Fas/FasL在膠質瘤細胞凋亡中的作用研究進展

梁曉陽綜述，陳禮剛審校

Fas 是一種死亡受體，作為一種凋亡相關分子參與了多種原因誘導的細胞凋亡過程，與許多腫瘤性疾病和非腫瘤性疾病的發生和發展有關。近年來在Fas 及其配體FasL 介導的細胞凋亡與膠質瘤之間關系的研究取得了一定的進展，本文就兩者之間的相互作用進行綜述。

1 Fas/FasL的結構與分布

Fas屬于腫瘤壞死因子受體和神經生長因子受體家族，可誘導多種細胞凋亡。Fas 由胞膜外的N 末端區、跨膜區和胞漿的C末端區三部分組成。胞外區氨基酸序列相對保守，具有膜受體的特征；胞內區分為死亡抑制域和死亡結構域，其中死亡結構域在凋亡信號的轉導中發揮重要作用，其基因突變可導致凋亡信號傳導受阻。Fas 廣泛表達于活化的T 細胞和B 細胞、NK 細胞及單核細胞等免疫細胞，也可表達于肝、肺等組織細胞，以及內皮細胞和上皮細胞［1］。

FasL 屬于腫瘤壞死因子／神經生長因子超家族成員，在體內主要以膜結合形式存在。正常情況下，FasL主要表達于活化T淋巴細胞和NK細胞，除了以上細胞外，僅在少數組織中的正常體細胞有明顯的FasL表達，主要存在于一些免疫豁免組織中，如眼前房基底細胞、睪丸、某些神經細胞等。在這些免疫豁免組織中，FasL 與Fas 結合可以活化并傳導凋亡信號，使免疫細胞凋亡，從而抑制炎癥反應，維持相對的免疫抑制［2］。

2 Fas/FasL與細胞凋亡

增殖、分化、凋亡是細胞的三大特征，在維持正常組織的生長平衡過程中三者相互協調、共同調節，其中細胞凋亡對細胞衰老與更新、保持“細胞社會”的有序穩定起著重要作用。Fas/FasL 是介導細胞凋亡的主要途徑之一。FasL與敏感細胞表面的Fas結合后，配體化的Fas 通過其死亡結構域與銜接蛋白（Fas-associated death domain protein，FADD）肽鏈C端的死亡結構域交連，從而募集胞漿中的FADD。FADD 的肽鏈N端含有死亡效應結構域，可以集聚細胞凋亡蛋白酶-8 酶原（procaspase-8），從而使其集聚到Fas 受體，形成凋亡誘導信號復合物（death inducing signa1ing complex，DISC），導致凋亡蛋白酶-8（caspase-8）活化并將凋亡信號向下傳遞，最終活化Caspase-3。Caspase-3為細胞凋亡信號轉導中的關鍵效應酶，其活化最終引發細胞凋亡。

Fas/FasL 介導的凋亡與免疫系統的功能關系密切,在胸腺T細胞的成熟過程中，CD4+、CD8+雙陽性及CD4－、CD8－雙陰性不成熟T 細胞的克隆清除，可避免不成熟的T細胞被運送到外周組織，導致正常組織的損傷和能量的浪費［3］。

3 Fas/FasL與腫瘤

長期以來人們側重于腫瘤增殖活性和分化特征方面的研究，關于腫瘤細胞凋亡的研究甚少,然而越來越多的研究表明腫瘤不僅是增殖和分化異常的疾病，同時也是凋亡異常的疾病。最近研究發現Fas/FasL 系統與宮頸癌、卵巢癌、肝癌、膠質瘤等多種惡性腫瘤有關。張妍等［4］報道在正常宮頸上皮、宮頸上皮內瘤樣病變、宮頸癌標本中Fas的表達陽性率分別為93.3%、75.0%、28.6%，而FasL 在上述組織中的表達陽性率依次升高，分別為6.7%、25.0%、89.3%，且宮頸癌組織分化程度越差，FasL 表達陽性率越高。由此可見,宮頸癌細胞由于內外界環境的干擾使Fas 表達下降，使癌細胞逃過了機體的免疫監控而凋亡受阻，而FasL 的表達上升使腫瘤細胞誘導免疫活性細胞凋亡的能力增強，免疫逃逸的能力增強，惡性程度增高。褪黑素是一種吲哚胺類物質，Casado-Zapico S等［5］發現在急性髓系白血病中，褪黑素通過增加Fas/FasL的表達誘導了腫瘤細胞的凋亡。這些研究表明Fas/FasL在腫瘤細胞的凋亡中發揮著重要作用。

然而，最近一些研究表明某些腫瘤細胞可對Fas誘導的凋亡產生耐受，甚至Fas系統有促進腫瘤生成的作用。國外有學者［6］報道，Fas基因突變導致Fas表達產生多種變化，例如Fas在細胞表面表達的下調［7］，高水平的抗凋亡蛋白等。另外，Bcl-2 和凋亡抑制物降低了Fas介導的凋亡信號的效能，多種翻譯后修飾也影響了Fas 誘導的凋亡活性。Lissbeth Leon-Bollotte等［8］發現NO可以促進Fas受體的199和304半胱氨酸殘基的巰基亞硝基化，304殘基的巰基亞硝基化促進了Fas結合到脂筏，形成DISC誘導細胞的凋亡，從而逆轉細胞對Fas所誘導凋亡的耐受。由此可見，Fas 受體的亞硝基化作為一種重要的翻譯后修飾對Fas系統的凋亡信號通路的調控起著重要作用。細胞FADD 樣白介素1-β轉化酶抑制蛋白（cellular FADDlike interleukin-1β–converting enzyme inhibitory proteins，c-FLIPs）參與Fas 誘導凋亡通路的下游調控，Nicolai Fricker等［9］報道細胞內c-FLIPs亞型濃度及分布對激動Fas 后產生細胞凋亡或存活信號有重要作用。Lina Chen 等［10］研究顯示，在小鼠卵巢癌和肝癌模型中Fas 通過下游通路JNK 和c-Jun 誘導腫瘤生成，提示Fas通路可能有致瘤活性，抑制Fas通路的活性而不是促進其活性可作為腫瘤治療的研究方向。

4 Fas/FasL與膠質瘤細胞凋亡

近年來膠質瘤發病機制的研究主要集中在腫瘤的分子生物學機制、腫瘤疫苗和細胞凋亡等方面，對Fas/FasL 系統和膠質瘤細胞凋亡之間的關系做了大量的的研究。Gunter Eisele 等［11］發現，用一種人工合成的FasL 六聚體APO010 在膠質瘤細胞中可觸發Caspase-8 依賴的細胞凋亡，聯合替莫唑胺治療可明顯提高治療效果，延長了荷瘤小鼠的生存期。Guo Y等［12］用脂質體轉染IFN-β基因進入人SHG44 膠質瘤細胞系，用酶聯免疫吸附試驗證實IFN-β基因穩定表達，發現轉染組凋亡細胞的數量明顯高于非轉染組，Fas 的表達明顯上調，腫瘤的生長受到抑制，IFN-β可能通過調節Fas/FasL 通路誘導腫瘤細胞凋亡。免疫反應與腫瘤的發生密切相關，膠質瘤的免疫治療受到各國學者的重視，但是因為腫瘤細胞往往缺乏高度特異性的腫瘤排斥抗原（tumor rejection antigen，TRA）而使免疫治療的效果欠佳。Konkankit W等［13］在T98膠質瘤細胞系中應用地西他濱提高TRA 的表達，促進了TRA-特異性T 細胞的免疫監視作用，同時他們發現地西他濱治療提高了T98 膠質瘤細胞對Fas 介導的細胞凋亡的敏感性，抑制了腫瘤的生長。Chetty C等［14］在裸鼠膠質母細胞瘤移植模型中發現，siRNA介導了尿激酶型纖溶酶原激活物受體（urokinase plasminogen activator receptor,uPAR）和基質金屬蛋白酶-9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）的轉錄下調，uPAR 和MMP-9 的轉錄失活升高了Fas 的表達水平，促進了DISC 的形成，誘導了人膠質母細胞瘤細胞株4910 和5310 的凋亡。Jansen T 等［15］在體外共同培養膠質瘤細胞和T細胞時，發現膠質瘤細胞表達的FasL介導了植物凝集素引起的T 細胞死亡。在進一步的實驗中，Jansen T 等［15］用shRNA 干擾腫瘤細胞FasL的表達，發現在免疫功能正常的Fisher 344大鼠中9L膠質瘤細胞株在皮下和顱內的生長體積減少了將近50%，相比之下在T 細胞功能缺陷的無胸腺大鼠中，9L 膠質瘤細胞株的生長沒有受到限制。綜上所述，通過藥物增強Fas/FasL 系統的功能可能促進膠質瘤細胞的凋亡，減緩膠質瘤的生長速度。

近年來有關腦膠質瘤干細胞（brain glioma stem cells，BGSCs）的研究認為，膠質瘤可能起源于BGSCs，而且膠質瘤的生物學特性也與BGSCs 有關。Tao J 等［16］從膠質瘤臨床標本中培養分離出BGSCs，并測定其中Fas/FasL mRNA的表達水平，發現在BGSCs 中Fas/FasL mRNA 的表達明顯低于原代培養的膠質瘤細胞，說明Fas/FasL 相關的免疫治療可能難以完全清除BGSCs，從而導致膠質瘤的復發。由此可見，提高膠質瘤組織中Fas受體的表達可作為防止膠質瘤復發的一個靶點。反義基因治療是一種可特異性阻斷或下調致病基因表達的技術，包括反義DNA、反義RNA、核酶等。核酶是一種具有催化活性的RNA 分子，可序列特異性地結合并切割靶RNA，抑制相關基因的表達。Chio 等［17］設計針對FasL mRNA的錘頭狀核酶轉染膠質瘤細胞，發現錘頭狀核酶下調FasL mRNA 水平及蛋白的表達，降低了腫瘤細胞誘導免疫細胞凋亡的能力，明顯抑制了腫瘤細胞的生長。這一實驗表明，反義基因治療在膠質瘤的治療中有廣闊的應用前景。

5 展 望

近年來盡管在膠質瘤的分子機制、腫瘤免疫等方面取得了很大的進展，但膠質瘤的治療效果仍然不能令人滿意，高級別膠質瘤尤其是膠質母細胞瘤的中位生存期仍然徘徊在12～14個月［18］。最近發現Fas/FasL系統還存在非凋亡活性，甚至導致腫瘤發生，從而使Fas/FasL 系統的功能更加復雜化，探討選擇性調節Fas/FasL 系統誘導細胞凋亡或增殖的機制以及與其他信號通路之間的關系,將是未來研究的熱點問題。隨著分子生物學的飛速發展，必將為膠質瘤的治療提供特異性的靶點，大幅提高膠質瘤的治療效果。

［1］Yamana K,Bilim V,Hara N,et al.Prognostic impact of FAS/CD95/APO-1 in urothelial cancers:decreased expression of Fas is associated with disease progression［J］.Br J Cancer,2005,93（5）:544-551.

［2］Mabrouk I,Buart S,Hasmim M,et al.Prevention of autoimmunity and control of recall response to exogenous antigen by Fas death receptor ligand expression on T cells［J］.Immunity,2008,29（6）:922-933.

［3］Strasser A,Jost P J,Nagata S.The many roles of FAS receptor signaling in the immune system［J］.Immunity,2009,30（2）:180-192.

［4］張妍，張文穎，周玲，等.Fas/FasL在宮頸癌組織中的表達及意義［J］.中國實驗診斷學,2011,15（12）:2126-2127.

［5］Casado-Zapico S,Martin V,Garcia-Santos G,et al.Regulation of the expression of death receptors and their ligands by melatonin in haematological cancer cell lines and in leukaemia cells from patients［J］.J Pineal Res,2011,50（3）:345-355.

［6］Maeda T,Yamada Y,Moriuchi R,et al.Fas gene mutation in the progression of adult T cell leukemia［J］.J Exp Med,1999,189（7）:1063-1071.

［7］Bullani R R,Wehrli P,Viard-Leveugle I,et al.Frequent downregulation of Fas（CD95）expression and function in melanoma［J］.Melanoma Res,2002,12（3）:263-270.

［8］Leon-Bollotte L,Subramaniam S,Cauvard O,et al.S-nitrosylation of the death receptor fas promotes fas ligandmediated apoptosis in cancer cells［J］.Gastroenterology,2011,140（7）:2009-2018,2011-2018.

［9］Fricker N,Beaudouin J,Richter P,et al.Model-based dissection of CD95 signaling dynamics reveals both a proand antiapoptotic role of c-FLIPL［J］.J Cell Biol,2010,190（3）:377-389.

［10］Chen L,Park S M,Tumanov A V,et al.CD95 promotes tumour growth［J］.Nature,2010,465（7297）:492-496.

［11］Eisele G,Roth P,Hasenbach K,et al.APO010,a synthetic hexameric CD95 ligand,induces human glioma cell death in vitro and in vivo［J］.Neuro Oncol,2011,13（2）:155-164.

［12］Guo Y,Wang G,Gao W W,et al.Induction of apoptosis in glioma cells and upregulation of Fas expression using the human interferon-beta gene［J］.Asian Pac J Cancer Prev,2012,13（6）:2837-2840.

［13］Konkankit V V,Kim W,Koya R C,et al.Decitabine immunosensitizes human gliomas to NY-ESO-1 specific T lymphocyte targeting through the Fas/Fas ligand pathway［J］.J Transl Med,2011,9:192.

［14］Chetty C,Lakka S S,Bhoopathi P,et al.Urokinase plasminogen activator receptor and/or matrix metalloproteinase-9 inhibition induces apoptosis signaling through lipid rafts in glioblastoma xenograft cells［J］.Mol Cancer Ther,2010,9（9）:2605-2617.

［15］Jansen T,Tyler B,Mankowski J L,et al.FasL gene knockdown therapy enhances the antiglioma immune response［J］.Neuro Oncol,2010,12（5）:482-489.

［16］Tao J,Qiu B,Zhang D,et al.Expression levels of Fas/Fas-L mRNA in human brain glioma stem cells［J］.Mol Med Rep,2012,5（5）:1202-1206.

［17］Chio C C,Wang Y S,Chen Y L,et al.Down-regulation of Fas-L in glioma cells by ribozyme reduces cell apoptosis,tumour-infiltrating cells,and liver damage but accelerates tumour formation in nude mice［J］.Br J Cancer,2001,85（8）:1185-1192.

［18］Wick W,Weller M,Weiler M,et al.Pathway inhibition:emerging molecular targets for treating glioblastoma［J］.Neuro Oncol,2011,13（6）:566-579.