PI3K/AKT及FAS/FASL信號通路在卵巢癌中作用研究進展

焦曉路 何秀萍

卵巢癌是女性生殖器中常見的三大惡性腫瘤之一，致死率居婦科惡性腫瘤首位，由于卵巢位于盆腔深部，早期無明顯的臨床癥狀和體征，盡管有經陰道彩色多普勒超聲、血清癌抗原125(cancer antigen,CA125)輔助卵巢癌的早期診斷，然而臨床實踐表明，上述方法尚存在局限性：B超診斷卵巢癌的準確性不高，很難發現直徑<1 cm的實性腫瘤，且受操作者主觀因素影響較大；80%卵巢上皮性癌患者血清CA125水平升高，但近半數的早期病例并不升高，并且特異性較低，因此早期病變不易被發現，通常在晚期才會表現出腹脹、腹痛、腹部腫塊、腹腔積液、消化系統癥狀、腫瘤壓迫癥狀、異常陰道流血等癥狀和體征，部分患者可有消瘦、貧血等惡病質表現，因此大部分卵巢癌患者在發病中晚期才能得到診斷，并且晚期病例也缺乏有效的治療手段,當大多數患者診斷為晚期時，卵巢癌的總生存率約為19%～47%，卵巢癌是世界范圍內與婦科癌癥死亡相關的原因之一，5年總生存率約為49.7%，盡管根治性手術與鉑類紫杉醇聯合化療是有效的，但大多數患者復發并發展為耐藥[1]。卵巢癌患者的復發率在70%以上，并且大多數最終變為難治性卵巢癌[2]。PI3K/AKT、FAS/FASL信號通路的作用機制可為卵巢癌的治療提供思路。本文將對以上信號通路在卵巢癌中作用研究進展進行綜述。

一、PI3K/AKT信號通路和卵巢癌

1.磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol-3kinase)和蛋白激酶B(protein kinaseB，PKB)：磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol-3kinase)簡稱PI3K，可分為 I、II、III 三個亞型，其中研究最廣泛的為I型PI3K,I型PI3KS，是一個以磷酸化磷脂酰肌醇的肌醇環3′-OH為代表的脂質激酶家族。Ⅰ型PI3KS在癌癥中有深入研究，已參與細胞生長信號轉導，I型PI3KS是由調節亞基p85和催化亞基p110構成的異源二聚體。調節亞基含有SH2和SH3結構域，與含有相應結合位點的靶蛋白相作用。Ⅱ類PI3KS參與細胞膜轉運的調控。III類PI3K是內吞和自噬的關鍵調節因子。異常刺激后，P110催化亞基被激活，從而在質膜上將磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸轉化為磷脂酰肌醇-3，4,5-三磷酸。PIP3是一種重要的脂質第二信使，在細胞信號轉導中起關鍵作用，為下游效應物(包括絲氨酸/蘇氨酸激酶Akt)提供了一個對接位點[3]。在人類腫瘤中發現PI3K的激活，表明PI3K與腫瘤的發生發展相關，如今有多種PI3K抑制劑可用于卵巢癌的治療，PI3K抑制劑等分子靶向藥物具有較高的選擇性，毒性較小，但是，由于PI3K與其他信號級聯的復雜性，PI3K抑制劑的單一試劑可能不足以誘導反應。由于PIK3CA突變總是與其他突變基因(如KRAS、BRAF)共存，因此在制定治療策略時應考慮伴隨突變的存在[4]。

PKB又稱AKT，在多種癌癥的發病機制中起著核心作用，AKT在20世紀80年代首次被鑒定為癌基因。AKT在哺乳動物中有三種亞型：AKT1、AKT2和AKT3。AKT1廣泛分布于正常組織中，對細胞存活至關重要，而AKT1的過度表達則通過P70核糖體蛋白S6激酶途徑促進卵巢癌細胞遷移、侵襲和增殖。AKT2最初是在正常肌肉和脂肪細胞中被發現，其在人類惡性腫瘤中被認為是一種公認的致癌基因，AKT2的擴增或過表達與卵巢和其他實體癌的進展有關[5]。AKT3主要在正常的腦和睪丸中被檢測到，然而，最近的研究報道AKT3還可以調節卵巢癌細胞中血管內皮生長因子和血管生成，抑制AKT3可能在異種移植小鼠模型中損害腫瘤血管化[6]。在18.2%的高級別漿液性卵巢癌(HGSC)中已觀察到AKT2擴增，由于AKT3畸變在卵巢癌中不常見，因此在某些卵巢腫瘤中抑制AKT3可能是最大的抗腫瘤作用[7]。由于多個信號分子在AKT中交叉匯聚，因此AKT作為PI3K通路中的中樞傳感器，是一個有吸引力的治療靶點。

2.PI3K/AKT信號通路與卵巢癌：PI3K/AKT信號通路的過度激活與卵巢癌的發生、進展和化療耐藥密切相關，它還介導卵巢癌細胞的遷移和侵襲，并抑制卵巢癌細胞的凋亡和自噬，可作為卵巢癌的治療靶點。AKT是PI3K下游的信號分子，PI3K可通過磷酸化細胞膜上的磷脂酰肌醇家族成員激活AKT。AKT在PI3K活化后被直接激活，在腫瘤發生中起著至關重要的作用，AKT活化導致細胞生長和存活增加，細胞死亡和凋亡減少[8]。PI3K通路被發現比基因組中任何其他信號途徑更頻繁地被基因組改變激活。PIK3CA突變或擴增、PTEN丟失和AKT或INPP4B的畸變是激活這一途徑的幾種已知機制。除了PIK3CA的體細胞突變外，最近的數據表明約3%的卵巢癌在PIK3R1中存在突變[9]。PI3K通路在大約70%的卵巢癌中被激活：30%～40%的I型卵巢癌激活PIK3CA突變，而17% ～25%II型卵巢癌的顯示PIK3CA基因的基因組擴增，導致與細胞生長、增殖和存活相關的過度激活的信號級聯[10-11]。這些腫瘤相關的PIK3CA突變導致P110及其下游效應物AKT信號的組成性激活，并隨之發生致癌轉化[12]。研究發現PI3K/AKT通路是最常改變的癌相關途徑。此外，將基因拷貝數和突變數據與患者預后相關的生存分析表明，PIK3CA、PIK3CB和PIK3R4在這些腫瘤中的拷貝數增加與生存率下降有關[13]。關于PI3K通路介導的卵巢腫瘤發生的研究越來越多，為今后提供了研究卵巢癌新的治療靶點的機會。

二、FAS/FASL信號通路和卵巢癌

1.FAS/FASL信號通路：Fas/FasL(FasLigand)信號通路是細胞凋亡的主要調控途徑之一，Fas及其配體FasL對細胞增殖和凋亡的平衡有重要影響。Fas是TNF受體超家族的一個成員，包括膜Fas(mFas)和可溶性Fas(sFas)，mFas與相應的配體結合可快速誘導細胞凋亡。FasL在1993被首次鑒定為40 kDaⅡ型跨膜蛋白，FasL是腫瘤壞死因子超家族的跨膜蛋白和促凋亡成員。FasL與Fas相互作用，并可觸發亞細胞事件的級聯反應，從而導致Fas陽性的凋亡細胞死亡[14]。FasL胞外區含有配體二聚體和受體結合區(TNF同源結構域，THD)，而FasL胞內區參與多種信號通路[15]。在腫瘤壞死因子受體家族中，Fas認為是一種重要的死亡受體，它在細胞內傳遞細胞外信號。受體的激活是通過結合FasL實現的，但也可以通過與抗Fas抗體的相互作用來實現，Fas/FasL系統被認為是治療腫瘤細胞的主要媒介，包括用于OC的各種癌癥細胞[16]。有研究證明，在上皮性卵巢癌組織中存在Fas表達的下調和Fasl表達的增加[17]。在腫瘤發生或腫瘤轉移過程中，腫瘤形成多種機制來逃避宿主的免疫應答，Fas配體的上調的表達可能是這種機制之一。眾所周知，Fas/FasL系統在觸發細胞凋亡過程中起著關鍵性的作用。 有研究表明，在骨肉瘤細胞和黑色素瘤細胞中，PEDF通過Fas/FasL通路抑制了VEGF誘導的血管形成[18]，據此推測在卵巢癌中也可能如此。

2.FAS/FASL信號通路與卵巢癌：血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)最常見的類型是VEGF-A、-B、-C和-D以及胎盤生長因子- 1和- 2。VEGFR受體(VEGFR)分為VEGFR-1、-2和-3，其中VEGFR-2主要分布在腫瘤血管內皮表面，調節腫瘤血管的生成。VEGFR在腫瘤細胞中的存在提示VEGF的激活，尤其是VEGF-A的激活，對腫瘤細胞的增殖也有重要作用，VEGF-A與VEGFR-2相互作用激活多種細胞內信號通路導致內皮細胞增殖、遷移、存活和通透性增加[19]。VEGF與VEGFR結合,形成二聚體及酪氨酸發生自身磷酸化,激活并將細胞膜/細胞質激酶級聯反應信號傳遞到細胞核,可引發內皮細胞的一系列變化，促進新生血管形成，通過阻斷VEGF和VEGFR之間的相互作用，以及通過抗VEGF或抗VEGFR分子，可以實現抗血管生成作用[20]。VEGF家族的蛋白和受體對腫瘤血管生成和腫瘤生長和轉移具有重要作用[21]。在卵巢癌婦女中，研究證明比較卵巢不同組織中VEGF蛋白的表達水平，發現卵巢癌組織VEGF蛋白過度表達。高血清VEGF是腹水、晚期疾病、未分化組織學、轉移數目和存活率降低的獨立危險因素，較高的血管內皮生長因子水平與臨床侵襲性行為相關。文獻報道VEGF表達與卵巢惡性腫瘤內的微血管密度呈正相關，VEGF表達者MVD顯著高于不表達者，因此血管形成是卵巢癌發展、轉移的一個基本特征[22]。VEGF是血管生成和腫瘤進展的關鍵。VEGF參與PI3K/AKT以及細胞外調節激酶(ERK1/2)，絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)等信號通路，其中PI3K/AKT信號傳導通路在卵巢癌血管生成中起著重要作用，可能與PI3K/AKT通路參與VEGF的產生進一步促進新生血管形成有關[23]。

色素上皮衍生因子(Pigment epithelium derivative factor，PEDF)廣泛表達于心、肝、睪丸、卵巢、前列腺、結腸和脊髓等組織，其是一種重要的抗腫瘤因子，能夠通過多種途徑抑制腫瘤的生長，其能夠抑制腫瘤血管的新生，或者直接抑制腫瘤細胞的增殖、侵襲和轉移，同時還能夠促進腫瘤細胞的凋亡。PEDF是血管生成的最強抑制劑。PEDF和VEGF之間呈負相關，特別表現在PEDF水平低與轉移的發生率和惡性腫瘤預后不良相關的癌癥中，PEDF與化療藥物相結合作為腫瘤血管生成和腫瘤細胞治療劑的優勢之一是靶向新血管生長的能力，而不會破壞預先存在的脈管系統[24]。PEDF通過下調腫瘤細胞中HIF-1α的表達和增強抑制VEGFR2誘導的血管生成的VEGFR1′SC-末端的γ-分泌酶依賴性切割而發揮作用，從而抑制VEGF的表達作用[25]。PEDF靶向多途徑在惡性腫瘤細胞中發揮重要作用，通過血管內皮細胞凋亡和VEGF表達減少作為抗腫瘤血管生成的抗血管生成因子。PEDF在VEGF的存在下，能夠發揮其誘導內皮細胞凋亡以及抑制內皮細胞遷移和血管形成的作用。除了細胞凋亡外，還發現PEDF阻斷血管內皮細胞遷移和管狀形成，因為它阻斷P13K/AKT的磷酸化，其中VEGF激活的p13K/AKT參與了血管生成[26]。有趣的發現，PEDF在源自某些組織(包括前列腺癌，卵巢癌和胰腺癌)的癌癥中發揮抑制作用[27]。Cheung等人首次報道了PEDF在卵巢中的表達，沉默PEDF表達可引起卵巢表面上皮癌變[28]。PEDF通過抑制新生血管形成間接抑制卵巢腫瘤生長，目前PEDF對新生血管的抑制機制可能包括以下途徑:1、激活內皮細胞fas/fasl死亡通路，導致內皮細胞凋亡；2、中斷促血管生成因子和抗血管生成因子之間的平衡，尤其是抑制血管內皮生長因子VEGF的表達及作用，PEDF能夠通過調節AKT、MAPK和FAS/FASL這三條通路阻斷VEGF誘導的促有絲分裂信號。

目前，卵巢癌的早期診斷與晚期治療存在較大空缺，卵巢癌與異常通路之間存在密切聯系，應當加強基礎研究與臨床應用的結合，化療耐藥是影響晚期卵巢癌患者預后的主要原因，對PI3K/AKT等通路機制的研究可以改善耐藥性對治療效果的影響；細胞凋亡的異常調節促進癌癥的發生，Fas/FasL信號通路是細胞凋亡的主要調控途徑之一，Fas/FasL系統被認為是治療腫瘤細胞的主要媒介，并且這些通路參與腫瘤的血管形成。近年來，抗腫瘤血管形成藥物是一個治療熱點，這些通路必將指導今后的研究方向。因此，通過對PI3K/AKT，FAS/FASL通路與婦科惡性腫瘤的不斷深入研究，了解此通路在婦科腫瘤發生中的具體機制，尋找其最有效的治療靶點，有望研制出更有效、更安全的靶向抗腫瘤藥物，為晚期惡性婦科腫瘤患者提供有效的治療。