肿瘤多药耐药与细胞凋亡逃逸

凋亡是一种生理性、程序性的细胞死亡过程。在胚胎发育、组织器官形成以及衰老和病态细胞的清除中起重要作用。由于各种环境因素和遗传因素导致细胞失去发生凋亡的能力，是肿瘤发生与发展的关键因素之一，激发和恢复肿瘤细胞发生凋亡的能力，是肿瘤防治的有效途径。肿瘤多药耐药（multidrug resistance，MDR）是指在一种药物作用于肿瘤细胞而产生耐药性后，肿瘤细胞对未接触过的、分子结构和作用机制各不相同的其他化疗药物也产生交叉耐药的现象。MDR产生的机制非常复杂，研究表明凋亡逃逸（细胞抗凋亡能力提高）是其重要机制之一。本文综述产生凋亡逃逸相关的重要因子与MDR形成机制之间的联系，为克服MDR的研究提供参考。

1 P-糖蛋白介导的凋亡逃逸与MDR

目前对MDR产生机制的研究最深入的是对耐药细胞表达的药物转运泵P-糖蛋白（P-glycoprotein，P-gp）功能的研究。P-gp嵌插在细胞膜上，具有药物转运泵的功能，能将疏水亲脂性的药物泵出细胞外，降低肿瘤细胞内抗癌药的浓度，导致细胞毒作用减弱或丧失，并产生MDR。进一步研究发现，P-gp具有凋亡抑制作用，该发现为肿瘤耐药与凋亡耐受之间建立了有机的联系。

研究表明P-gp能够抑制多种因素对细胞凋亡的诱导作用，包括细胞毒类药物、自由基以及放射线等诱导的半胱天冬酶（caspase）依赖性凋亡。如P-gp表达上调可使肾近曲小管细胞避免由镉及反应性氧诱导的凋亡；对mdr1基因转染细胞的研究也进一步证实了P-gp可抑制放射线诱导的caspase依赖性凋亡。Cerezo等以小鼠白血病细胞株L1210及其柔红霉素耐药细胞株L1210/DNM为模型，阐明了P-gp抑制细胞caspase-3依赖性凋亡的功能：采用低温刺激，大量L1210/DNM细胞发生G₁期阻滞和凋亡的现象，且caspase-3活性明显高于L1210细胞。但当加入caspase-3抑制剂Z-VAD-fmk时，低温刺激诱导耐药细胞周期阻滞和凋亡的现象被明显逆转。同样，Gibalova等以相似的细胞株，证明了P-gp通过抑制caspase-3的活化而降低L1210对顺铂的敏感性。

此外，P-gp虽不直接抑制Fas配体引起的死亡诱导信号复合体的形成，但却能抑制随后将要发生的caspase-8的激活，从而抑制经Fas死亡受体途径诱导的细胞凋亡。近日此理论得以进一步证实，Kater等研究发现二氯二茂钛（titanocene）Y是一种通过Fas介导细胞凋亡的化合物（利用转染技术将Fas相关死亡结构域突变则不引起细胞凋亡），titanoceneY作用于高表达P-gp的Nalm-6/Vcr细胞依然能够引起细胞凋亡克服MDR。因此P-gp可能通过抑制caspase-3和caspase-8的激活而抑制caspase依赖性凋亡。

2 p53与MDR

p53基因是一种与肿瘤发生发展相关的抑癌基因，参与细胞生长、分化及死亡的调控，在细胞凋亡过程中起重要作用。p53基因突变或其功能缺失均对细胞凋亡产生显著影响。采用基因转移等分子生物学技术重建p53基因的表达和生物学活性，亦可对细胞凋亡产生重要影响。

2.1 p53与凋亡

目前多数化疗药均能引起DNA损伤，激活DNA依赖性蛋白激酶和共济失调毛细血管扩张突变蛋白，使野生型P53蛋白磷酸化，稳定性增加，使细胞阻滞在G₁期完成修复或启动凋亡。肿瘤细胞中多见p53突变或缺失，导致肿瘤细胞不能阻滞于G₁期，促使异常细胞的增殖或不能启动凋亡而产生耐药。Heinlein等通过转基因小鼠研究p53突变，观察到突变型p53导致乳腺肿瘤增殖，但不影响基因组的稳定性。突变型p53下调MSP/Mst1基因的表达也能引起肿瘤细胞的抗凋亡能力，应用RNA干扰技术敲低内源MSP，能很好地模拟过表达突变型p53引起的MSP转录抑制，并使H1299肺癌细胞拥有更强的耐药性。突变型p53引起的EGR1表达上调也能使肿瘤细胞产生抗凋亡能力而导致耐药。Scian等观察到，在H1299细胞中引入突变型p53能激活核因子-κB2（NF-κB2）途径，使其具有耐药性，沉默NF-κB2可使对足叶乙甙、顺铂、卡铂等耐药细胞重新对这些药物敏感，说明突变型p53可能通过NF-κB2途径降低肿瘤细胞的药物敏感性。Weisz等对这一现象进行进一步的研究，揭示突变型p53通过肿瘤坏死因子调节NF-κB2的激活。

2.2 p53与P-gp

2.2.1 突变型p53正调控P-gp的表达：p53突变多发生在中心序列特殊DNA结合区域。大多数mdr-1基因启动子调节的研究者也是使用这一区域突变的p53。在281和175位点的突变型比较常见，可在很多细胞株中显著激活mdr1启动子。Kanagasabai等以MCF-7/ADR细胞为模型，发现抑制热休克因子1、耗竭热休克蛋白27均能刺激突变型p53的蓄积，诱发mdr1/P-gp产生。Kim等的研究显示突变型p53在转录水平直接调控mdr1基因表达。因此，去除突变型p53可抑制mdr1和P-gp表达。

2.2.2 野生型p53负调控P-gp的表达：p53和mdr1基因都与肿瘤化疗耐药相关，这两种分子的相互联系也受到人们的关注。Scian等认为野生型p53通过与转录因子如TATA盒结合蛋白相互作用，进而抑制mdr1的表达。Qi等通过重组包含p53基因的腺病毒，在高表达P-gp耐药细胞株MCF-7/ADR中表达野生型p53，使耐药细胞P-gp显著下降，对药物的敏感性提高了18.1倍，对多柔比星的IC50值由4.54mg/L±0.91mg/L降至0.26mg/L+0.11mg/L。

3 Bcl-2家族与MDR

目前已经鉴定出的Bcl-2蛋白家族有20余种，根据其在细胞凋亡中的作用可分为两类：一类是抗凋亡蛋白，包括Bcl-2等十余个成员；另一类是促凋亡蛋白，包括Bax等十余个成员。Bcl-2家族对细胞凋亡的调控取决于各成员间的相互作用，其各成员间通‘过组成同源或异源二聚体形成相互制约、相互影响的凋亡调控网络。抗凋亡蛋白和促凋亡蛋白有效水平比决定细胞凋亡是否发生：促凋亡蛋白Bax形成同源二聚体时，线粒体通透性转运孔形成和开放，导致凋亡的发生；如果抗凋亡蛋白Bcl-2或Bcl-xL有效水平高，将与Bax形成异源二聚体，抑制凋亡的发生。Bcl-2过表达可导致细胞多药耐药。Zhu等发现在人胃癌多药耐药型SCC7901/VCR细胞中m1R-181b表达下调，上调miR-181b靶向调控抗凋亡蛋白Bcl-2进而下调其蛋白水平，可部分逆转SGC7901/VCR的多药耐药表型。同样，智慧等发现m1R-125b在人胃癌MDR细胞株SGC7901/VCR中呈显著低表达，而抗凋亡蛋白Bcl-2、Mcl-1显著高表达，上调miR-125b靶向抑制Bcl-2、Mel-1表达可显著增加人胃癌MDR细胞株SGC7901/VCR细胞对多种化疗药物的敏感性。

4 结语

凋亡逃逸与肿瘤的MDR之间关系密切。凋亡逃逸导致肿瘤细胞的生存并形成多药耐药。相信随着今后对凋亡和MDR的不断深入研究，一定会为克服肿瘤的多药耐药提供更多的思路和途径。

2012-12-24 08:53 来源：国际肿瘤学杂志 作者：孙 菲 等