骨肉瘤細胞的多藥耐藥性通路綜述

謝詩哲

（東北農業大學，黑龍江 哈爾濱 150030）

骨肉瘤化療后產生的多藥耐藥是指骨肉瘤細胞對于化療藥物產生相應耐藥性的同時，對于其他從未接觸過的、結構和作用機制都不同的藥物，也會產生耐藥性。由于各種原因，近些年骨肉瘤的生存率都沒有出現明顯的上升，其主要原因就是骨肉瘤細胞對化療藥物產生了多藥耐藥性[1]。40多年前，外國科學家Biedler和Riehm發現，小鼠白血病細胞p388和我國倉鼠肺癌細胞p383對放線菌素類藥物產生耐藥性的同時，對作用機制不同的抗腫瘤藥物（長春新堿、絲裂霉素等）也產生了交叉耐藥性[2]。1974年，Ling等詳細地描述了多藥耐藥現象與一種存在于細胞膜上的跨膜糖蛋白[3]的關系。

近年來，許多研究結果都有證據表明腫瘤細胞多藥耐藥性的復雜性。其中，與多藥耐藥相關的藥物多用于臨床化療，例如長春新堿、阿霉素等。多藥耐藥性的形成一般包括以下幾個機制：①相關蛋白介導的耐藥性通路；②相關酶系統介導的耐藥通路；③抑制細胞凋亡系統的耐藥通路等。

1 PI3K介導的耐藥性通路

PI3K/Akt/mTOR通路是一條重要的細胞通路，這條通路異常可導致許多疾病發生，其中較為典型的疾病有乳腺癌、肺癌、食管癌和骨腫瘤等[4]。研究表明，激活PI3K/Akt/mTOR信號轉導通路后，骨肉瘤細胞的耐藥性有很大改變。通路激活后，骨肉瘤細胞的生長、侵襲以及血管新生的速度都得到了提升[5]。Hidalgo和Rowinsky[6]研究發現，激活PI3K/Akt/mTOR信號通路后，其會進一步調節核糖體激酶和啟動子結合蛋白等下游分子，使相應mRNA上調，繼而使c-myc的轉錄也上調，尤其促進細胞的增殖。骨肉瘤細胞中c-myc的擴增對抗腫瘤藥物的療效有著不可忽視的影響，它能使骨肉瘤細胞的耐藥性增強[7]。Herrera[8]、Ma[5]和 Gupta[9]等研究發現，PI3K/Akt/mTOR信號通路在激活狀態下對腫瘤細胞有促進生長作用，細胞的凋亡過程受到抑制，對腫瘤細胞的耐藥性起到提高作用。Duo等[10]研究顯示，激活mTOR后，會增強骨肉瘤細胞的增殖和分化能力，骨肉瘤細胞的多藥耐藥性增強。Pugazhenthi等[11]研究發現，PI3K/Akt/mTOR通路通過轉錄因子CREB使B細胞淋巴瘤/白血病-2的表達上調。Bcl-2基因通過延長其存活時間來抑制細胞的凋亡，并由此產生耐藥性[12]。

2 Wnt通路介導的耐藥性通路

Wnt信號通路是另外一條重要的細胞通路，當這條通路發生異常時，會導致多種疾病包括腫瘤、阿爾茨海默病、多種退行性疾病以及骨骼、眼睛、心臟的疾病的發生[13]。Wnt通路產生的生物學效應與骨肉瘤耐藥性的產生有直接的聯系[14]。Wnt通路可通過增強骨肉瘤細胞的增殖、分化、轉移性和侵襲性等介導骨肉瘤耐藥性的發生[15]。Wnt配體和受體在骨肉瘤細胞中的表達上調會使Wnt抑制劑在骨肉瘤中的表達減少[16]。Wnt通路通過活化β聯蛋白，使其在細胞質中的表達上調，使其轉移向細胞核內，與核內T細胞因子或淋巴樣增強因子結合，從而達到激活相關耐藥性基因（包括c-myc、細胞周期蛋白 D1、存活蛋白等）表達的目的[10]，導致細胞的增殖異常。Trieb等[18]研究發現，在有耐藥現象的腫瘤細胞中，上述相關耐藥性基因的表達都異常增高。外國科學家[18]的體外實驗有所發現，“Saos-2”和“U20S”骨肉瘤細胞株的侵襲性明顯增強，與Wnt5a或Ror2信號通路的激活密不可分。

3 MAPKs通路介導的耐藥性通路

MAPKs是存在于細胞內的一類絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶，對于細胞增殖、分化、凋亡和耐藥性的發生過程都有著極其重要的調節作用[19]。Shimo等[20]報道，成纖維細胞生長因子和表皮細胞生長因子等生長因子通過激活受體酪氨酸激酶ERK1/2，促使細胞周期蛋白D高表達，從而抑制細胞周期抑制蛋白p27的活性，促進細胞異常增殖，介導骨肉瘤多藥耐藥的發生。

各種細胞毒素類藥物都可把JNK通路激活，磷酸化轉錄因子c-Jun，誘導細胞的死亡。有關動物模型的研究結果顯示，骨肉瘤細胞的存活和腫瘤的發生與c-Jun的存在息息相關[21]。p38在骨肉瘤細胞中的表達水平顯著上調[22]。p38信號通路參與了調節骨肉瘤細胞的增殖、分化和炎癥反應[23]。以上研究結果表明，MAPK通路參與細胞的增殖、分化、凋亡以及侵襲和轉移，也促進骨肉瘤細胞耐藥性的發生。

4 MRP通路介導的耐藥性通路

MRP是一種相對分子量為190KD[24]的膜蛋白，它由1 531個氨基酸組成，屬于三磷酸腺苷結合盒式結構超家族中的轉運系統（ATP binging cassette，ABC）[25]。MRP1大多數位于上皮細胞膜上[26]。

MRP導致多藥耐藥的機制可能有以下幾種：①MRP主動將藥物轉入亞細胞器，影響藥物在細胞內的分布，使藥物核質分配比降低，胞內藥物則重新分布，從而導致骨肉瘤細胞的多藥耐藥[27]；②先形成氯離子通道，使細胞內的pH值下降，質子化的藥物大量外排；③經過MRP的誘導，通過囊泡或胞吐作用將藥物排出細胞；④脫離藥物的活性成分，藥物即失去作用[28]；⑤介導藥物中的谷胱甘肽硫共軛物等共軛物排出細胞。

5 MDR1基因及其產物P-gp糖蛋白所介導的耐藥性通路

MDR1基因和它的表達產物P-gp糖蛋白介導耐藥性通路是一種有遺傳控制的解毒途徑，也是現在科學研究里最為充分、在多藥耐藥中最重要的部分[29]。P-gp糖蛋白是一種跨膜蛋白，依賴ATP，當脂溶性抗腫瘤藥物進入細胞后，細胞內部分的P-gp同時有藥物結合位點和ATP結合位點（2個），因此，藥物與P-gp結合并通過水解ATP得到所需的能量，從細胞內泵出藥物，以達到使細胞內抗癌藥物濃度降低的目的[30]。當P-gp在腫瘤細胞膜上的表達不正常增加后，與化療藥物活化ATP，水解ATP釋放能量，在鎂離子的作用下改變了P-gp構象，在糖蛋白中部即形成通道，可使中性或帶陽離子的疏水性藥物直接通過并排出細胞外[31]。當藥物細胞毒作用還未發生時，細胞的抗腫瘤藥物由P-gp轉運到細胞外，這就使得細胞內化療藥物的濃度不斷下降，于是導致耐藥。

6 小結

多藥耐藥自被人們認識后，就成為腫瘤化療的難點，對多藥耐藥機制及其逆轉劑的研究是目前腫瘤治療學和藥物學研究的一大熱點。美國癌癥協會估計，90%以上的腫瘤患者的死亡都與多藥耐藥現象有關。通過研究信號通路與骨肉瘤耐藥性之間的關系可以發現，與之關聯的信號通路無論是在骨肉瘤細胞中生長，還是其耐藥性中，都有著不可或缺的作用。最近幾年，對骨肉瘤耐藥性相關信號通路的研究愈發深入，信號轉導在骨肉瘤診斷、治療和預后評估方面的重要作用愈發受到科學家們的重視，信號轉導通路在骨肉瘤MDR發生中的作用及機制這一方面尤其是這樣，或許將會是骨肉瘤未來研究最重要的領域之一。

腫瘤細胞多藥耐藥的機制非常復雜，除了本文撰寫的大概機制以外，還有一些多藥耐藥產生的機制，這包括藥物與細胞膜結合載體蛋白的親和力下降，或者細胞所表達的載體蛋白的數量下降，細胞膜流動性增加，環境因素，比如pH、溫度、氧濃度的改變等。總之，腫瘤多藥耐藥的機制非常復雜，不同腫瘤可能有不同的耐藥機制，同一腫瘤在不同的條件下耐藥機制也可能不同。

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