的MRP基因和蛋白表達均降低，化療藥物對腫瘤耐藥細胞生長的抑制作用增強，提示抑制MRP的表達可在一定程度上逆轉人舌癌耐藥細胞的MDR[8]。

許多研究發現，BCRP在外源物質排出的過程中起重要作用，可保護細胞免受外源性物質或藥物造成的損傷。BCRP抑制劑能夠調節化學耐藥泵并降低癌細胞存活率。舌鱗狀細胞癌TSCC細胞中BCRP的過表達可促進TSCC細胞的遷移、侵襲能力；而敲除BCRP可降低順鉑半數抑制濃度IC50值和耐藥相關蛋白的表達，同時抑制腫瘤細胞的遷移、侵襲能力[9]。表明BCRP在TSCC細胞耐藥、遷移、侵襲能力中發揮重要作用。

1.2 其他蛋白介導的MDR 近年研究者們在許多對化療藥物具有抵抗性的腫瘤細胞中發現了肺耐藥相關蛋白(LRP)的過表達。LRP是穹窿體的重要組成部分，參與囊泡和細胞核(質)之間的藥物運輸。在LRP過表達的MDR細胞中可觀察到藥物被截留在囊泡室中，且核/質比明顯降低。Zhang等[10]研究發現，65例舌鱗狀細胞癌患者的根治手術標本中LRP表達高于相鄰的非腫瘤性舌組織，且人類舌鱗癌耐藥細胞株SCC-15/DDP中LRP表達高于舌鱗狀細胞癌組織標本。

此外，有研究者從舌癌耐藥細胞系Tca8113/PYM中克隆出一個新的基因,舌癌耐藥相關基因(TCRP1)。研究發現在Tca8113/PYM中沉默TCRP1的表達后，該耐藥細胞對順鉑的敏感性明顯提高,相反在親本細胞Tca8113中上調TCRP1基因表達使其對順鉑的耐藥性顯著增強。因此推測，TCRP1可能是一個順鉑耐藥相關基因。Gu等[11]在進一步的研究中證實，TCRP1通過抑制順鉑誘導的細胞凋亡從而介導Tca8113細胞對順鉑的耐藥性，且該基因主要定位于腫瘤細胞核和胞質，不改變細胞內順鉑藥物的蓄積濃度,其作用與“藥泵”功能無關。因此，TCRP1可能成為逆轉口腔癌順鉑耐藥的一種新型分子靶點。

2 酶系統介導的口腔癌MDR

目前研究發現，大量抗腫瘤藥物以酶作為干擾腫瘤細胞新陳代謝并引起MDR產生的作用靶點。在口腔癌MDR中研究較多的有谷胱甘肽S轉移酶(GST)，拓撲異構酶II(Topo Ⅱ)和葡萄糖神經酰胺合成酶(GCS)等。

2.1 GST 腫瘤細胞也可通過相關酶的過表達獲得耐藥性，這些酶可以通過其解毒作用抑制抗腫瘤藥物的細胞毒作用。已有研究證實，GST與跨膜轉運蛋白的過度表達可能與腫瘤的MDR表型相關，且GST也通過JNK信號通路參與腫瘤細胞凋亡的調控[12]。Han等[13]制備了靶向釋放GST抑制劑的納米藥物控釋載體，并在其中分別包裹平陽霉素(PYM)和卡鉑(CBP)兩種抗腫瘤藥物。Han等[13]將所制備的納米粒分別作用于口腔鱗癌耐藥細胞株SCC15/CBP和SCC15/PYM后，發現它們可以部分逆轉這兩種耐藥細胞的耐藥性。表明GST在口腔癌耐藥中起重要作用。

2.2 TopoⅡ Topo Ⅱ所介導的腫瘤細胞MDR主要以細胞內抗癌藥物的聚集為特征。已有研究表明Topo Ⅱ是臨床抗癌藥物的有效靶點，細胞內Topo Ⅱ表達水平的下降會使其對抗癌藥物的敏感性降低。Topo Ⅱ抑制劑類抗腫瘤藥物可抑制DNA的斷裂修復并形成可切割復合物從而引起腫瘤細胞程序性死亡。Topo Ⅱ存在α和β兩種亞型[14]。有研究表明，與正常口腔鱗狀上皮相比，Topo Ⅱα在口腔早期浸潤性鱗癌及口腔未分化癌中的表達升高。Zhang等[10]的研究表明，65例舌鱗狀細胞癌患者的根治手術標本中Topo Ⅱβ表達低于相鄰的非腫瘤性舌組織，而人類舌鱗癌順鉑耐藥細胞株SCC-15/DDP中Topo Ⅱβ表達低于舌鱗狀細胞癌組織。

2.3 GCS GCS是控制鞘糖脂生物合成中糖基化步驟的速率限制酶。GCS的過表達可抑制腫瘤細胞凋亡，它可能成為預測腫瘤化療反應的生物標志物。通過基因沉默或藥理學抑制的方法抑制GCS基因表達會引起P-gp表達下調及p53依賴性細胞凋亡，進而導致化學耐藥性癌細胞凋亡。有研究發現，糖脂合成酶抑制劑苯基棕櫚酰胺嗎啡丙醇及鈣離子通道阻滯劑異搏定對GCS和P-gp基因表達的抑制調節呈濃度依賴性，它們可通過抑制GCS和P-gp基因表達，逆轉人口腔表皮樣癌耐長春新堿細胞株KBV200的耐藥性。

3 細胞凋亡抑制介導的口腔癌MDR

口腔癌的發生不僅與細胞的異常增殖和分化有關,也與細胞凋亡的異常密切相關。抗癌藥物可通過誘導腫瘤細胞凋亡發揮其作用，而凋亡調控基因異常表達引起的細胞凋亡失衡將抵抗多種化療藥物誘導細胞凋亡，并最終引起口腔癌MDR。這些基因主要包括生存素(Survivin)、B細胞淋巴瘤-白血病因子2(Bcl-2)、抑癌基因p53等。

3.1 Survivin Survivin是迄今為止發現的細胞凋亡抑制蛋白家族中的最小成員，是一種既能抑制細胞凋亡又能調節細胞分裂的雙功能蛋白。其相對分子質量為16.5 kD，僅含有一個桿狀病毒細胞凋亡抑制蛋白重復結構域且不含RING鋅指狀結構域。據報道，Survivin在許多人類腫瘤中存在過表達。Su等[15]利用siRNA干擾技術下調人口腔鱗狀細胞癌細胞系HSC-3中Survivin的表達，從而抑制HSC-3口腔癌細胞增殖和誘導細胞凋亡。他們發現Survivin下調顯著增強了化療藥物順鉑或氟尿嘧啶對于HSC-3口腔癌細胞的細胞毒性。因此，Survivin可能是口腔癌治療的潛在分子靶點，siRNA介導Survivin的表達下調有望成為一種新的人類口腔鱗癌化療增效策略。

3.2 Bcl-2 Bcl-2原癌基因是首先在人濾泡性B細胞淋巴瘤中的t(14，18)易位斷裂點克隆到的。Bcl-2通過阻斷細胞色素C從線粒體釋放至細胞質而阻止介導細胞凋亡的Caspase蛋白酶的激活，從而抑制細胞凋亡。Xiong等[16]發現，在四個人類舌鱗癌細胞系(SCC-9、SCC-25、Tca8113、CAL27)中，Bcl-2在Tca8113細胞中表達最高，在CAL27細胞中表達最低。與Bcl-2表達較高的Tca8113細胞系相比，在Bcl-2表達較低的CAL27細胞系中化療藥物順鉑抑制腫瘤細胞增殖和誘導凋亡的作用明顯增強，提示舌鱗狀細胞癌中Bcl-2蛋白的高表達引起腫瘤細胞化療耐藥。

3.3 p53 腫瘤抑制轉錄因子p53被稱為“基因組衛士”，參與包括促進細胞周期阻滯、DNA修復，誘導細胞凋亡、細胞衰老及抑制血管生成等重要的生物學過程。許多研究發現，p53基因的野生型狀態在促進抗腫瘤藥物反應中具有重要作用，且野生型p53可提高腫瘤細胞對化療藥物的敏感性。研究發現，活性氧簇的升高可以誘導人類口腔鱗癌細胞KB的DNA損傷，從而引起樂園樹酮激活p53依賴性細胞凋亡，進而導致MDR轉運蛋白(P-gp、MRP、BCRP)表達降低，提高腫瘤細胞對化療藥物的敏感性。

4 其他機制介導的口腔癌MDR

Yes相關蛋白YAP是Hippo信號通路中一種具有調節器官大小和促進細胞增殖功能的轉錄共激活因子。YAP的過表達可引起抗微管蛋白類藥物發生耐藥。研究發現，口腔鱗狀細胞癌耐順鉑細胞系OSC-19-R 中磷酸化YAP的表達較親本細胞系降低，OSC-19-R 細胞中YAP 由細胞質轉移到細胞核中。利用siRNA敲除YAP后OSC-19-R 細胞對順鉑的敏感性增加。提示YAP可能成為臨床上口腔癌順鉑耐藥患者的新治療靶點。

5 結語

化療在口腔惡性腫瘤的治療中占有非常重要地位，口腔癌細胞產生的MDR是影響臨床化療藥物療效的重要因素，也是口腔癌臨床治療的一大難題。口腔癌MDR產生的相關機制較復雜，且隨著治療呈動態變化。盡管已有大量研究報道口腔癌MDR形成的機制，但至今尚未完全闡明。因此，全面深入地分析口腔腫瘤MDR發生發展的相關機制，對于其靶向逆轉藥物的研究以及提高口腔癌臨床化療療效并減輕其不良作用具有至關重要指導作用，對其他類型腫瘤MDR逆轉劑的研究與開發亦有重要的指導意義。

[1] Gottesman MM, Fojo T, Bates SE. Multidrug resistance in cancer: role of ATP-dependent transporters [J]. Nat Rev Cancer, 2002,2(1): 48-58.

[2] Velingkar VS, Dandekar VD. Modulation of p-glycoprotein mediated multidrug resistance (mdr) in cancer using chemosensitizers [J]. IJPSR, 2010,1(2):104-111.

[3] Fardel O, Lecureur V, Guillouzo A. The P-glycoprotein multidrug transporter [J]. Gen Pharmacol, 1996,27(8):1283-1291.

[4] Ghosh RD, Ghuwalewala S, Das P, et al. MicroRNA profiling of cisplatin-resistant oral squamous cell carcinoma cell lines enriched with cancer-stem-cell-like and epithelial-mesenchymal transition-type features [J]. Sci Rep, 2016,6:23932.

[5] Zhu H, Liu Z, Tang L, et al. Reversal of P-gp and MRP1-mediated multidrug resistance by H6, a gypenoside aglycon from Gynostemma pentaphyllum, in vincristine-resistant human oral cancer (KB/VCR) cells [J]. Eur J Pharmacol, 2012,696(1-3):43-53.

[6] Chen ZS, Tiwari AK. Multidrug resistance proteins (MRPs/ABCCs) in cancer chemotherapy and genetic diseases [J]. FEBS J, 2011,278(18):3226-3245.

[7] Cai BL, Xu XF, Fu SM, et al. Nuclear translocation of MRP1 contributes to multidrug resistance of mucoepidermoid carcinoma[J]. Oral Oncol, 2011,47(12):1134-1140.

[8] 蔣磊,王代友,陸新萍.siRNA抑制人Tca8113/CDDP細胞多藥耐藥相關蛋白表達的研究 [J].口腔頜面外科雜志,2011,21(2):88-91.

[9] Zhao L, Ren Y, Tang H, et al. Deregulation of miR-222-ABCG2 regulatory module in tongue squamous cell carcinoma contributes to chemoresistance and enhanced metastatic potential[J]. Oncotarget, 2015,6(42):44538-44550.

[10] Zhang B, Liu M, Tang HK, et al. The expression and significance of MRP1, LRP, TOPOIIβ, and BCL2 in tongue squamous cell carcinoma [J]. J Oral Pathol Med, 2012,41(2):141-148.

[11] Gu Y, Fan S, Xiong Y, et al. Cloning and functional characterization of TCRP1, a novel gene mediating resistance to cisplatin in an oral squamous cell carcinoma cell line [J]. FEBS Lett, 2011,585(6):881-887.

[12] Lo HW, Ali-Osman F. Genetic polymorphism and function of glutathione S-transferases in tumor drug resistance [J]. Curr Opin Pharmacol, 2007,7(4):367-374.

[13] Han B, Wang Y, Wang L, et al. Preparation of GST inhibitor nanoparticle drug delivery system and its reversal effect on the multidrug resistance in oral carcinoma [J]. Nanomaterials (Basel), 2015,5(4):1571-1587.

[14] Ganapathi RN, Ganapathi MK. Mechanisms regulating resistance to inhibitors of topoisomerase Ⅱ [J]. Front Pharmacol, 2013,4: 89.

[15] Su L, Wang Y, Xiao M, et al. Up-regulation of survivin in oral squamous cell carcinoma correlates with poor prognosis and chemoresistance [J]. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod, 2010,110(4):484-491.

[16] Xiong L, Tang Y, Liu Z, et al. BCL-2 inhibition impairs mitochondrial function and targets oral tongue squamous cell carcinoma [J]. Springerplus, 2016,5(1):1626.

國家自然科學基金資助項目(81360404)；廣西自然科學基金面上項目(2013GXNSFAA019231)。

農曉琳(E-mail：xnong@gxmu.edu.cn)

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.29.033

R739.8

A

1002-266X(2017)29-0098-03

2017-05-09)