氧化應激與胰腺癌的關系

李小成， 涂經楷， 龔建平

(1 重慶醫科大學附屬第二醫院 肝膽外科，重慶 400010； 2 重慶市第五人民醫院 普外科， 重慶 400062)

氧化應激與胰腺癌的關系

李小成1， 涂經楷2， 龔建平1

(1 重慶醫科大學附屬第二醫院 肝膽外科，重慶 400010； 2 重慶市第五人民醫院 普外科， 重慶 400062)

胰腺癌早期癥狀不明顯，發現時通常已進展至中晚期。目前晚期胰腺癌主要以化療為主，但化療對胰腺癌的有效率較低，給治療帶來了極大的挑戰。氧化應激引起的活性氧可損傷DNA、蛋白質和脂質，并產生可改變腫瘤生物學行為的有毒和致突變的代謝產物，使該腫瘤轉化為惡性表型?？寡趸瘎┚哂锌拱┑谋Ｗo性作用，為抗氧化應激治療胰腺癌的藥物設計提供了基礎。簡述氧化應激與胰腺癌相關的分子通路研究進展，以便進一步探索靶向活性氧治療胰腺癌的新方法。

胰腺腫瘤； 氧化性應激； 綜述

胰腺癌的發病率始終呈上升趨勢，預計到2020年將成為癌癥相關死亡的第二大病因[1]。晚期胰腺癌的治療主要以基于吉西他濱與其他藥物的聯合化療為主，但化療對胰腺癌治療的有效率低，研究[2]顯示其有效率不足30%，且化療后5年生存率低，目前尚無有效的治療方法。據報道[3]氧化應激與癌癥的發生有關，并可影響腫瘤微環境，但其確切的關系尚不清楚。氧化應激主要由線粒體過度產生和累積的自由基引起，包括可引起脂質、蛋白質和DNA損傷的活性氧(ROS)[4]。氧化應激可引起脂肪酸過氧化，其代謝物具有非常高的毒性和致突變性，其中最重要的化合物是4-羥基壬烯醛(4-HNE)和丙二醛(MDA)[5]。已有報道[6]抗氧化劑治療胰腺癌可改善患者預后，氧化應激將為胰腺癌的治療提供一個新的潛在靶點。

1 胰腺癌相關危險因素

可明顯增加胰腺癌發生風險的因素有胰腺癌家族史、慢性胰腺炎、糖尿病、吸煙、大量飲酒及肥胖等。約10%的胰腺癌患者中有相關家族史，某些突變基因的遺傳可能是導致有胰腺癌家族史人群中發病率升高的主要原因，然而大多數家族性胰腺癌的遺傳基礎仍然未知。據統計[7]，患有慢性胰腺炎病史20年后，胰腺癌累積發生風險為4%，確診糖尿病20年者，胰腺癌發生風險則增加30%。但胰腺癌與糖尿病之間的因果關系爭議較大，有研究[8]發現在約50%的胰腺癌患者中觀察到患有糖尿病，并且大多數為新發糖尿病，故認為糖尿病是胰腺癌的潛在和早期癥狀。有報道[7]，吸煙史超過10年者，發生胰腺癌風險增加75%。另外，肥胖、大量飲酒和某些感染性疾病也被認為與胰腺癌的發生密切相關。

2 氧化應激與胰腺癌

研究[9]顯示胰膽管惡性腫瘤的表型與氧化應激條件相關，但具體作用機制還需進一步研究。大多與胰腺癌發病率增加相關的因素也與ROS過表達有關，其中肥胖、吸煙、高酒精攝入和炎癥是最相關因素。肥胖相關脂肪細胞可誘導細胞應激，導致脂肪組織產生促炎因子(如IL-8、IL-6或IL-2)、乳酸脫氫酶(LDH)和TNFα，并激活氧化應激[6]。合并吸煙或慢性胰腺炎等多個危險因素將明顯增加胰腺癌發病風險，因為吸煙誘導了患者氧化應激，增加DNA損傷和胰腺的癌變風險[10]。高血糖可促進胰腺癌細胞的氧化應激，進而觸發胰島素抵抗的形成，從而增高血胰島素水平，而高胰島素可直接或間接促進胰腺癌細胞的生長。

正常情況下ROS和抗氧化劑水平維持在平衡狀態，當氧化劑大量產生或積聚時打破平衡，發生氧化應激。腫瘤細胞代謝活性高，可在各種癌癥中檢測到由氧化應激產生的ROS物質，研究[3]表明ROS可以通過不同的方式促進腫瘤細胞的生長和惡性轉化。內部氧化應激的產生依賴于過氧化物酶體等，而煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶是胰腺癌細胞內ROS的主要來源。線粒體是參與氧化應激的主要細胞器[11]，這些酶則大多數作用在線粒體中。氧化應激可影響參與若干分子通路的關鍵信號蛋白，如核因子E2相關因子2(NRF2)、Kelch樣環氧氯丙烷相關蛋白1(KEAP1)、哺乳動物雷帕霉素靶點(mTOR)、c-MYC、P53和蛋白激酶C(PKC)，以及參與有絲分裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路的RAS、RAF、細胞外調節蛋白激酶(ERK1/2)、絲裂原活化蛋白激酶(MEK)、c-Jun氨基末端激酶(JNK)和P38[12-13]。P38作為氧化應激的關鍵傳感器，其氧化還原傳感功能對抑制腫瘤生長或促進凋亡至關重要[14]。另外，NRF2是抗氧化反應的主要調節劑。

2.1 活性氧(ROS) ROS參與了生物過程中一些重要信號通路的調節，使腫瘤細胞通過這些通路調節其增殖、凋亡和侵襲性(圖1)。ROS在胰腺癌發病中具有雙重作用，雙重作用的發揮取決于ROS在細胞中的濃度。細胞內輕中度水平ROS可促進癌細胞增殖、侵襲和轉移，從而促進癌癥進展，而過度生成的ROS卻可明顯損害癌細胞并導致細胞死亡。炎癥誘發的慢性缺氧和ROS累積可增強腫瘤代謝適應、增殖和血管形成[18]。

圖1 ROS參與相關信號通路的調節

2.2 ROS和microRNA(miRNA) miRNA是由21～24個核苷酸組成的非編碼進化保守的小RNA分子，可通過與靶信使RNA(mRNA)結合抑制基因的表達[19]。已有研究[20]證實了幾種ROS相關的miRNA與癌癥的發展相關。在胰腺癌中，miRNA-155的過表達可抑制FOXO3a，導致超氧化物歧化酶2和過氧化氫酶的降低，并誘導癌細胞中的ROS積聚[21]。miRNA-128a在腫瘤中是下調的，其再表達可使B細胞特異性莫洛尼鼠白血病病毒整合位點1下調而抑制癌細胞增殖，在髓母細胞瘤細胞中可通過增加ROS改變氧化還原平衡[22]。另一項研究[23]顯示miRNA-200a和miRNA-141可作為高分化卵巢癌的氧化應激反應調節劑。同樣研究[24]發現來源于NADPH氧化酶的ROS，通過調節前列腺癌細胞中的miRNA-21，而參與腫瘤增殖和侵襲性形成。

2.3 胰腺癌中的炎癥因子與ROS累積 ROS可誘導促炎細胞因子表達，同時ROS的生成也可通過癌細胞中促炎細胞因子的反饋而加劇[25]。此外，還有許多其他因素可以刺激癌細胞產生ROS，如胰島素樣生長因子1和成纖維細胞生長因子2[14]。細胞因子一般通過調節腫瘤微環境促進胰腺癌進展，有時也可直接作用于癌細胞引起其擴散、侵襲和轉移。細胞因子是由白細胞、星狀細胞和脂肪細胞產生的，在不同胰腺疾病患者血清中已經檢測到與氧化應激相關的幾種促炎細胞因子和其他化合物，如IL-2、IL-6、IL-1β、IL-8、TNFα、TGFβ、LDH、4-HNE和MDA[26]。

3 抗氧化應激與胰腺癌

氧化應激的抑制可作為抑制不同類型腫瘤細胞生長的靶點。目前已應用不同試劑中和ROS、氧化應激相關細胞因子和其他促炎因子來降低氧化應激對疾病的影響，用作抗腫瘤治療的抗氧化藥物包括維生素E、維生素C、姜黃素和輔酶Q10等。維生素E包括4種生育酚和其他生育三烯酚的4種亞型，其可抑制突變型KRAS驅動的通路，如MEK/ERK、PIK3/AKT、NF-κB/P65、BCL-XL和胰腺癌中誘導的P27。δ-生育酚可通過升高胰腺癌中CK18的血漿水平激活BAX和半胱天冬酶3而觸發凋亡級聯反應[27]。一項臨床前研究[27]顯示，維生素E能夠與致癌性KRAS相互作用，因此，維生素E被提出可作為一種抗腫瘤藥物。維生素C可在腫瘤細胞外基質中產生H2O2并殺死癌細胞，其作用機制可能是通過下調關鍵代謝節點，破壞具有KRAS突變體基因型的腫瘤細胞的Warburg效應[28]。研究[29]發現維生素C與吉西他濱和厄洛替尼聯合治療轉移性胰腺癌患者不會增加藥物毒性，且大部分患者病情穩定。Welsh等[30]也嘗試抗壞血酸鹽與吉西他濱治療轉移性和淋巴結陽性的胰腺癌患者，并取得了類似的結果。

考慮到胰腺癌的所有類型腫瘤都具有KRAS突變的高發生率，以及50%以上的患者可表現出這種異常[31]，KRAS突變已被認為是引發此種類型癌癥的關鍵因素[32]。維生素(如維生素E和維生素C)可通過MAPK或PIK3/AKT抑制突變型KRAS驅動的通路，為尚無有效治療藥物的腫瘤提供了新的治療策略。抗氧化劑在胰腺癌治療中的臨床應用尚存在較多爭論，如單獨的抗氧化劑聯合使用還是與其他化療藥物聯合治療更能改善患者的生存率有待探討。盡管臨床前研究模型已證明了抗氧化劑的療效，但臨床試驗還主要集中在單獨使用抗氧化劑或與標準化療聯合使用的安全性評估上。因此，將這些化合物引入常規的臨床使用還需進一步的大樣本隨機對照試驗。

4 小結與展望

過度產生或積聚的ROS可對細胞脂質、蛋白質和DNA造成損害，這種損害將導致有毒和致突變的代謝物的產生，從而改變細胞的穩態。癌癥是基于DNA畸變引起的腫瘤表型轉化，而ROS產物可使腫瘤細胞獲得侵襲性和侵襲性表型。因此，氧化應激在胰腺癌細胞的增殖、凋亡、侵襲與進展中發揮了重要作用。維生素具有一定抗癌的保護性作用，并被提出作為新的化療方法。然而，抗氧化劑作為癌癥治療的有效性尚存在爭議，其治療結果尚不確切。由于抗氧化劑的無毒性和安全性，用抗氧化劑調節癌癥中的氧化應激，在未來將是一種潛在的治療方法。同時，這些分子的研究為今后的抗胰腺癌藥物靶點設計提供了基礎。

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Associationbetweenoxidativestressandpancreaticcancer

LIXiaocheng,TUJingkai,GONGJianping.

(DepartmentofHepatobiliarySurgery,TheSecondAffiliatedHospitalofChongqingMedicalUniversity,Chongqing400010,China)

Pancreatic cancer (PC) is often asymptomatic in the early stage and most patients have progressed to the advance stage at the time of diagnosis. At present, chemotherapy is mainly used in patients with advanced PC, but PC patients have poor response to chemotherapy, which brings great challenges to the treatment of PC. Oxidative stress-induced reactive oxygen species (ROS) can cause damages in DNA, proteins, and lipids and produce the toxic and mutagenic metabolites that alter the biological behavior of tumor and transform the tumor into a malignant phenotype. Antioxidants have an antitumor effect and provide a basis for the design of anti-oxidative stress drugs for the treatment of PC. This article summarizes the research advances in the molecular pathways associated with oxidative stress and PC, in order to explore new ROS-targeted methods for the treatment of PC.

pancreatic neoplasms； oxidative stress； review

R735.9

A

1001-5256(2017)10-2035-04

10.3969/j.issn.1001-5256.2017.10.040

2017-04-13；

2017-06-12。

李小成(1991-)，男，主要從事胰腺癌臨床與基礎研究。

龔建平，電子信箱: gongjianping11@126.com。

引證本文：LI XC, TU JK, GONG JP. Association between oxidative stress and pancreatic cancer[J]. J Clin Hepatol, 2017, 33(10): 2035-2038. (in Chinese)

李小成， 涂經楷， 龔建平. 氧化應激與胰腺癌的關系[J]. 臨床肝膽病雜志, 2017, 33(10): 2035-2038.

(本文編輯：朱 晶)