TRAIL逆轉P糖蛋白介導的多藥耐藥研究進展

王 晗(綜述)，余宗陽，歐陽學農(審校)

(福建醫科大學福總臨床醫學院 南京軍區福州總醫院腫瘤科，福州 350025)

多藥耐藥(multi-drug resistance，MDR)指腫瘤對某種抗腫瘤藥物產生的耐藥性不僅能抵抗該藥物，而且對多種未接觸過的結構、作用機制均有明顯差異的抗腫瘤藥物也具有耐藥性。MDR是引起化療失敗的重要原因之一，其產生的機制很多：通過藥物流出泵蛋白質降低細胞內藥物濃度；抑制腫瘤細胞凋亡相關基因的表達；加強細胞內DNA修復；提高谷胱甘肽-S-轉移酶等解毒酶；降低拓撲異構酶Ⅰ、Ⅱ的表達或其活性等。如何逆轉MDR是目前腫瘤治療領域的一大研究熱點。目前逆轉MDR的研究方向包括：各種逆轉劑、中藥和各種天然藥物、基因及免疫治療等。在腫瘤細胞的MDR機制和逆轉研究中，P糖蛋白是研究最深入的一種藥物流出泵蛋白質。腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體(tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand，TRAIL)是腫瘤壞死因子超家族成員(TNFSF10)[1]。TRAIL除了能選擇性誘導多種腫瘤細胞凋亡外，也通過各種機制參與逆轉腫瘤細胞的MDR。

1 P糖蛋白和TRAIL的特點和功能

P糖蛋白屬于ATP結合盒(ATP-binding cassette，ABC)轉運蛋白超家族。由ATP結合盒亞科B運載體1(ABCB1)基因,亦稱MDR基因1(MDR1)編碼，能識別細胞質內的多種作用底物并利用ATP供能將其轉運出細胞外[2]。多種正常上皮組織細胞中都能找到P糖蛋白的表達，因此認為P糖蛋白具有泵出毒性物質保護細胞的生理功能，而并非一種異常蛋白[3]。部分惡性腫瘤一開始就存在P糖蛋白高表達，出現原發性MDR現象。

TRAIL通過和其受體結合發揮功能，激活胱天蛋白酶系統級聯反應，誘導細胞的凋亡。目前發現TRAIL的膜受體有四種，其中兩種與其凋亡功能密切相關，即TRAILR1，也稱死亡受體4(death receptor 4，DR4)和TRAILR2(DR5)。另外兩種膜受體TRAILR3和TRAILR4，亦稱誘捕受體1(decoy receptor 1，DcR1)和DcR2，能與DR4/DR5競爭并與TRAIL結合，但不傳遞凋亡信號，反而抑制TRAIL介導的細胞凋亡。TRAIL還能通過調節核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)的表達水平而調控細胞凋亡。

Seo等[4]發現，在白血病CEM細胞株中TRAIL能抑制DNA-PKcs(DNA依賴蛋白激酶催化亞基)/Akt/糖原合酶激酶-3β通路，并通過激活胱天蛋白酶3促使P糖蛋白、DNA-PKcs降解。同時還發現在誘導MDR時，隨著細胞表達P糖蛋白升高，DR5表達也隨之升高。同時，DNA-PKcs、Akt、糖原合酶激酶-3β、c-myc的表達與P糖蛋白呈正相關，細胞FLICE(FADD樣白細胞介素1β轉化酶樣蛋白酶)抑制蛋白的表達則隨P糖蛋白升高而降低。

2 TRAIL和P糖蛋白通路的分子生物學關聯

目前深入到分子生物學層面對兩者關系進行的研究相對較少，但仍提示TRAIL和P糖蛋白存在關聯。

王雅茹等[5]在用重組變構人TRAIL處理慢性粒細胞白血病細胞株K562的阿霉素耐藥細胞株K562/A02中則發現，耐藥株K562/A02的DR4、DR5 mRNA表達高于K562，而DcR1 mRNA表達低于K562。同時兩者的NF-κB(RelA/p65)mRNA表達差異無統計學意義。Park等[6]發現,白血病MDR細胞株CEM/VBL1000在發生MDR變異時也隨之出現DR5的表達上調。同時DR5的表達上調與C/EBP同源轉錄因子的表達無關。Park等[6]還進一步確認了TRAIL處理能下調P糖蛋白的表達,提示TRAIL在耐藥的白血病患者中可能有良好的應用前景。

Notarbartolo等[7]在研究另一個白血病細胞株HL-60高表達P糖蛋白的MDR株HL-60R時發現，相比其親代變異株更高地表達凋亡抑制蛋白的各種成員；而且除NF-κB的p50亞基激活外，還激活了p65亞基。在TRAIL的抵抗中，NF-κB發揮著重要作用，而p65是NF-κB多聚化增強轉錄的亞基，其升高提示與其靶基因產物(凋亡抑制蛋白、P糖蛋白等)的提高有關[7]。Kim等[8]在用TRAIL處理乳腺癌和卵巢癌MDR細胞株(Hey A8-MDR和MCF7-MDR)時發現，P糖蛋白介導的羅丹明123外排明顯下降，TRAIL顯著增強了多種P糖蛋白底物藥物的效果。并發現在較高水平c-myc調控下，會出現DR5表達上調，細胞FLICE抑制蛋白表達下調，進而促進胱天蛋白酶依賴的細胞凋亡[8]。上述研究提示，在分子生物學層面P糖蛋白介導的MDR和TRAIL通路間存在聯系。但目前對這些聯系的深入研究不多，更多的實驗研究了TRAIL對耐藥細胞在細胞生物學行為上的影響。

3 TRAIL和P糖蛋白通路互相作用對腫瘤細胞增殖和凋亡的影響

3.1腫瘤細胞表達P糖蛋白增強TRAIL凋亡效應的功能 一些研究提示腫瘤細胞表達P糖蛋白可增強TRAIL的凋亡效應，Snell等[9]研究發現，相當比例的血液病腫瘤細胞株可以被TRAIL作用而凋亡，而且TRAIL的活性未被過表達MDR基因降低，提示抵抗TRAIL的效應不是MDR蛋白介導的。在白血病CEM細胞株中，TRAIL能下調P糖蛋白的表達，使MDR細胞對MDR相關底物藥物恢復敏感性。而且在誘導MDR時，隨著P糖蛋白升高，對TRAIL越來越敏感[7]。Park等[10]在對CEM細胞株的研究中發現，與非MDR的親代細胞相比，表達P糖蛋白的白血病MDR細胞株CEM/VBL1000更容易受TRAIL作用而凋亡。Park等[10]進一步通過轉染而使該細胞株高表達MDR1基因發現，在P糖蛋白表達越高的細胞中TRAIL的促凋亡就越明顯。王雅茹等[5]在K562及其耐藥株K562/A02對rmhTRAIL的敏感性研究中發現，rmhTRAIL可以誘導K562和K562/A02細胞凋亡，而且對K562/A02促凋亡和抑制增殖作用優于K562。Kim等[8]發現，具有較高水平的c-myc、表達P糖蛋白的乳腺癌和卵巢癌MDR細胞株(Hey A8-MDR 和MCF7-MDR)比其親代的細胞株(MCF-7 和Hey A8)更容易受TRAIL誘導凋亡。

3.2腫瘤細胞表達P糖蛋白削弱TRAIL凋亡效應的功能 也有少量研究提示,表達P糖蛋白可能會削弱TRAIL的凋亡效應，Cenni等[11]發現骨肉瘤細胞株U20S和其MDR亞株對TRAIL敏感性不同，MDR亞株更不敏感。Notarbartolo等[7]發現，白血病細胞株HL-60高表達MDR1基因的耐藥亞株HL-60R不但對一些P糖蛋白的底物藥物抵抗，還抵抗一些其他的凋亡刺激物，包括TNF、TRAIL等。

3.2聯合治療可以提高TRAIL效果 TRAIL與其他手段聯合可以進一步增強TRAIL的促凋亡作用，克服腫瘤MDR問題。

各種逆轉劑是常見的逆轉MDR的手段，當聯合TRAIL使用時可以起到協同抗腫瘤作用，如A3腺苷受體在腺苷促進或抑制腫瘤細中起作用。高表達P糖蛋白的白血病K562/Dox細胞株對A3腺苷受體激動劑2-Chloro-N(6)-(3-iodobenzyl)-adenosine-5′-n-methyluronamide(Cl-IB-MECA)抵抗。但Cl-IB-MECA能引起TRAIL的死亡受體表達增強，與TRAIL聯合使用時能協同增強細胞毒效應[12]。用吲哚-3-甲醇預處理前列腺癌細胞株LNCaP能通過增加DR表達增強TRAIL的凋亡作用[13]。而用吲哚-3-甲醇處理對長春花堿等多重藥物耐藥的白血病株K562/R10則能下調其P糖蛋白表達至接近正常的水平，強化化療藥物的作用[14]。

國內的學者在傳統中藥上開展研究，用黃連解毒湯70%醇提物處理MDR模型小鼠S180肉瘤細胞，發現能增加耐藥細胞凋亡因子Fas、Trail表達率，促進耐藥細胞的凋亡[15]。趙雪強等[16]在傳統中藥砒石(主要成分三氧化二砷)和TRAIL作用于A549細胞的研究發現，三氧化二砷和TRAIL聯用對A549細胞具有協同抗腫瘤作用。國內在基因治療方面也做了嘗試，用pshRNA-MDRla和pBUD-TRAIL轉染胃癌SGC7901/VCR細胞，沉默P糖蛋白表達，提高胞內TRAIL的表達，發現可以顯著抑制其增殖、促進凋亡，兩者具有協同作用[17]。在給藥劑型方面也做了探索，認為基于脂質體劑型的TRAIL和多柔比星聯合治療，對多形性膠質母細胞瘤、非小細胞肺癌細胞株A549能更為有效的克服MDR問題[18-19]。

4 小 結

腫瘤的MDR問題始終是腫瘤內科治療的一大困難。上述研究對克服MDR提供了新的思路和科學依據。TRAIL通路是重要的細胞凋亡通路，通過各種機制廣泛參與機體的免疫調節、免疫自穩等[20]。但在分子生物學層面對于P糖蛋白介導的MDR和TRAIL通路間的關系了解仍較少。隨著對兩者認識的加深，TRAIL以及TRAIL聯合其他藥物在MDR的腫瘤中應用可能有良好的前景。

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