P38MAPK信號通路在乳腺癌治療中研究進展

錢瑩瑩 張一帆 楊慧欣 楊文杰 徐景偉

(吉林大學第二醫(yī)院乳腺外科，吉林 長春 130041)

據(jù)世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)(IARC)發(fā)布的2020年全球最新癌癥負擔數(shù)據(jù)顯示，乳腺癌新增病例數(shù)226萬，正式取代了肺癌，成為全球發(fā)病率最高的癌癥。2020年中國女性新發(fā)癌癥人數(shù)為209萬，其中乳腺癌占20%。雖然乳腺癌已成為全球治愈率最高的癌癥之一，但乳腺癌的死亡率仍然很高〔1〕。目前，乳腺癌的治療提倡多學科診療(MDT)的綜合治療模式：手術(shù)為主，再根據(jù)患者不同的病情需要輔以放療、化療、內(nèi)分泌治療和分子靶向治療等多種治療手段。分子靶向治療是在細胞分子水平上，藥物進入體內(nèi)與特定的致癌位點相結(jié)合，從而使腫瘤細胞特異性死亡，而不損害正常組織的一種治療方式。由此可見，在分子水平上深入了解乳腺癌發(fā)生發(fā)展的信號通路，可能為乳腺癌的治療提供新的治療靶點。絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路：是絲蛋白/蘇氨酸激酶，其可參與細胞生長、發(fā)育、分化和程序性死亡等一系列細胞生理活動。MAPK共有4個亞族：細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)1/2、P38、c-Jun氨基末端激酶(JNK)、ERK5〔2〕。本文對P38MAPK信號通路在乳腺癌治療中的研究進展進行綜述。

1 P38MAPK的分子結(jié)構(gòu)

P38MAPK存在于大多數(shù)真核細胞內(nèi)，是能將細胞外的信號轉(zhuǎn)導至細胞內(nèi)從而引起細胞反應的一類重要信號，通過調(diào)控細胞的增殖、程序性死亡、自噬等相關(guān)基因和蛋白的表達，發(fā)揮其功能。P38是由360個氨基酸構(gòu)成的、分子質(zhì)量約為38 kD的蛋白質(zhì)。其共有4個異構(gòu)體：MAPK14(編碼p38α)，MAPK11(編碼p38β)，MAPK12(編碼 p38γ)和MAPK13(編碼p38δ)，盡管不同異構(gòu)體的氨基酸個數(shù)和種類有所不同，但它們都有著高度同源性〔3〕。

2 P38MAPK信號轉(zhuǎn)導通路的級聯(lián)反應和功能

2.1P38MAPK信號轉(zhuǎn)導通路的級聯(lián)反應 腫瘤的發(fā)生發(fā)展是各級激酶廣泛聯(lián)系、拮抗、合作的綜合表現(xiàn)〔4〕。P38MAPK信號轉(zhuǎn)導通路也是磷酸化的級聯(lián)反應。其可通過激活多種轉(zhuǎn)錄因子從而發(fā)揮其生物學效應，這些轉(zhuǎn)錄因子可參與細胞生長、程序性死亡和分化等多種功能。P38MAPK被激活后，存在于細胞質(zhì)或細胞核中的轉(zhuǎn)錄因子被激活，進而導致靶基因的表達，從而產(chǎn)生生物學反應。因此利用P38MAPK的上游激活因子、MAPK激酶(MKK)3/6/4的顯性負性突變體及P38MAPK的藥物抑制劑，可起到對P38MAPK信號轉(zhuǎn)導通路的調(diào)控作用，進而影響腫瘤細胞的生物學效應從而起到抑制腫瘤細胞的作用。

2.2P38MAPK信號轉(zhuǎn)導通路在腫瘤細胞中的功能

2.2.1P38MAPK信號轉(zhuǎn)導通路可調(diào)控腫瘤細胞增殖 惡性腫瘤細胞不受正常生長和調(diào)控體系的自動化控制,能實現(xiàn)持續(xù)的分裂和擴散增殖。Doganer等〔5〕猜測p38 siRNA可能是促進細胞增殖和蛋白質(zhì)表達的關(guān)鍵調(diào)控因子，p38基因沉默可為乳腺癌的預防提供新思路。Loesch等〔6〕證實了P38MAPK途徑對RAS癌基因活性的抑制作用。同時也有一些文獻證實 P38MAPK轉(zhuǎn)導通路的活化不僅能促進惡性腫瘤細胞的增殖,還能通過調(diào)控血管的形成來促進惡性腫瘤細胞在人體中的侵襲與轉(zhuǎn)移〔7〕。

研究表明，目前已發(fā)現(xiàn)多種物質(zhì)可通過P38MAPK信號轉(zhuǎn)導通路影響腫瘤細胞的增殖。如Maik-Rachline等〔8〕開發(fā)的針對P38和JNK中的importin結(jié)合區(qū)域的肉豆蔻酰化肽(PERY)，能特異性地阻斷p38和JNK與importins的相互作用，限制其核易位，并抑制其核底物磷酸化。并發(fā)現(xiàn)PERY肽能抑制培養(yǎng)物中幾種癌細胞系的增殖，并能抑制人類乳腺癌異種移植物在小鼠中的生長。Jiang等〔9〕發(fā)現(xiàn)2α-羥基熊果酸可通過調(diào)節(jié)P38MAPK信號轉(zhuǎn)導途徑誘導細胞凋亡或抑制細胞增殖從而表現(xiàn)出抗癌活性。Zhang等〔10〕證實了DNA損傷誘導凋亡抑制物(Noxin)通過P38-ATF2信號通路可以促進乳腺癌細胞的增殖。因此合理開發(fā)和利用這些調(diào)節(jié)劑，對乳腺癌治療的研究也許能起到十分重要的作用。

2.2.2P38MAPK信號轉(zhuǎn)導通路可調(diào)控腫瘤細胞凋亡 目前認為，P38MAPK 促進細胞凋亡的機制是通過促進c-myc表達、激活P53和c-jun、c-fos及促進腫瘤壞死因子(TNF)-α表達等多種途徑來實現(xiàn)細胞凋亡的。研究表明〔11〕，P38MAPK信號通路可通過激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激-ATF6a軸來介導細胞衰老從而誘發(fā)細胞凋亡。Xu等〔12〕發(fā)現(xiàn)通過操縱其上游調(diào)節(jié)劑來調(diào)節(jié)p38活性可影響體內(nèi)腫瘤的發(fā)展，如p38磷酸酶Wip1的缺失則會導致p38活化，從而抑制具有乳腺特異性表達的癌基因erbB2或v-Ha-ras小鼠的乳腺腫瘤的發(fā)生。研究表明，已有多種物質(zhì)被證實了可通過P38MAPK信號通路來抑制腫瘤細胞。如Ryu等〔13〕發(fā)現(xiàn)的A.hirsuta提取物可通過ROS介導的P38MAPK信號通路促進細胞凋亡和阻滯細胞周期。也有學者們發(fā)現(xiàn)依托泊苷、牛蛙卵(SBL)的RNase活性、香葉菊素等都可通過P38MAPK信號途徑誘導腫瘤細胞凋亡〔14～16〕。

2.2.3P38MAPK信號轉(zhuǎn)導通路可調(diào)控腫瘤細胞遷移 來自最初腫瘤的細胞能通過降解基底膜侵入到周圍組織，并擴散到淋巴和血管系統(tǒng)中，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)移。Wada等〔17〕、Wen等〔18〕發(fā)現(xiàn)P38MAPK 信號轉(zhuǎn)導通路在腫瘤細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移中也能起到一定的調(diào)控作用。有人發(fā)現(xiàn)在乳腺癌中，Skp2高表達和Tpl2低表達與Her-2狀態(tài)相關(guān)，Tpl2的表達與P38的激活呈正相關(guān)，Skp2的表達和P38的激活呈負相關(guān)。且發(fā)現(xiàn)Her-2-Akt-Skp2-Tpl2-p38軸在早期病變?nèi)橄侔┘毎臄U散表型中起關(guān)鍵作用，因此抑制Tpl2可促進體內(nèi)腫瘤的早期播散，證實了Her-2-Akt-Skp2-Tpl2-P38級聯(lián)是介導乳腺癌早期播散的新機制，也是靶向早期轉(zhuǎn)移播散新療法的潛在靶點〔19〕。實際上，P38也可通過介導T367磷酸化來誘導EZH2胞漿定位從而促進乳腺癌的轉(zhuǎn)移〔20〕，有研究發(fā)現(xiàn)100%的轉(zhuǎn)移瘤中EZH2表達上調(diào)，63%的轉(zhuǎn)移瘤中EZH2和p-p38同時表達，且與功能結(jié)果一致，EZH2過度表達導致p38和激活的下游通路蛋白水平增加，從而促進腫瘤細胞的遷移。因此敲除EZH2可能降低乳腺癌體內(nèi)轉(zhuǎn)移的可能性。然而，在許多系統(tǒng)中，p38活性也顯示可增加癌細胞的侵襲和遷移能力〔21～23〕。Hong等〔24〕證實了乳腺癌細胞中P38MAPK的敲除可以增加腫瘤細胞的侵襲和遷移活性，并通過調(diào)節(jié)miR365活性促進了乳腺癌腫瘤環(huán)境中IL-6的分泌。異戊內(nèi)脂、人類趨化因子受體等多種物質(zhì)也都被證實可通過P38MAPK途徑起到調(diào)控腫瘤細胞遷移的作用〔25,26〕。

3 P38MAPK信號轉(zhuǎn)導通路在不同分型乳腺癌中的治療作用

3.1P38MAPK 信號通路和ER/PR陽性乳腺癌 ER/PR陽性的乳腺癌(Luminal A型/Luminal B型)是所有乳腺癌中占比最高的一種乳腺癌亞型。臨床上，他莫昔芬和來曲唑是ER/PR陽性乳腺癌患者內(nèi)分泌治療的常用藥物。芳香酶抑制劑(如來曲唑)是絕經(jīng)后患有雌激素依賴性乳腺癌女性的一線治療藥物。這類藥物通過抑制芳香化酶來阻斷雌激素的生物合成，并抑制雌激素依賴性乳腺腫瘤細胞的增殖。然而，一些患者卻出現(xiàn)了治療抵抗力，并且腫瘤繼續(xù)擴散。因此，即使是雌激素依賴性乳腺癌，也有諸多患者預后較差，有待進一步改善治療方案。Walker等〔27〕通過將MCF-7細胞接種到免疫受損的小鼠中，并建立了來曲唑抗性的體外模型，用人芳香酶基因穩(wěn)定地轉(zhuǎn)染了T47D親本細胞系后，發(fā)現(xiàn)P38MAPK途徑的激活可導致ER+芳香酶抑制劑(AI)抵抗。因此，敲除P38或阻斷P38MAPK 信號通路也許能解決來曲唑的抗性問題，改善來曲唑抗性乳腺癌患者的預后。有研究表明他莫昔芬耐藥性的發(fā)展是通過PR的喪失和Her-2的增加及P38MAPK的激活來實現(xiàn)的，該研究利用公認的鼠類異種移植模型，將MCF-7細胞注入免疫受損小鼠的乳腺脂肪墊中，發(fā)現(xiàn)用新型P38α抑制劑RWJ65657治療后可導致乳腺癌腫瘤細胞的生長明顯減慢，證明RWJ67657可同時阻斷基礎(chǔ)的和E2刺激的P38α磷酸化，因此靶向抑制P38MAPK信號途徑可提高ER(+)乳腺癌患者的治療潛力〔28〕。Bhatt等〔29〕通過抑制P38MAPK信號途徑，恢復了ERα陰性乳腺癌細胞的功能性ERα蛋白水平，也恢復了雌激素和抗雌激素對基因表達和增殖的控制，從而為內(nèi)分泌治療無效的患者提供了內(nèi)分泌治療可能性。因此，P38MAPK信號通路的合理開發(fā)利用可為內(nèi)分泌治療抵抗甚至無效的乳腺癌患者提供新的治療前景。

3.2P38MAPK 信號通路和Her-2陽性乳腺癌 有研究表明，細胞核中的P38MAPK與Her-2的表達呈正相關(guān)(P=0.000，R=0.171)〔30〕。Her-2的單克隆抗體曲妥珠單抗是Her-2(+)乳腺癌患者的重要治療藥物，但有些患者對曲妥珠單抗卻沒有反應，表現(xiàn)出所謂的原發(fā)性或內(nèi)在性耐藥。因此Her-2陽性乳腺癌患者的治療也有待進一步研究。Donnelly等〔31〕在實驗中發(fā)現(xiàn)P38激酶的抑制作用或P38的敲除，可提高原發(fā)性和獲得性耐藥細胞系對曲妥珠單抗的敏感性，表明P38MAPK信號通路對Her-2陽性乳腺癌患者的治療具有阻礙作用。他們還發(fā)現(xiàn)與曲妥珠單抗有關(guān)的上游生長因子信號(如GDF15)可通過P38信號傳導在Her-2過表達的乳腺癌中增強曲妥珠單抗的耐藥性和腫瘤細胞的侵襲性。由此說明，敲除P38或抑制P38MAPK信號通路在一定程度上可改善Her-2過表達乳腺癌患者的預后。由此看來，P38MAPK在HER-2陽性乳腺中發(fā)揮重要調(diào)控作用，阻斷P38MAPK信號通路可能部分逆轉(zhuǎn)乳腺癌細胞對抗Her-2治療的耐藥機制。

3.3P38MAPK 信號通路和三陰性乳腺癌 三陰性乳腺癌是一種在分子分型上呈高度異質(zhì)性的腫瘤，具有進展快、難治愈、易復發(fā)等特點。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，三陰性乳腺癌的復發(fā)和轉(zhuǎn)移會導致80%以上的患者特異性死亡〔32〕。因此，研究三陰性乳腺癌的治療對提高乳腺癌患者的整體生存率具有重大意義。先前有報道〔33〕指出，黃連素(BBR)和TNF相關(guān)的凋亡誘導配體(TRAIL)對三陰性乳腺癌細胞具有協(xié)同促凋亡作用。Refaat等〔33〕發(fā)現(xiàn)P38MAPK在陰性乳腺癌細胞中被激活后，可抑制BBR/TRAIL的凋亡作用。可見，P38MAPK 信號通路既可促進也可抑制乳腺癌腫瘤細胞的凋亡，合理利用P38MAPK信號途徑十分重要。近年來，研究表明有多種物質(zhì)可通過P38MAPK信號通路對三陰性乳腺癌起到一定的治療作用。如Fang等〔34〕從TCGA和 Geo數(shù)據(jù)庫中獲得了高通量RNA的表達分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)LncRNA ST8SIA6-AS1在乳腺癌腫瘤組織中呈高表達，且可通過P38MAPK信號通路促進人乳腺癌的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移，因此，LncRNA ST8SIA6-AS1的表達可能是ER和PR雙陰性乳腺癌患者的新預測指標。Gilani等〔35〕開發(fā)了一種新型c-Src抑制劑UM-164，能強效抑制P38激酶活性，從而對三陰性乳腺癌起到一定的治療作用。因此P38在三陰性乳腺癌中的治療作用有待進一步深入研究。

4 P38MAPK信號通路在轉(zhuǎn)移性乳腺癌中的治療作用

4.1P38MAPK信號通路和單純淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移性乳腺癌 乳腺癌是血管依賴性的疾病，且乳腺富含淋巴管網(wǎng)，早期就可以發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。因此，如何檢測和控制淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移對乳腺癌的防治十分重要。血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)-C是一種新發(fā)現(xiàn)的與血管內(nèi)皮生長因子同源的內(nèi)皮細胞生長因子，可通過與其受體VEGFR-3結(jié)合，誘導淋巴管內(nèi)皮細胞的增殖和遷移，Sinn等〔36〕發(fā)現(xiàn)VEGF-C和P38MAPK在乳腺浸潤性導管癌中可能起著協(xié)同作用，P38MAPK信號通路可能參與VEGF-C的調(diào)控，使其影響乳腺浸潤性導管癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。因此阻斷P38MAPK信號通路有可能為淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的預防和治療提供可能性。

4.2P38MAPK信號轉(zhuǎn)導通路和遠處轉(zhuǎn)移性乳腺癌 晚期轉(zhuǎn)移性乳腺癌(MBC)患者的治療選擇十分有限，因此迫切地需要新的治療方法。Zonneville等〔37〕通過對三陰性乳腺癌模型的研究，發(fā)現(xiàn)抑制P38MAPK信號途徑可在腫瘤生長的早期阻止腫瘤的血管生成，并發(fā)現(xiàn)阻斷P38可減少乳腺癌腫瘤細胞的生長和向肺和肝轉(zhuǎn)移，同時抑制P38也可減少腫瘤引起的脾腫大和骨髓的生成。通過他們的進一步研究，發(fā)現(xiàn)實則是因為P38激酶的阻滯阻礙了促腫瘤原性骨髓群體的動員，從而影響了乳腺癌的轉(zhuǎn)移。研究發(fā)現(xiàn)，一種臨床相關(guān)的抗P38藥物可通過阻止腫瘤前髓樣細胞的募集來抑制乳腺癌向肺轉(zhuǎn)移。當然，P38MAPK 也不完全是促進腫瘤細胞的遷移和轉(zhuǎn)移，Guereno等〔38〕發(fā)現(xiàn)蛋白聚糖Glypican(GPC)3可通過P38MAPK途徑的激活抑制腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移和發(fā)展，促進乳腺癌細胞的休眠。現(xiàn)階段，針對晚期乳腺癌患者的治療，主要是以改善患者的遠期生存為目的。因此合理的開發(fā)利用P38MAPK信號通路，有望研究出更有效的藥物來實現(xiàn)這一目標。

5 P38MAPK抑制劑的開發(fā)和利用

P38MAPK信號途徑本身具有多效性，因此它的應用也具有巨大挑戰(zhàn)。據(jù)報道，P38MAPK發(fā)揮促癌作用還是抑癌作用取決于細胞的類型和所處的環(huán)境〔39,40〕，并通過介導炎癥影響腫瘤發(fā)生〔41〕。事實上，選擇性地靶向上游信號雖然可干擾特定的P38MAPK亞型和(或)信號，導致特異性地阻斷促腫瘤信號，但也可能使腫瘤抑制信號受到影響。MKK3和MKK6都已被證實，在特定的環(huán)境下，既可促進腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移〔42～44〕，也可抑制腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移〔45,46〕。因此，選擇性地干預P38MAPK信號通路成員只能在特定的細胞環(huán)境中使用，且需要精確地定制，以便既觸發(fā)預期的反應，又避免嚴重的不良反應。目前，根據(jù)與P38MAPK的結(jié)合方式不同，P38抑制劑可分為兩類：(1)活性位點抑制劑，如SB203580，能競爭性地結(jié)合酶的三磷酸腺苷(ATP)位點；(2)其他抑制劑，BIRB-796等，可遠程結(jié)合并間接干擾ATP結(jié)合。如今已被證實的P38MAPK抑制劑包括SB203580、AMG548、birb796和pamapimod(RO4402257)等〔47〕。多種P38MAPK抑制劑雖已被證實，但至今沒有廣泛應用于臨床。如何合理的利用、開發(fā)出新的更精準、更實用的P38MAPK信號通路調(diào)節(jié)劑有待進一步研究。

綜上，近年來，越來越多的人關(guān)注到了P38MAPK信號通路在乳腺癌中的治療作用。盡管其機制尚未被完全掌握，但仍有多位學者充分證實了P38MAPK是不同類型乳腺癌的潛在治療靶點。充分了解P38MAPK信號通路的作用機制及與腫瘤耐藥性的產(chǎn)生機制，不斷研發(fā)P38MAPK的上游激活因子及P38MAPK的藥物抑制劑，有望為逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥性提供新的方向，并為開發(fā)出高效、高選擇性、低不良反應的靶向治療藥物提供理論依據(jù)。