mTOR與非小細胞肺癌

摘要：肺癌是全世界范圍內病死率較高的腫瘤之一，其中非小細胞肺癌占85%。近年來，通過對非小細胞肺癌發生、發展和治療的研究發現，在病理狀態下非小細胞肺癌細胞減弱的自噬水平可能受抑癌基因LKB1的調節，從而削弱了非小細胞肺癌放射治療的效果。該文將對非小細胞肺癌中自噬檢測方法、相關信號通路以及可能的治療靶點就目前的研究進行簡單的概述。

關鍵詞：mTOR，自噬，非小細胞肺癌

1. 細胞自噬研究技術

1.1普通透視電鏡技術：

在透視電子顯微鏡下觀察到自噬體結構是對自噬現象進行的最直接的觀察。

自噬體在不同的階段有不同的結構特征，例如初期吞噬了細胞器及胞漿成分的自噬體為典型的雙層膜結構，晚期自噬體與溶酶體相融合后變為單層膜，胞內的降解物密度增加。[1]但在實驗中，我們必須借助特殊標記區分自噬體不同成熟階段的結構，這為實際操作帶來了一定難度。1990年有學者提出[2-3]，采用初始自噬囊泡和降解自噬囊泡表示以解決上述問題。2010年有研究者[4]以單位細胞胞漿中自噬性囊泡所占面積的比例反應自噬活性的強弱，從而實現了對電鏡結果的定量分析。

1.2化學和免疫化學染色法

細胞內存在兩種形式的微管相關蛋白，即LC3Ⅰ和 LC3Ⅱ，其中LC3Ⅰ散在分布于細胞漿內，而LC3Ⅰ和磷脂酰乙醇胺偶聯形成的 LC3Ⅱ則定位于自噬體膜上，且始終穩定地保留在自噬體膜上直到與溶酶體融合，因此LC3Ⅱ的水平在某種程度上反映了自噬體的數量[5]。通過對自噬體膜上的標記蛋白進行免疫染色以檢測細胞自噬水平。

1.3分子生物學技術

自噬發生后，細胞內 LC3 蛋白總量并無明顯增多，而一部分LC3Ⅰ醇化為LC3Ⅱ，即自噬時 LC3Ⅰ減少、LC3Ⅱ增加，那么LC3Ⅱ/LC3Ⅰ一定程度上可以反映細胞的自噬水平[6]。需要注意的是，在Western-blot實驗中檢測到兩個蛋白質條帶，其中，盡管 LC3Ⅱ與 PE 結合后實際分子質量大于LC3Ⅰ，但其疏水性較強，在聚丙烯酰胺凝膠中的泳動速度要快于 LC3Ⅰ。因此LC3Ⅱ和LC3Ⅰ表達的比值可作為細胞自噬實驗的重要指標。

2. mTOR與非小細胞肺癌的自噬

LKB1的發現來自于對黑斑息肉病的研究[7]。黑斑息肉病是一種十分罕見的以胃腸道多發性錯構瘤息肉樣改變和黏膜色素沉著為特征的常染色體顯性遺傳疾病，患者罹患癌癥的概率明顯高于常人。LKB1作為抑癌基因，在非小細胞肺癌中的突變的頻率與發病有統計學意義。

LKB1與細胞自噬相關的通路主要包括mTOR和YAP/TAZ兩個通路，兩者能夠相互促進。mTOR是--種絲/蘇氨酸蛋白激酶，廣泛存在于酵母哺乳動物中，進化十分保守。[8]mTORCI制劑通過阻斷細胞周期、促進腫瘤細胞發生凋亡和自噬并抑制腫瘤血管的生成，從而達到抑制腫瘤生長和進展的作用。

mTOR蛋白的激酶結構域是雷帕霉素；活化的mTOR主要通過磷酸化蛋白翻譯過程中的核糖體S6蛋白酶（S6K）和真核細胞始動因子4E結合蛋白1（4EBP1）來控制細胞生長。mTOR依賴的4EBP1和S6K是蛋白翻譯的關鍵調節因子，是細胞生長的正調節劑。研究表明雷帕霉素及3種衍生物在肺癌的治療中有明顯的優勢。

參考文獻：

[1] Y-Anttila P，Vihinen H，Jokitalo E，et al. Monitoring autophagyby electron microscopy in mammalian cells. Methods Enzymol，2009，452：143-164

[2] Dunn Jr W A. Studies on the mechanisms of autophagy：Formationof the autophagic vacuole. J Cell Biol，1990

[3] Dunn Jr W A. Studies on the mechanisms of autophagy：Maturationof the autophagic vacuole. J Cell Biol，1990，110：1935-1945

[4]Swanlund J M，Kregel K C，Oberley T D. Investigating autophagy：Quantitative morphometric analysis using electron microscopy.Autophagy，2010，6（2）：270-277

[5] Kimura S，Fujita N，Noda T，et al. Monitoring autophagy inmammalian cultured cells through the dynamics of LC3. MethodsEnzymol，2009，452：1-12

[6] Kadowaki M，Karim M R. Cytosolic LC3 ratio as a quantitativeindex of macroautophagy. Methods Enzymol，2009，452：199-213

[7] Avizienyte E，Loukola A，Roth S，Hemminki A，Tarkkanen M，Salovaara R，et al. LKB1 somatic mutations in sporadic tumors. The American journal of pathology 1999；154：677-81.

[8] Laplante，M. and Sabatini，D.M.（2012）mTOR signaling in growth control and disease. Cell 149，274–293

作者簡介：

席闖 出生年月：1995年2月 性別：男 民族：漢 籍貫：江蘇省連云港市 職稱；學生 學歷：大學本科

翟盟盟 出生年月：1995年10月 性別：女 民族：漢 籍貫：江蘇省連云港市 職稱：學生 學歷：大學本科

課題項目：江蘇省高等學校大學生創新創業訓練計劃資助項目（201610313047Y）