鼻咽癌放射抗拒相關(guān)信號通路的研究進展

何瑞源，龔小妹，歐春麗，張文玉，周小雷，繆劍華，，4，王碩

1 廣西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，南寧530200；2 廣西藥用植物園廣西藥用資源保護與遺傳改良重點實驗室；3 廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院藥學(xué)部；4 廣西藥用植物園廣西壯族自治區(qū)中藥資源智慧創(chuàng)制工程研究中心

鼻咽癌（NPC）是我國南方和東南亞地區(qū)常見的一種惡性腫瘤，具有原發(fā)部位隱蔽、早期不易發(fā)現(xiàn)、惡性程度高、病理分化差、易出現(xiàn)早期轉(zhuǎn)移及易呈浸潤性生長等臨床特點，EB病毒（EBV）感染是其發(fā)病的重要因素之一［1］。放射治療是NPC最主要的治療手段，但放療后腫瘤殘留和復(fù)發(fā)常導(dǎo)致NPC治療失敗，如何提高NPC的放療敏感性成為當(dāng)前一個亟待解決的問題。腫瘤放療抵抗與多種信號通路有關(guān)，尤其是促生存信號通路。抑制細(xì)胞增殖和遷移、促進細(xì)胞凋亡和自噬、抑制DNA損傷修復(fù)、抑制腫瘤干細(xì)胞（CSCs）轉(zhuǎn)化以及改變腫瘤微環(huán)境等，是放射敏感信號通路調(diào)控腫瘤放療抵抗的生物學(xué)基礎(chǔ)。目前，NPC放射抗拒的分子機制尚不完全清楚。闡明參與NPC 放射抗拒的信號通路有利于尋找有價值的腫瘤預(yù)測標(biāo)志物和放射敏感分子靶標(biāo)，這對提高臨床療效和患者生存率均具有重要意義。本文對NPC 放射抗拒的主要信號通路進行歸納總結(jié)，以期為克服NPC 放療抵抗和提高NPC放射敏感性提供新的思路。

1 NF-кB信號通路

NF-кB 是細(xì)胞內(nèi)重要的核轉(zhuǎn)錄因子，具有明顯抑制細(xì)胞凋亡的作用，與腫瘤的發(fā)生、生長和轉(zhuǎn)移等過程密切相關(guān)。哺乳動物NF-кB 家族有5 個成員，包 括 NF-кB1（p50/p105）、NF-кB2（p52）、RelA（p65）、RelB 和 c-Rel，它們有一個共同的氨基末端Rel同源性結(jié)構(gòu)域。通常情況下，NF-кB與其抑制蛋白IкB 結(jié)合，以失活的形式存于細(xì)胞質(zhì)中；當(dāng)受到細(xì)胞因子、自由基、放射線、紫外線等刺激時，上述因素可促使 NF-кB 轉(zhuǎn)錄進入細(xì)胞核內(nèi)，活化的 NF-кB 可誘導(dǎo)超過200 個基因表達，這些基因已被證明在多種腫瘤中發(fā)揮抑制細(xì)胞凋亡、促進細(xì)胞增殖和遷移以及參與放化療抵抗的作用［1］。研究發(fā)現(xiàn)，NF-кB相關(guān)蛋白在NPC 組織中存在異常高表達，且與NPC放射抗拒能力有關(guān)［2］。

CSCs 是放療耐受的主要原因之一，且CSCs 的放射抗性與 NF-кB 過表達有關(guān)。WU 等［3］發(fā)現(xiàn)，2-甲氧基雌二醇能抑制人鼻咽癌干細(xì)胞（NPCSCs）的增殖和遷移，通過抑制p65 蛋白表達來降低缺氧誘導(dǎo)因子1（HIF-1）活性，從而逆轉(zhuǎn)上皮—間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT），具有放射增敏的作用。LIANG 等［4］研究發(fā)現(xiàn)，咖啡酸苯乙酯對NF-кB 信號通路有明顯的抑制作用，通過抑制NF-кB p65 核異位，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和抑制細(xì)胞轉(zhuǎn)移，提高了NPC 細(xì)胞的放射敏感性。LI 等［2］發(fā)現(xiàn)，在 NPC 組織中常檢測到 miR-125b上調(diào)，與NPC 放射耐受性顯著相關(guān)；進一步研究表明，miR-125b 過表達可通過靶向腫瘤壞死因子α誘導(dǎo)蛋白3（（TNFαIP3），從而激活NF-кB 信號通路，增強NPC 的抗放射能力。因此，激活NF-кB 通路可增強NPC 的細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移能力，并抑制放射誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，有利于NPC的放射抵抗。

2 絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路

MAPK 信號通路是調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化和存活的重要途徑，在細(xì)胞中受到嚴(yán)格調(diào)控［5］。MAPK 信號通路在NPC 放射抗拒中研究較多的是c-Jun 氨基端激酶（JNK）和細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK）。通常在腫瘤組織中JNK 活性降低，對細(xì)胞具有抗凋亡作用［5］。HE 等［6］研究發(fā)現(xiàn)，苯并噻唑-2-硫醇衍生物（SKLB-163）可通過靶向抑制RhoGTP 酶解離抑制因子（RhoGDI），進而激活JNK-1 信號通路，在體內(nèi)和體外抑制NPC 細(xì)胞增殖、遷移和促進細(xì)胞凋亡，有放射增敏作用。另外，大黃酸衍生物（RP-4）通過上調(diào)Rac1/NADPH 途徑誘導(dǎo)NPC 細(xì)胞產(chǎn)生活性氧（ROS），導(dǎo)致 DNA 損傷反應(yīng)，且生成的 ROS 能激活JNK/AP-1 信號通路，促進 NPC 細(xì)胞凋亡［7］。然而，也有上調(diào)JNK 信號通路促進NPC 放射抵抗的相關(guān)報道。OU 等［8］研究發(fā)現(xiàn)，在放射條件下，CNE-2 多細(xì)胞球體通過激活應(yīng)激激活蛋白激酶（SAPK）/JNK通路，促進整合素αV 表達，從而增強腫瘤細(xì)胞之間的黏附作用，并促進放射抵抗。YANG 等［9］研究認(rèn)為，由EBV 編碼的潛伏膜蛋白1（LMP1）可通過上調(diào)JNKs/c-Jun 途徑，促進HIF-1 和血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）表達，反而導(dǎo)致NPC 細(xì)胞血管生成增多和放射敏感性降低。因此，JNK 信號通路可能具有雙向調(diào)節(jié)NPC細(xì)胞放射敏感性的作用。

ERK 的激活能誘導(dǎo)細(xì)胞增殖，并賦予細(xì)胞生存優(yōu)勢，與腫瘤放射抗拒密切相關(guān)［5］。RUAN 等［10］研究發(fā)現(xiàn)，Raf-1激酶抑制蛋白（RKIP）通過降低Raf-1/MEK/ERK 信號通路的 MEK 和 ERK 磷酸化，從而抑制NPC 細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移能力，并促進細(xì)胞死亡和G2/M 細(xì)胞周期阻滯，增強了NPC 細(xì)胞的放射敏感性。ZHUO 等［11］研究發(fā)現(xiàn)，CNE-2 細(xì)胞 TWIST 基因敲除后，可通過抑制ERK 信號通路增加放射誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，明顯提高CNE-2細(xì)胞對放射的敏感性，但對JNK 和p38 MAPK 通路無明顯影響。還有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，漢防己甲素通過抑制MEK/ERK 途徑誘導(dǎo)細(xì)胞保護性自噬，從而使NPC 放療致敏［12］。由此可知，MAPK 信號通路是通過促進細(xì)胞增殖、遷移、自噬，抑制細(xì)胞凋亡，改變腫瘤微環(huán)境等方面，發(fā)揮增強NPC放射抗拒能力的作用。

3 PI3K/AKT/mTOR信號通路

PI3K/AKT/mTOR 信號通路在調(diào)控細(xì)胞生長、分化、遷移、存活以及血管生成和代謝等方面發(fā)揮重要作用，其異常調(diào)控可能導(dǎo)致多種惡性腫瘤的發(fā)生。據(jù)報道，PI3K/AKT/mTOR 信號通路的異常激活會導(dǎo)致編碼 PI3K、PTEN、RAS 和 EGFR 的基因發(fā)生突變，這些突變基因會增加腫瘤抗放射的特性［13］。有學(xué)者認(rèn)為，PI3K/AKT/mTOR 信號通路在放射治療反應(yīng)中的激活是腫瘤放射抗拒的主要機制［13］。MA 等［14］研究發(fā)現(xiàn)，RNA 結(jié)合基序蛋白 3（RBM3）在耐放射NPC 組織和細(xì)胞中過表達，且RBM3 是通過激活PI3K/AKT 通路而促進下游抗凋亡蛋白Bcl-2 表達的。此外，EBV 編碼的LMP1 和LMP2A 也可直接激活PI3K/AKT 信號通路，調(diào)節(jié)NPC 細(xì)胞存活、凋亡和放療抵抗［15］。WANG 等［16］研究認(rèn)為，天花粉蛋白通過抑制PI3K/AKT 信號通路上調(diào)cleaved Caspase-3 表達，能增強放射誘導(dǎo)人鼻咽癌SUNE-1 細(xì)胞凋亡，從而提高NPC 細(xì)胞的放射敏感性。LIU 等［17］認(rèn)為，抑制 PI3K 和 mTOR 活性能有效抑制NPC 細(xì)胞的增殖和侵襲，并提高放射誘導(dǎo)的細(xì)胞周期阻滯和凋亡作用。還有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，抑制PI3K/AKT/mTOR 信號通路能誘發(fā)NPC 細(xì)胞自噬性死亡，并阻止 NPC 細(xì)胞的遷移和 EMT［18］。因此，抑制PI3K/AKT/mTOR 信號通路是增強NPC 細(xì)胞放射敏感性的有效途徑。

4 p53信號通路

p53 是人體重要的抑癌基因，其介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在調(diào)節(jié)細(xì)胞正常生命活動中發(fā)揮重要作用。p53 基因通過激活細(xì)胞周期阻滯、DNA 修復(fù)、抑制血管生成和促進細(xì)胞凋亡來抑制腫瘤生長。然而，p53基因突變常導(dǎo)致腫瘤發(fā)生，還能促進腫瘤的侵襲性和放療抵抗［1］。目前研究最廣泛的是p53 在細(xì)胞周期阻滯和細(xì)胞凋亡中的作用，這也與NPC 放射敏化過程有關(guān)。WANG 等［19］研究發(fā)現(xiàn)，miR-372 過表達可通過靶向抑制PDZ 結(jié)合激酶（PBK）活性來激活p53 信號通路，從而促進NPC 細(xì)胞凋亡和周期阻滯，增強NPC 細(xì)胞的放射敏感性。此外，激活p53 信號通路也可促進 NPC 細(xì)胞 DNA 損傷。SUN 等［20］指出，利魯唑可通過ATM/p53 途徑協(xié)同放射誘導(dǎo)的DNA損傷和G2/M 周期阻滯，發(fā)揮促進NPC 細(xì)胞凋亡的作用。還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍與放射聯(lián)用能顯著抑制NPC 細(xì)胞增殖，通過激活p53 通路抑制DNA 損傷修復(fù)和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，實現(xiàn)放射增敏作用［21］。因此，p53 信號通路的正常激活對NPC 細(xì)胞有很強的殺傷作用，可通過誘導(dǎo)NPC 細(xì)胞發(fā)生周期阻滯、凋亡和抑制DNA損傷修復(fù)來增強放療敏感性。

5 JAK/STAT信號通路

JAK/STAT 信號通路在調(diào)節(jié)細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和細(xì)胞發(fā)育中具有重要意義，包括傳遞細(xì)胞因子和生長因子信號、促進造血、調(diào)節(jié)免疫、炎癥、細(xì)胞增殖和凋亡等。在癌細(xì)胞中阻斷JAK/STAT 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)可以抑制癌細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移，并阻止癌細(xì)胞逃避諸如細(xì)胞凋亡和侵襲的生長控制機制。在耐放射NPC 組織和細(xì)胞中，JAK/STAT 信號通路異常激活，并與NPC 細(xì)胞的放射抵抗有關(guān)［22］。YANG 等［23］研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素通過調(diào)節(jié)circRNA 網(wǎng)絡(luò)抑制NPC 細(xì)胞中STAT3、EGFR 和生長因子受體結(jié)合蛋白（2GRB2）表達，實現(xiàn)放射增敏作用。LI 等［24］研究指出，白花丹素通過誘導(dǎo)ROS 積累，抑制GSK3β/STAT3 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，從而抑制6-10B 細(xì)胞增殖和誘發(fā)G2/M 周期阻滯。JIANG 等［25］研究發(fā)現(xiàn)，硼替佐米通過抑制 STAT1 磷酸化和核異位下調(diào)γ 干擾素誘導(dǎo)的吲哚胺2，3-雙加氧酶（IDO）表達，從而阻止NPC 細(xì)胞的免疫逃避機制。此外，激活JAK/STAT3 信號通路能促進抗凋亡基因 Survivin、Mcl-1 和 Bcl-2 表達，降低放射誘導(dǎo)NPC 細(xì)胞凋亡的作用［22］。由此可知，在 NPC 細(xì)胞中阻斷JAK/STAT 信號通路能有效抑制細(xì)胞增殖、促進細(xì)胞凋亡和調(diào)節(jié)免疫，從而增強NPC 細(xì)胞的放療敏感性。

6 Notch信號通路

Notch 是一種在進化上高度保守的配體—受體信號通路，在調(diào)節(jié)細(xì)胞分化、增殖、凋亡、血管生成、EMT 和組織內(nèi)穩(wěn)態(tài)中具有重要作用。哺乳動物有4種 Notch 受體（Notch1～4）和5 種Notch 配體（Deltalike 1，3，4和Jagged1、Jagged2），在多種人類癌癥中均存在Notch 通路的異常激活。在NPC 組織中也發(fā)現(xiàn)Notch 信號通路過表達，其過表達增強了NPC 血管生成、侵襲和轉(zhuǎn)移能力［26］。此外，Notch 通路還與NPCSCs的干細(xì)胞特性維持有關(guān)［27］。YU等［28］研究發(fā)現(xiàn)，γ-分泌酶抑制劑GSI 能顯著下調(diào)Notch1 和Hes-1表達，通過抑制Notch 信號通路增強放射誘導(dǎo)的抗細(xì)胞增殖和凋亡作用，從而提高CNE-2 細(xì)胞的放射敏感性。還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，下調(diào)Numb/Notch1 信號通路能有效抑制NPC 細(xì)胞遷移和侵襲，并可能是通過影響下游Hes-1、Jagged1和c-Myc信號分子實現(xiàn)放射增敏作用的［26］。由此說明，Notch 信號通路參與了NPC 細(xì)胞放射抗拒能力的形成，抑制該通路可實現(xiàn)NPC細(xì)胞的放射增敏作用。

7 Wnt/β-catenin信號通路

Wnt/β-catenin 信號通路又稱為典型 Wnt 信號通路，參與調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化、凋亡、遷移、侵襲和組織穩(wěn)態(tài)等多種生理過程。β-catenin是經(jīng)典Wnt信號通路的重要組成部分，其在靜止的細(xì)胞中與ECadherin 的細(xì)胞內(nèi)部分結(jié)合，參與細(xì)胞間黏附作用；在Wnt 信號通路激活的細(xì)胞中，β-catenin 由細(xì)胞質(zhì)進入細(xì)胞核，并與下游轉(zhuǎn)錄因子TCF/LEF 結(jié)合形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合物，從而激活 TCF/LEF 的轉(zhuǎn)錄活性［1］。研究表明，Wnt/β-catenin 信號通路失調(diào)可導(dǎo)致多種實體腫瘤和血液惡性腫瘤的發(fā)生和發(fā)展，還能促進腫瘤的治療抵抗［1］。

HE 等［29］研究顯示，耐放射的 NPC 組織中 βcatenin表達水平明顯高于鼻咽上皮組織和正常NPC組織；進一步研究表明，β-catenin過表達可通過激活TCF/LEF 轉(zhuǎn)錄活性，從而上調(diào)Cyclin D1 表達和下調(diào)GSK-3β 表達，發(fā)揮降低放射誘導(dǎo)的NPC 細(xì)胞G2/M周期阻滯和凋亡的作用。LUO 等［30］研究發(fā)現(xiàn)，叉頭框蛋白 O3a（FOXO3a）基因敲除能激活 Wnt/βcatenin 信號通路和誘導(dǎo)EMT，在體內(nèi)和體外促進NPC 放射抵抗。還有研究指出，經(jīng)放射后的CNE-2細(xì)胞Wnt-2b 表達上調(diào)，且耐放射CNE-2-Rs 細(xì)胞也存在Wnt-2b過表達；而miR-324-3p和miR-185-3p可通過靶向抑制Wnt-2b活性，有效抑制NPC 細(xì)胞增殖和 EMT，實現(xiàn)放射增敏作用［31-32］。由此可知，激活Wnt/β-catenin 信號通路能促進NPC 細(xì)胞增殖、遷移和EMT，并抑制細(xì)胞凋亡，與NPC 細(xì)胞的放療抵抗密切相關(guān)。

8 DNA損傷修復(fù)途徑

電離輻射主要通過引發(fā)DNA 雙鏈斷裂（DSBs）誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡的。研究表明，DSBs修復(fù)能力不僅與腫瘤易感性有關(guān)，還與腫瘤的放射敏感性密切相關(guān)［33］。非同源末端連接（NHEJ）和同源重組（HR）是哺乳動物細(xì)胞DSBs 的主要修復(fù)途徑，而DNA 依賴性蛋白激酶（DNA-PK）由Ku 蛋白（Ku70/Ku80）的異源二聚體和催化亞基DNA-PKcs 組成，其在DSBs的 NHEJ 修復(fù)途徑中起關(guān)鍵作用［34-35］。DI 等［34］研究發(fā)現(xiàn)，在耐放射NPC 細(xì)胞系中染色質(zhì)組裝因子1 亞基 B（CHAF1B）表達顯著上調(diào)，CHAF1B 可通過DNA-PK 途徑促進DNA 損傷修復(fù)和抑制細(xì)胞凋亡，從而增強放射抗性。LU等［35］研究顯示，由EBV編碼的LMP1 通過激活DNA-PK/AMPK 信號途徑而抑制DSBs損傷反應(yīng)，從而促進NPC細(xì)胞的放療耐受。還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)［21］，二甲雙胍聯(lián)合放射能明顯降低NPC細(xì)胞中DNA-PK、Ku70 和Ku80 蛋白表達，其機制可能是通過NHEJ 和HR 修復(fù)途徑抑制DSBs 修復(fù)能力，從而實現(xiàn)放射增敏作用。

綜上所述，放療是目前NPC 患者的主要治療方法，但放療耐受會導(dǎo)致患者預(yù)后不良，容易復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移，從而導(dǎo)致治療失敗。目前迫切需要闡明NPC 放射抗拒的分子機制，并開發(fā)克服NPC 耐藥和提高NPC 放射敏感性的新治療策略。NF-кB、MAPK、PI3K/AKT/mTOR、p53、JAK/STAT、Notch、Wnt/βcatenin 以及DNA 損傷修復(fù)信號通路等均與NPC 放療抵抗能力的形成有關(guān)。此外，EBV 感染也與NPC的放射耐受性密切相關(guān)，其編碼的產(chǎn)物可激活JNK、PI3K/AKT 和DNA-PK/AMPK 等信號通路，從而促進NPC 放療抵抗。目前，臨床上可通過藥物、基因水平、蛋白水平及其介導(dǎo)的細(xì)胞信號通路抑制NPC細(xì)胞增殖、遷移、侵襲和DNA 損傷修復(fù)，以及促進細(xì)胞凋亡、自噬和周期阻滯、改善腫瘤微環(huán)境（如抗腫瘤血管生成、調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)和增強免疫）等提高NPC 的放療敏感性。由于NPC 放射抗拒信號通路繁多復(fù)雜，且各個通路之間存在交叉靶點，相互作用的細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)之間的復(fù)雜串?dāng)_可進一步促進NPC 放射抵抗的發(fā)展。因此，對NPC 放射抗拒的主要通路或者關(guān)鍵交叉靶點（如Cyclin D1、c-Myc、βcatenin、AKT、GSK-3β、Bcl-2等）進行深入研究，有望開發(fā)針對NPC 放射抗拒的靶向治療方法，從而減緩疾病進展并提高患者生存率。