以mTOR信號通路為介導聯合多種途徑抗腫瘤的研究進展

吳晚舟綜述，楊春光審校（.蘭州大學醫學院，甘肅蘭州730000；2.中南大學湘雅醫院耳鼻咽喉科，湖南長沙40008）

以mTOR信號通路為介導聯合多種途徑抗腫瘤的研究進展

吳晚舟1綜述，楊春光2△審校
（1.蘭州大學醫學院，甘肅蘭州730000；2.中南大學湘雅醫院耳鼻咽喉科，湖南長沙410008）

蛋白激酶類/生理學；信號傳導/生理學；腫瘤/藥物療法；腫瘤/放射療法；腫瘤干細胞；綜述

腫瘤，具有持續增殖、逃避生長抑制、永生、永久增殖、自我新生血管、浸潤和轉移等六大特點，其根本原因是由基因的不穩定性產生基因多樣性，在炎癥或其他環境誘導下而導致的。因其高致死率和上升的發病率越來越受到人們的重視，而如何治療腫瘤是當今醫學的難題之一。傳統治療手段包括手術，放、化療及輔助治療，但很多腫瘤耐受放、化療或在治療后又復發［1］。因此，尋找一種相當有效的腫瘤治療策略成為亟待解決的難題。

哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）信號通路是在磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K）/絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶（serine/threonine kinase，Akt）/mTOR序列中的一種高度保守的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶通路，主要靠磷酸化激活，其主要蛋白mTOR，由2個主要的復合體構成，即mTORC1和mTORC2，其活化和抑制對通路具有主要調節激活作用，在組織的穩態、增殖、分化中也具有重要作用［2］。mTOR信號通路激活下游的主要轉錄因子——核糖體S6蛋白激酶（ribosomal protein S6 kinase，P70S6K）和真核細胞起始因子4E結合蛋白1（4E binding protein-1，4EB-P1）［3］而對細胞的增殖和更新具有作用。大量研究證實，mTOR信號通路的激活在腫瘤細胞的增殖、自我更新及復發中具有重要作用［4］。因此，以mTOR信號通路為介導，聯合多種途徑，可能成為有效的抗腫瘤的方法。現將各種以mTOR信號通路為介導的聯合抗腫瘤的研究綜述如下。

1　藥物與mTOR信號通路

雖然各類化療藥物，如順鉑、紫杉醇等對腫瘤有效，但很多腫瘤經這些藥物治療后出現耐藥情況。因此，改變或增加腫瘤細胞對化療的敏感性可能會增強化療藥物治療腫瘤的療效。通過對乳腺癌細胞體內外研究發現，mTOR信號通路抑制劑——依維莫司聯合來曲唑可抑制腫瘤細胞增殖和成瘤性，較單獨使用對腫瘤的抑制效應強，并伴腫瘤細胞G1期的增加［5］。替莫唑胺是美國食品藥品監督管理局批準的化療藥物，聯合應用PI3K/ mTOR信號通路抑制劑——XL765，可抑制荷瘤鼠腫瘤的生長，機制包括同時下調mTOR和Akt的磷酸化水平及B淋巴細胞瘤-2基因的表達。有研究顯示，藥物可抑制mTOR信號通路在腫瘤細胞中的激活，從而抑制其增殖活性［6］。Yang等［7］發現，柔紅霉素可誘導腫瘤細胞過表達mTOR，但通過聯合應用柔紅霉素與雷帕霉素（西羅莫司）可抑制這一情況，且較單用柔紅霉素對費城染色體陽性的急性淋巴細胞白血病效果好。可知，對一種通路有耐藥性，但可聯合另一種通路抑制劑或藥物進行腫瘤治療。化療藥物聯合mTOR信號通路抑制劑對腫瘤的具體作用為抑制細胞增殖活性、增加其對藥物的敏感性、增加凋亡、調整細胞周期等。

2　放療與mTOR信號通路

放療也是傳統治療腫瘤的方法，對有些腫瘤有效而對有些腫瘤基本無效，另外還有一大問題就是腫瘤耐受放療而復發。那么找到增敏劑將會增強放療的療效。欖香烯是一種中藥，具有抗腫瘤和放射增敏作用，很多研究也已證實了其作用［8］。聯合欖香烯和射線照射可明顯抑制乏氧A549和H520細胞存活蛋白和低氧誘導因子1α的表達，而同時抑制mTOR信號通路，較單用欖香烯作用好，提示欖香烯對乏氧肺癌細胞放射增敏作用的靶點可能為mTOR信號通路［9］。而最近，2型糖尿病抑制藥物——二甲雙胍抑制腫瘤的作用逐漸被挖掘。在人結直腸癌中聯合應用二甲雙胍與X射線能激活磷酸化腺苷酸活化蛋白激酶、抑制mTOR，與其抗腫瘤作用有關［10］。間接表明聯合mTOR信號通路和放療可增加放療作用，具有更強的抗腫瘤效應。而Liu等［11］研究發現，PI3K/ mTOR信號通路能調節腫瘤進展，可增加腫瘤放射敏感性。Shen等［12］研究發現，mTOR信號通路選擇性抑制劑——AZD8055能顯著增加兒童橫紋肌肉瘤異體動物移植成瘤的放射敏感性。而有研究發現，通過有效和持久地抑制mTOR信號通路可激活自噬，能誘導細胞衰老和細胞周期阻滯；而聯合mTOR信號通路抑制劑和放療能引起異染色質的形成，從而導致細胞周期不可逆阻斷，說明抑制mTOR信號通路可誘導自噬而增加放射敏感性［13］。

3　多信號通路與mTOR信號通路的聯系

在細胞增殖，自我更新和放、化療耐受方面許多通路之間具有聯系。在T淋巴細胞白血病中Notch通路和PI3K/Akt通路協同抑制白血病細胞的致瘤性，其中Notch1與同源性磷酸酶張力蛋白基因的變異有關。有研究顯示，在人類卵巢癌中血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）通路與Akt/mTOR信號通路有交互聯系，用多沙唑嗪抑制VEGF-2通路也可抑制Akt/mTOR信號通路［14］。而在對套細胞淋巴瘤研究中發現，核因子-κB（nuclear factor kappa B，NF-κB）抑制劑也可抑制mTOR下游轉錄因子S6K和4EB-P1，從而抑制瘤細胞的增殖和促凋亡［15］。而在胸腺T細胞中NF-κB依賴mTORC2而激活。mTORC2在促進胸腺T細胞成熟中具有重要作用，并發現mTORC2在Notch通路調控Akt和NF-κB通路過程中具有重要作用。而人類表皮生長因子受體單克隆抗體——曲妥珠單抗聯合依維莫司可加強依維莫司對乳腺癌的抑制活性。在結直腸癌中因為雷帕霉素主要針對mTORC1具有抑制作用，而新藥——PP242可抑制mTORC1和mTORC2，但不完全，聯合PP242和表皮生長因子受體抑制劑——埃羅替尼可具有協同抑制效應，可高效抑制mTORC1和mTORC2，從而抑制腫瘤細胞的增殖和促凋亡［16］。從而證實，聯合mTOR信號通路抑制劑和不同通路抑制劑可能成為抑制腫瘤的一種新策略。

4　腫瘤干細胞與mTOR信號通路

腫瘤干細胞是一類存在于腫瘤細胞中具有無限增殖、自我更新、多向分化潛能的細胞，可維持腫瘤的增殖、轉移和復發等［17］。如在對白血病［18］和腦腫瘤［19］等的研究中表明，腫瘤干細胞可能是決定腫瘤的侵襲、轉移和對治療敏感與否的根源細胞。

mTOR信號通路對腫瘤干細胞增殖、成球等具有重要調節作用，如在乳腺癌中抑制PI3K/Akt/mTOR信號通路可減少乙醛脫氫酶腫瘤干細胞的數量［20］。相似地，急性白血病細胞中的側群（side population，SP）細胞的Akt/mTOR信號通路上調，雷帕霉素可抑制這些細胞的通路蛋白過表達［21］。上皮間皮化是腫瘤干細胞的一大特點，而抑制mTOR信號通路能引起神經膠質瘤自噬的發生，使膠質瘤細胞間皮上皮化，從而破壞腫瘤轉移和遷移。在白血病中聯合應用柔紅霉素和新的mTOR信號通路抑制劑——PI-103，可加強柔紅霉素對白血病干細胞的細胞毒性［22］。因此，選擇性抑制腫瘤干細胞的mTOR信號通路可成為治療腫瘤的手段。

5　非編碼RNA（non-coding RNAs，ncRNAs）與mTOR信號通路

ncRNAs存在于基因轉錄的內含子區，未參與基因的翻譯，主要包括小ncRNAs［＜200 bp，如微小RNA（microRNA，miRNA）］、Piwi蛋白作用RNA和長鏈ncRNAs［＞200 bp，如長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）］。ncRNAs在細胞轉錄后水平發揮重要作用，如調節癌細胞的自我更新、轉移及復發。

miRNA是一類內生的、長度為20～24個核苷酸的小RNA，幾個miRNA也可調節同一個基因。miRNA與mTOR信號通路也具有聯系。如有研究證實，let-7是通路胰島素/PI3K/mTOR的調節者，上調let-7破壞了神經元的葡萄糖平衡，下調let-7則導致腫瘤的發生［23］。Liu等［24］研究發現，微小RNA520c（micro RNA 520c，miR-520c）和微小RNA373（micro RNA 373，miR-373）在人纖維肉瘤HT1080細胞中的表達與金屬基質蛋白9的激活相關，miR-520c和miR-373是直接通過mTOR mRNA 3′非翻譯區作用的。而據文獻報道，微小RNA 199a-3p（micro RNA199a-3p，miR-199a-3p）在甲狀腺乳頭狀癌中蓄積，減少細胞上皮間皮化和mTOR表達水平，從而抑制遷移和增殖，證實miR-199a-3p是一種抑癌因子［25］。

最近，相關研究聚焦于新興的lncRNAs，特別是其生物特性包括基因抑制、凋亡調節及多潛能干細胞編程等［26］。lncRNAs參與了mTOR信號通路的調節，Li等［27］發現，lncRNA UCA1能激活膀胱癌mTOR信號通路，從而通過激活信號轉導與轉錄激活因子3和抑制微小RNANA143去調節己糖激酶2，證實lncRNA UCA1參與了糖代謝。最近研究表明，結直腸腫瘤差異表達轉錄子（colorectal neoplasia differentially expressed，CRNDE）被證明是一類lncRNAs，被胰島素和胰島素受體抑制后能被PI3K/Akt/mTOR信號通路或Raf蛋白/絲裂原活化蛋白激酶信號通路抑制劑抵抗［28］。另外過表達CRNDE能通過mTOR信號通路促進膠質瘤生長和轉移，因此，以CRNDE為靶向，可能成為治療腫瘤的一種方案。表明ncRNAs的表達在癌癥的發生、發展中具有重要作用，具體機制尚處于探索階段，因此，以mTOR信號通路為介導、以ncRNAs為靶標可能為未來的腫瘤治療提供新的治療方案。

6　小　結

當今腫瘤研究中細胞中mTOR、Notch、Wnt/β-鏈蛋白等信號通路異常激活，發揮生物學效應，但其具體機制尚不是很清楚。作者發現，在基礎研究中藥物、放療或其他方法聯合mTOR信號通路可作為抗腫瘤的有效方法。而因為腫瘤的各方面耐受特性，因此，需要不同的方法相結合治療腫瘤（圖1）。

圖1　以mTOR信號通路為介導的聯合抗腫瘤方法

有很多研究發現，不同腫瘤治療方法之間有很多網絡交聯，如雷帕霉素不僅可抑制前列腺癌細胞分泌白介素8和VEGF，還減少干細胞標記物白細胞分化抗原44的表達。miRNA具有參與調控腫瘤干細胞的特性［29］，另外，有些miRNA能調控腫瘤細胞上皮間皮化，如Song等［30］證實，微小RNA22在腫瘤表觀遺傳學、促上皮間皮化和轉移中均具有重要作用。

總之，有研究證實，不同通路及其與腫瘤干細胞在mTOR信號通路的抑制過程具有相互聯系。而多方面的聯合方法能否最終達到臨床治療腫瘤的目的，尚需繼續努力。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2016.06.028

A

1009-5519（2016）06-0880-04

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（2015-10-30）