MDMX對非小細胞肺癌放療抵抗性的研究進展

趙 涵，黃 偉，解玉卓，曾越燦

0 引言

肺癌是目前全球范圍內最常見的惡性腫瘤之一，發病率和死亡率居各腫瘤之首。經手術、化療和放療等綜合治療后，其5年生存率仍不足15%。其中非小細胞細胞肺癌(NSCLC)占全部肺癌的80%～85%[1-2]。放療在NSCLC綜合治療中占據十分重要的地位，但癌細胞對放射線的抵抗性往往會導致放療失敗，影響治療效果[3]。本文就MDMX與非小細胞肺癌放療抵抗性的研究進展進行總結。

1 非小細胞肺癌放療抵抗性的研究現狀

放射損傷的決定性靶點是DNA。通過直接電離和間接作用的方式，放射線損傷DNA，導致DNA雙鏈和/或單鏈斷裂，從而導致細胞死亡[4]。但是細胞內具有維持基因穩定的保護防御機制，即DNA損傷修復系統。對于腫瘤細胞而言，DNA損傷修復系統是其產生放療抵抗性或者是導致其對放療不敏感的重要機制之一[4-5]。

放療抵抗性的機制十分復雜。在接受放射治療時，其產生的抵抗機制可能會因為個體和腫瘤類型的不同而有所差異。研究發現，NSCLC細胞內許多基因表達與放療抵抗性密切相關，如：DNA損傷修復相關基因DNA-PK、ATM[6]，細胞周期相關基因CDK、Chk1/2[7]，與凋亡相關的P53基因、Bcl-2家族、TRAIL受體家族、生存素基因Survivin、凋亡敏感基因SAG、凋亡抑制蛋白IAP等[8]，與乏氧相關的HIF-1a、NDRG2基因[9]，表皮生長因子受體EGFR及其下游通路等[10]。綜上得出，DNA損傷修復系統、細胞周期阻滯、凋亡調控系統、自噬調節、腫瘤微環境改變、特定基因變化及microRNAs等多種因素都可能參與了NSCLC放療抵抗的發生。但是目前國內外對NSCLC放療抵抗性具體的分子、基因及信號傳導調控機制還沒有完全研究清楚[11-13]。雖然放療設備及技術的進步可以降低部分腫瘤細胞的放療抵抗性，但是也不可能徹底消除NSCLC的放療抵抗性[14]。所以，深入研究NSCLC放療抵抗機制，尋找特異性有效靶點，以降低NSCLC的放療抵抗性，是提高NSCLC放療療效的重要方法。

2 MDMX(Mouse double minute X)與腫瘤的關系

MDMX和MDM2(Mouse double minute 2)是鼠雙微基因家族的成員。小鼠MDMX蛋白于1996年作為p53的結合蛋白被鑒定出來[15]。MDMX與MDM2在結構上極其相似，所以最初被認為是MDM2同源基因,MDM2是p53的最主要的抑制因子之一[15]。MDMX在24-108氨基酸之間存在一個p53基因結合結構域(BD)，從而直接抑制p53的轉錄活性。MDMX還存在能與MDM2發生相互作用的C-末端環指結構[16]。MDMX的環指結構自身不具備E3連接酶功能，但能通過與MDM2形成異源二聚體而發揮E3連接酶功能，從而促進p53的泛素化[17]，降解p53。

MDMX的定位現在還沒有被徹底闡述。普遍認為，MDMX主要被MDM2招募進入細胞核，進而抑制p53轉錄，并阻止MDM2介導的p53向胞質的轉運，從而抑制p53活性。另外，在線粒體中可能也存在MDMX。

隨著MDMX研究的深入，發現其基因的功能十分復雜，且有爭議。一方面，一部分學者認為，MDMX對p53主要起抑制作用。MDMX可以抑制p53的轉錄和轉運，抑制p53活性，進而抑制腫瘤細胞的凋亡，是潛在的致癌基因[18]。在非小細胞肺癌、乳腺癌、視網膜母細胞瘤、胃癌和結腸癌等不同部位腫瘤中發現MDMX被擴增和過表達[18]。研究顯示，MDMX是非小細胞肺癌患者預后不良的預測因子，其表達越高，患者的生存期越短；抑制MDMX的表達，可以明顯提高非小細胞肺癌的化療敏感性，這提示MDMX可能與非小細胞肺癌的預后、治療效果存在密切關系。另一方面，有些學者認為，不能簡單將MDMX定義為致癌基因。Mancini等[19]認為，當DNA發生損傷時，存在于線粒體內的一部分MDMX對p53介導的線粒體凋亡起正性調節作用，促進細胞凋亡。

上述關于MDMX不同的觀點可能由于以下原因產生：MDMX的功能可能與不同腫瘤類型細胞中調節凋亡機制的不同而有差異，特別是在對線粒體凋亡敏感性不同的各種器官組織中；MDMX調節細胞凋亡的功能還可能因為MDMX基因的突變而減弱或改變；應激條件同樣也可能是影響MDMX調控途徑的因素；MDMX還可能存在通過其他的方式來調節細胞功能，如自噬等。

3 MDMX與放療抵抗的關系

MDMX在放射線損傷的情況下，可被MDM2誘導發生泛素化，進而激活蛋白酶降解MDMX，使MDMX失活[20]。根據目前研究結果推測，MDMX介導的放療抵抗的可能機制如下。

3.1 DNA損傷修復途徑 當放射治療導致DNA損傷發生時，MDMX蛋白失活，核內MDMX對p53的抑制作用減弱，從而活化p53。活化的p53可作為轉錄因子調控CIP1/WAF1的轉錄和表達[21]，其產物p21蛋白作為周期依賴性蛋白激酶抑制劑，抑制cyclinE/CDK2的活性[22-23]，使細胞周期停滯在G1期[24]。

另外，有研究表明，當離子輻射存在時，p53/RPA復合體發生解體。p53可以調控細胞周期阻滯，復制蛋白RPA則對細胞的核苷酸進行切除修復[25-26]。

通過以上機制，p53直接或間接介導修復放療導致的DNA損傷，進而產生放療抵抗。

3.2 自噬 由放射治療導致DNA發生損傷時，MDMX蛋白失活，核內MDMX對p53的抑制作用減弱，導致p53活化。研究表明，p53有調節自噬的作用[27]。核內的p53能作為轉錄因子轉錄PTEN、AMPK、TSC2和sestrin等，能抑制MTOR通路的基因，促進細胞自噬。受照射后處于應激狀態的腫瘤細胞存活，降低了放射治療導致的DNA損傷介導的凋亡，從而產生腫瘤細胞放療抵抗。

詩歌作為一種話語方式，以其特殊的韻律和節奏臨摹社會和現實、仿擬自然和世界等具體事物，除此之外，更注重借助韻律和節奏映射詩人的獨特感受和對客觀世界抽象事物的認知和詮釋。[8]詩歌是帶有音樂性的思想。[9]詩歌本身就是一種比較注重韻律和節奏感的體裁，所以，構成詩歌的語言成分不僅要有助于表達出詩歌的意義和內涵，而且要使讀者感到瑯瑯上口。詩人通常會借助于具有韻律性的語言詞匯，或直抒胸臆或間接委婉地抒發內心的情感，使得詩歌不僅外在形式美觀，而且內在表達情感豐富。因此，讀者通過朗讀詩歌可以跟詩人產生精神上的共鳴。

3.3 線粒體內源性凋亡途徑 Mancini等[19]認為，MDMX具有促進凋亡的作用，結果表明，MDMX通過作為p53Ser46P與Bcl-2結合的錨點促進p53介導的線粒體內源性凋亡途徑。放療導致MDMX失活，從而抑制p53介導的細胞凋亡，產生放療抵抗。

4 結語

MDMX與腫瘤細胞的抵抗性相關，但目前對于其調控機制的研究尚未徹底闡明，進一步說明了其調控機制的復雜性，同時，這也為克服非小細胞肺癌放療抵抗性尋找特異性治療靶點提供了新的思路。綜上所述，深入研究MDMX與非小細胞肺癌放療抵抗性的關系，對于提高NSCLC的放療效果及降低放療不良反應都具有重要意義。

參考文獻：

[1] DeSantis CE,Lin CC,Mariotto AB,et al.Cancer treatment and survivorship statistics,2014[J].CA Cancer J Clin,2014,64(4):252-271.

[2] Reck M,Heigener DF,Mok T,et al.Management of non-small-cell lung cancer:recent developments[J].Lancet,2013,382(9893):709-719.

[3] Johung KL,Yao X,Li F,et al.A clinical model for identifying radiosensitive tumor genotypes in non-small cell lung cancer[J].Clin Cancer Res,2013,19(19):5523-5532.

[4] Skvortsova I,Debbage P,Kumar V,et al.Radiation resistance:cancer stem cells (CSCs) and their enigmatic pro-survival signaling[J].Semin Cancer Biol,2015,35:39-44.

[5] Carmichael J,Hickson ID.Keynote address:mechanisms of cellular resistance to cytotoxic drugs and X-irradiation[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,1991,20(2):197-202.

[6] Javvadi P,Makino H,Das AK,et al.Threonine 2609 phosphorylation of the DNA-dependent protein kinase is a critical prerequisite for epidermal growth factor receptor-mediated radiation resistance[J].Mol Cancer Res,2012,10(10):1359-1368.

[8] Nambiar D,Rajamani P,Singh RP.Effects of phytochemicals on ionization radiation-mediated carcinogenesis and cancer therapy[J].Mutat Res,2011,728(3):139-157.

[9] Schilling D,Bayer C,Li W,et al.Radiosensitization of normoxic and hypoxic h1339 lung tumor cells by heat shock protein 90 inhibition is independent of hypoxia inducible factor-1α[J].PLoS One,2012,7(2):e31110.

[10]Kriegs M,Gurtner K,Can Y,et al.Radiosensitization of NSCLC cells by EGFR inhibition is the result of an enhanced p53-dependent G1 arrest[J].Radiother Oncol,2015,115(1):120-127.

[11]季德成.血清腫瘤標志物水平評價晚期非小細胞肺癌靶向治療效果的價值[J].中國醫藥,2016,11(2):199-202.

[12]Schuurbiers OC,Kaanders JH,van der Heijden HF,et al.The PI3-K/AKT-pathway and radiation resistance mechanisms in non-small cell lung cancer[J].J Thorac Oncol,2009,4(6):761-767.

[13]宋曉,蔡振旭,杜煒,等.血清腫瘤標志物在非小細胞肺癌放化療后療效評估和預后判斷中的價值[J].中國醫藥,2016,11(5):664-666.

[14]Christodoulou M,Bayman N,McCloskey P,et al.New radiotherapy approaches in locally advanced non-small cell lung cancer[J].Eur J Cancer,2014,50(3):525-534.

[15]Shvarts A,Steegenga WT,Riteco N,et al.MDMX:a novel p53-binding protein with some functional properties of MDM2[J].EMBO J,1996,15(19):5349-5357.

[16]Marine JC,Dyer MA,Jochemsen AG.MDMX:from bench to bedside[J].J Cell Sci,2007,120(Pt 3):371-378.

[17]Linares LK,Hengstermann A,Ciechanover A,et al.HdmX stimulates Hdm2-mediated ubiquitination and degradation of p53[J].Proc Natl Acad Sci USA,2003,100(21):12009-12014.

[18]Carrillo AM,Bouska A,Arrate MP,et al.Mdmx promotes genomic instability independent of p53 and MDM2[J].Oncogene,2015,34(7):846-856.

[19]Mancini F,Di CG,Pellegrino M,et al.MDM4 (MDMX) localizes at the mitochondria and facilitates the p53-mediated intrinsic-apoptotic pathway[J].EMBO J,2009,28(13):1926-1939.

[20]Chen L,Li C,Pan Y,et al.Regulation of p53-MDMX interaction by casein kinase 1 alpha[J].Mol Cell Biol,2005,25(15):6509-6520.

[21]Chin PL,Momand J,Pfeifer GP.In vivo evidence for binding of p53 to consensus binding sites in the p21 and GADD45 genes in response to ionizing radiation[J].Oncogene,1997,15(1):87-99.

[22]Strausfeld UP,Howell M,Rempel R,et al.Cip1 blocks the initiation of DNA replication in Xenopus extracts by inhibition of cyclin-dependent kinases[J].Curr Biol,1994,4(10):876-883.

[23]Harper JW,Adami GR,Wei N,et al.The p21 Cdk-interacting protein Cip1 is a potent inhibitor of G1 cyclin-dependent kinases[J].Cell,1993,75(4):805-816.

[24]Duliε V,Lees E,Reed SI.Association of human cyclin E with a periodic G1-S phase protein kinase[J].Science,1992,257(5078):1958-1961.

[25]Abramova NA,Russell J,Botchan M,et al.Interaction between replication protein A and p53 is disrupted after UV damage in a DNA repair-dependent manner[J].Proc Natl Acad Sci U S A,1997,94(14):7186-7191.

[26]Lepik D,Ustav M.Cell-specific modulation of papovavirus replication by tumor suppressor protein p53[J].J Virol,2000,74(10):4688-4697.

[27]Levine B,Abrams J.p53:The Janus of autophagy?[J].Nat Cell Biol,2008,10(6):637-639.