前列腺癌增殖機(jī)制的研究進(jìn)展

王慧，相龍全，張祥宇

（1.山東省濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院，山東 濟(jì)寧 272000；2.山東省濟(jì)寧市第一人民醫(yī)院病理科，山東 濟(jì)寧 272000）

0 引言

癌細(xì)胞基本的特征在于維持增殖信號(hào)的能力。正常組織控制增殖信號(hào)有序釋放，調(diào)節(jié)細(xì)胞生長和分裂周期，保證細(xì)胞數(shù)量穩(wěn)態(tài)生長。而腫瘤細(xì)胞通過多種替代方式維持增殖信號(hào)，逃避增殖抑制因素，抵抗細(xì)胞死亡，實(shí)現(xiàn)永生復(fù)制[1]。前列腺腫瘤的生長、增殖問題日益受到關(guān)注，本文從外泌體介導(dǎo)的增殖，腫瘤干細(xì)胞介導(dǎo)的增殖，磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（proteink inaseB/PKB/AKT）/雷帕霉素受體（mammalian target to frapamycin，mTOR）信號(hào)通路，絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activatedprotein kinase，MAPK）信號(hào)通路，SHH/SMO/GLI信號(hào)通路等幾個(gè)部分，對(duì)前列腺癌增殖機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 外泌體介導(dǎo)增殖

外泌體是由細(xì)胞胞吐生成的納米大小脂質(zhì)膜狀體，所有正常細(xì)胞和病理細(xì)胞都可以分泌[2]。前列腺癌細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體，可以攜帶各種生物大分子[3]，包括遺傳物質(zhì)DNA，蛋白質(zhì)，脂質(zhì)等[4]。吳維等[5]分別提取前列腺癌患者和正常人外周血的外泌體，結(jié)果發(fā)現(xiàn)前列腺癌患者外周血外泌體的含量高于正常人，然后用不同濃度的前列腺癌患者外周血的外泌體與前列腺癌細(xì)胞共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)外泌體的濃度越高，細(xì)胞增殖活性越高，提示我們，前列腺癌患者外周血的外泌體濃度與前列腺癌細(xì)胞的增殖有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)[6]，Circ_0044516是一種環(huán)狀RNA，是腫瘤生長過程中的調(diào)節(jié)因子。在來自前列腺癌患者血液和前列腺癌細(xì)胞PC3、DU145、2B4、22RV1的外泌體中，cir c_0044516顯著上調(diào)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，下調(diào)Circ_0044516可以抑制前列腺癌細(xì)胞系2B4、PC3、22RV 1增殖。與前列腺癌相關(guān)的成纖維細(xì)胞來源的外泌體可以攜帶氨基酸和三羧酸循環(huán)過程的中間產(chǎn)物，使腫瘤細(xì)胞在缺乏營養(yǎng)、缺氧的情況更適宜生存[7]。Rid w ana Chow d hury等[8]研究表明，來自前列腺癌細(xì)胞的外泌體促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞分化成肌成纖維細(xì)胞，促進(jìn)腫瘤新生血管生成和腫瘤增殖。Rad en Danarto等[9]提取前列腺癌患者和前列腺增生患者的尿液外泌體，與前列腺增生組相比，前列腺癌患者組外泌體miR-21的表達(dá)增加了，提示我們，外泌體miR-21可能參與了前列腺癌的增殖。上述結(jié)果提示，外泌體介導(dǎo)了前列腺癌的增殖。

2 腫瘤干細(xì)胞介導(dǎo)前列腺癌增殖

在前列腺癌侵襲遷移過程中，腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）包括成纖維細(xì)胞，內(nèi)皮細(xì)胞，免疫細(xì)胞，癌細(xì)胞，腫瘤干細(xì)胞等，是當(dāng)今腫瘤研究的熱點(diǎn)。前列腺癌干細(xì)胞（cancer stem cells，CSC）具有顯著的增殖特性，具有多向分化和自我更新的特性[10-11]。研究發(fā)現(xiàn)，CD44被認(rèn)為是包括前列腺干細(xì)胞在內(nèi)的多種干細(xì)胞的標(biāo)志物[12]，CD44陽性的前列腺癌細(xì)胞比CD 44陰性的前列腺癌細(xì)胞具有更大的增殖能力[13]，CD44同工型CD44v7-10在前列腺癌中過表達(dá)，通過RNAi敲低CD44v7-10會(huì)顯降低前列腺癌細(xì)胞的生長和侵襲[14]。研究發(fā)現(xiàn)，ALDH 1被建議作為前列腺癌的干細(xì)胞標(biāo)志物[15-16]，ALDH 1是一種細(xì)胞質(zhì)酶，參與細(xì)胞內(nèi)毒性物質(zhì)的降解[17]。據(jù)報(bào)道[18]，ALDH 1表達(dá)與PCa患者的腫瘤分級(jí)和預(yù)后相關(guān)，發(fā)現(xiàn)具有高ALDH酶活性的細(xì)胞比具有低ALDH活性的細(xì)胞具有更大的體外增殖潛力，在體內(nèi)前列腺重建試驗(yàn)中觀察到類似的結(jié)果[15]。研究發(fā)現(xiàn)[18]，多梳組基因Bim-1高表達(dá)在前列腺干細(xì)胞中，Bim-1表達(dá)降低，降低了體外前列腺腫瘤形成的能力。NVP-LDE-22是一種SMO抑制劑，NVP-LDE-22通過上調(diào)miR-128抑制Bmi-1，抑制前列腺癌干細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、遷移，從而抑制了小鼠前列腺癌的生長。上述結(jié)果提示，前列腺癌干細(xì)胞參與了前列腺癌的增殖，遷移。

3 PI3K-PKB/AKT-mTOR信號(hào)通路過度激活介導(dǎo)增殖

在前列腺癌細(xì)胞增殖過程中，PI3K/AKT/m TOR途徑是很重要的一個(gè)信號(hào)傳導(dǎo)通路。研究表明[19]，該信號(hào)通路調(diào)控前列腺癌的增殖，生長，侵襲等生物學(xué)行為。PI3K途徑通過不同的機(jī)制被激活。AKT是細(xì)胞周期重要的調(diào)節(jié)因子，可轉(zhuǎn)錄翻譯凋亡相關(guān)基因叉頭轉(zhuǎn)錄因子FOXO3A（腫瘤抑制因子）,使其在細(xì)胞質(zhì)含量增加，細(xì)胞核結(jié)合DNA減少，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞存活[20]。哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（m TOR）是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，也是PI3K/AKT/m TOR的下游底物。有研究[21]報(bào)道了42%的原發(fā)性前列腺癌和100%的轉(zhuǎn)移性前列腺癌的PI3K/AKT/m TOR信號(hào)通路發(fā)生了改變，例如PTEN突變等導(dǎo)致PI3K磷酸化，我們可以推測(cè)，PI3K信號(hào)通路的激活促進(jìn)了前列腺癌的生長，增殖。研究發(fā)現(xiàn)[22]，AKT水平升高的前列腺癌患者比AKT水平不升高的前列腺癌患者，預(yù)后較差，AKT的過度表達(dá)與不良預(yù)后相關(guān)。磷酸化的AKT上調(diào)去勢(shì)抵抗性前列腺癌血管緊張Ⅱ1型受體的表達(dá)，促進(jìn)前列腺癌腫瘤血管生成[23]。研究發(fā)現(xiàn)[24]在限制AKT激酶過渡激活轉(zhuǎn)基因小鼠前列腺模型中，AKT過度激活誘導(dǎo)了前列腺高級(jí)別上皮內(nèi)瘤變。

抑制PI3K信號(hào)通路可以抑制腫瘤細(xì)胞增殖，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。因此PI3K信號(hào)通路抑制劑越來越受到關(guān)注。其大致分為四類：PI3K抑制劑、AKT抑制劑、m TOR抑制劑、雙重抑制劑。雷帕霉素受體（m TOR）有兩種多蛋白復(fù)合物，m TORC1和m TORC2。[25-27]變構(gòu)型m TORC1抑制劑雷帕霉素及其類似物西羅莫司，依維莫司結(jié)合FK 506結(jié)合蛋白，繼而結(jié)合m TORC，抑制下游信號(hào)通路，阻斷PI3K信號(hào)通路。研究發(fā)現(xiàn)[28]，m TOR抑制劑可以促進(jìn)細(xì)胞凋亡和HIF-1依賴性途徑，逆轉(zhuǎn)小鼠AKT激活導(dǎo)致的前列腺高級(jí)別上皮內(nèi)瘤變。上述結(jié)果提示，PI3K/AKT/m TOR信號(hào)通路參與了前列腺癌的增殖，抑制PI3K/AKT/m TOR信號(hào)通路可以抑制體內(nèi)外前列腺癌的增殖，該通路抑制劑對(duì)我們戰(zhàn)勝前列腺癌增加了信心。

4 MAPK介導(dǎo)前列腺癌增殖

M APK信號(hào)通路在細(xì)胞的生長，增殖，腫瘤發(fā)生，轉(zhuǎn)移有很重要的作用[29]。絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）是廣泛存在細(xì)胞內(nèi)的一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶超激酶，亞族包括4個(gè)，細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（extracellularregulated protein kinases，ERK）、P38MAPK和c-jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal k inases，JNK）/應(yīng)激激活蛋白激酶（stress-activated p rotein kinase，SAPK）、ERK5/大絲裂素活化蛋白激酶（big mitogen-activated protein kinase 1,BMK1)，能將細(xì)胞外的信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)，調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、增殖、凋亡。P38MAPK是MAPK家族一種重要的信號(hào)通路，是一種細(xì)胞內(nèi)激酶[30]。研究發(fā)現(xiàn)[31]，在前列腺高級(jí)別上皮內(nèi)瘤變中，運(yùn)用免疫組化和原位熒光等方法檢測(cè)，ERK、JUN、P38均表達(dá)增加，結(jié)果提示，從正常前列腺上皮到高級(jí)別上皮內(nèi)瘤變，提示MAPK信號(hào)通路過度激活介導(dǎo)的細(xì)胞增殖參與了前列腺癌的發(fā)生。李慧等[32]研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用免疫組化方法，使用抗磷酸化MAPK抗體檢測(cè)前列腺癌組織標(biāo)本和癌旁組織的磷酸化MAPK抗原，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，檢測(cè)的前列腺癌組織標(biāo)本都有磷酸化MAPK表達(dá)，前列腺癌旁組織都沒有磷酸化MAPK表達(dá)，癌灶中癌細(xì)胞陽性率大于30%為強(qiáng)陽性，磷酸化MAPK表達(dá)強(qiáng)陽性的比率在Gleason評(píng)分8-10分明顯大于Gleason評(píng)分＜7分，局部浸潤性腫瘤T3期強(qiáng)陽性比率明顯大于局限性腫瘤T1、T2期，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。MAPK磷酸化激活與前列腺癌生長、進(jìn)展有密切關(guān)系。Song Park等研究發(fā)現(xiàn)[33]，組織蛋白酶A通過抑制前列腺癌中的P38MAPK蛋白磷酸化，P38MAPK信號(hào)通路失活，而抑制前列腺癌生長、增殖、侵襲。研究發(fā)現(xiàn)[34]，PD0325901是一種MAPK激酶1抑制劑，單獨(dú)使用雷帕霉素（m TOR抑制劑）和PD0325901或者聯(lián)合使用，抑制PI3K/AKT/m TOR和MAPK/ERK信號(hào)通路，抑制了前列腺癌細(xì)胞的生長和前列腺癌荷瘤小鼠腫瘤生長，聯(lián)合應(yīng)用兩種藥物，可以最佳抑制腫瘤生長，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞凋亡。結(jié)果提示，MAPK信號(hào)通路參與了體內(nèi)外前列腺癌的增殖，抑制MAPK信號(hào)通路可以抑制體內(nèi)外前列腺癌的生長。

5 SHH信號(hào)通路介導(dǎo)前列腺癌增殖

音謂因子（Hed gehog，HH）信號(hào)通路是調(diào)控脊椎動(dòng)物發(fā)育過程中的關(guān)鍵信號(hào)，調(diào)控正常的細(xì)胞模式，生長，存活，分化[35]。在前列腺癌中，HH信號(hào)通路與其腫瘤增殖，浸潤，轉(zhuǎn)移有關(guān)[36]。HH信號(hào)通路有3個(gè)HH配體，包括SHH，IHH，DHH[37]。HH途徑有兩個(gè)受體[38]：負(fù)性調(diào)節(jié)受體PTCH和正性調(diào)節(jié)受體SMO，如果SHH配體與膜受體（Patched）PTCH結(jié)合，PTCH減弱對(duì)SMO的抑制，SMO激活GLI1[39]，調(diào)控下游通路，例如細(xì)胞抑制凋亡因子（BCL-2）、細(xì)胞增殖（細(xì)胞周期蛋白-D1、MYC）、干細(xì)胞自我更新（NANOG，SOX2）、上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（SNAIL）等。在缺乏HH配體的情況下，PTCH抑制SMO的活性，抑制SHH信號(hào)途徑[40]。朱安義等[41]對(duì)前列腺癌組織標(biāo)本和癌旁組織標(biāo)本用逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（RT-PCR）檢測(cè)SHH、PTCH、GLI1 m RNA的表達(dá)，結(jié)果表明，SHH、PTCH、GLI1 mRNA在前列腺癌組織標(biāo)本中的含量表達(dá)都高于前列腺癌旁組織標(biāo)本，在前列腺癌組織標(biāo)本中，SHH、GLI1的表達(dá)與病理分化程度、Gleason評(píng)分、臨床分期呈相關(guān)性（P＞0.5)，病理分化程度越低、Gleason評(píng)分越高、臨床分期越高，SHH、GLI1的表達(dá)越高，GLI1較SHH相關(guān)性更顯著。由此，可以得出，在前列腺癌中，SHH信號(hào)通路的SHH、PTCH、GLI1 mRNA存在過度表達(dá)，SHH信號(hào)通路過度激活的現(xiàn)象，上調(diào)GLI1表達(dá)促進(jìn)前列腺癌的增殖和生長。SHH信號(hào)通路通過上調(diào)Cyclin D/E、N-Myc和FOXM 1來誘導(dǎo)細(xì)胞增殖[42]。SMO抑制劑可以抑制GLI轉(zhuǎn)錄因子下游基因的激活。R Nanta[18]等研究發(fā)現(xiàn)，NVP-LDE-225/Erismodegib是一種SMO抑制劑，使用NVP-LDE-225/Erismodegib處理前列腺癌干細(xì)胞，抑制了前列腺癌干細(xì)胞球體形成，隨著NVP-LDE-225/Erismodegib劑量增加，CSC凋亡蛋白caspase-3和PARP的表達(dá)增加，提示SMO抑制劑劑量依賴性方式誘導(dǎo)前列腺癌干細(xì)胞凋亡。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，NVPLDE-225抑制前列腺癌干細(xì)胞SHH信號(hào)通路的激活，抑制Gli1和Gli2的轉(zhuǎn)錄活性和Gli1/Gli2易位到細(xì)胞核。研究發(fā)現(xiàn)[39,42]，環(huán)巴胺是一種SMO抑制劑，使用環(huán)巴胺抑制SHH/SMO/GLI1，可以抑制前列腺癌增殖，GANT-61是一種GLI抑制劑，在小鼠的前列腺癌模型中，GANT-61減少了前列腺癌生長、增殖，并且顯著降低了PTCH 1m RNA的表達(dá)[39,43]。上述研究結(jié)果提示，SHH信號(hào)通路的異常活化與前列腺癌的增殖有關(guān)，抑制SHH信號(hào)通路可以抑制前列腺癌的增殖。

6 討論與展望

綜上所述，前列腺癌衍生的外泌體，腫瘤干細(xì)胞的介導(dǎo)，脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（PKB/A KT）/雷帕霉素受體（m TOR）信號(hào)通路的過度活化，MAPK信號(hào)通路的異常激活，SHH信號(hào)通路異常活化等方面在前列腺癌增殖過程發(fā)揮作用（圖1），使我們更加清楚前列腺癌增殖的機(jī)制，對(duì)不久的將來戰(zhàn)勝前列腺癌增加了信心。

圖1 前列腺癌增殖機(jī)制研究進(jìn)展示意圖