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自噬基因Beclin1在卵巢癌中的研究进展

2015-03-19杨雪芬综述审校

海南医学 2015年13期
关键词:溶酶体细胞株卵巢癌

杨雪芬 综述,张 颖 审校

(广东医学院附属医院妇产科,广东 湛江 524003)

自噬基因Beclin1在卵巢癌中的研究进展

杨雪芬 综述,张 颖 审校

(广东医学院附属医院妇产科,广东 湛江 524003)

妇科恶性肿瘤中卵巢癌的发病率排名第三,但是死亡率排名第一。自噬是指细胞在缺乏营养和能量等刺激时受损的生物大分子和细胞器被溶酶体包裹降解的过程,自噬参与了细胞的生理和病理过程,近来研究表明自噬对肿瘤的生物学有着复杂且重要的作用。Beclin1是自噬的正向调控基因,Beclinl与肿瘤之间的关系正如自噬与肿瘤之间的关系。自噬基因Beclin1对卵巢癌的发生、发展、治疗和预后有何影响,本文就此作一综述。

自噬;Beclin1;卵巢癌

卵巢癌是妇科三大恶性肿瘤之一,近20年来卵巢癌发病率以每年0.1%的速度增长,并随年龄增长而升高[1]。国家癌症研究会的数据统计,50岁前后诊断为卵巢癌的患者,其五年生存率分别为70.6%、40.6%。患者确诊时多为晚期,该病生存率低且死亡率居首位,术后易复发,是严重威胁妇女健康和生活质量的恶性肿瘤。

1 自噬基因Beclin1的概述

自噬是一种有别于Ⅰ型程序性细胞死亡的细胞凋亡方式,又被称为Ⅱ型程序性死亡。有研究[2]指出自噬是通过调节逆转录RNA来维持基因的稳定性,当自噬受抑制的时候,可能会增加肿瘤相关疾病的发生而且自噬在生物进化中有重要的作用。自噬参与了细胞的整个周期。自噬分为三种类型:巨自噬、微自噬及分子伴侣介导的自噬,巨自噬即自噬。自噬形成的基本步骤如下:首先在细胞内形成一种称为隔离膜或吞噬泡的小囊泡样结构,隔离膜延伸并包裹封闭胞浆需降解的成分形成一个双层膜的结构,即自噬体,自噬体与溶酶体直接融合形成自噬溶酶体,或先与内涵体融合形成自噬内涵体后再与溶酶体融合,包裹的成分最终在溶酶体酶的作用下被降解利用。可通过电镜直接观察自噬体形态学的改变和检测与自噬相关的蛋白如Beclin1来评价自噬对细胞的影响。Beclin1基因也叫BECN1基因,它是自噬体形成的重要基因,1998年Liang等[3]研究发现Beclin1基因与酵母的自噬基因ATG6有高度同源性,是酵母ATG6的同系物。而Laddha等[4]最新的研究采用比对人类癌症基因库的方法,得出人类的肿瘤如卵巢癌、乳腺癌和前列腺癌没有Beclin1基因的突变,Beclin1基因的突变仅出现在研究的小鼠中。BECN1和BRCN1相毗邻,在细胞中剔除BRCN1基因后,发现BECN1没有发生单核苷酸的突变和基因突变,因此他推测BECN1不是引起肿瘤细胞突变的驱动基因,因此不能认为Beclin1是抑癌基因,它只是人染色体17q21区域上百个基因中的一个,真正发生突变的很有可能是BECN1。

2 自噬与肿瘤的关系

自噬对肿瘤的作用是动态而且复杂的,因肿瘤的类型、肿瘤的分期不同都会对自噬的作用产生影响。Kang等[5]研究发现Beclin1在原发性肝癌组织中的表达明显高于肝硬化、肝炎及正常的肝组织。表明Beclin1在肝癌组织中高表达,说明Beclin1可能会促进肿瘤发生、发展。Degenhardt等[6]研究人员通过在Beclin1+/-且同时高表达抗凋亡基因Bcl-2的小鼠肾上皮细胞中,代谢应激后出现了细胞的大量坏死,而在Beclin1+/+同时高表达Bcl-2的细胞则表现出抗代谢应激反应降低。将上述两种细胞种植到小鼠体内后,前种细胞的致瘤速度快于后者,而且伴有肿瘤组织坏死、出现炎症反应。我们认为Beclin1介导的自噬作用是预防肿瘤坏死及炎症反应、抑制肿瘤发生发展的重要途径。因此有学者认为Beclin1可通过调控自噬抑制肿瘤的生长,因此可作为抑癌基因的候选基因。但Kimmelman[7]认为对于肿瘤生长期自噬抑制肿瘤细胞的生长,肿瘤生成以后自噬发挥的则是促进肿瘤细胞生长的作用。Zou等[8]通过对肺癌细胞株的研究表示缺氧诱导的自噬可以通过观察Beclin1的表达来评估,其可能作为肺癌细胞抗辐射治疗的靶基因。Weng等[9]在口腔癌的研究得出自噬相关基因Beclin1与口腔癌细胞株的侵袭、转移和增殖有关。Beclin1基因或可作为治疗口腔癌的一个靶点。Jiang等[10]的研究则表明Beclin1的表达降低可能与非小细胞性肺癌患者的生存率低相关。随着研究的深入,表明自噬不仅与肿瘤的发生发展相关,并且会影响到肿瘤患者的治疗和预后。到目前为止,学术界仍无统一定论。

3 自噬基因Beclin1与卵巢癌

自噬基因Beclin1与肿瘤的关系复杂,如果能找到自噬基因Beclin1与卵巢癌的发生、发展、预后和转移之间的关系,将为卵巢癌的治疗提供一种新的思路和途径。近来有很多文献报道自噬基因Beclin1与卵巢癌的关系,但是仍没有统一的定论。在妇科其他肿瘤如宫颈癌中的自噬研究也同时表明自噬相关基因的表达水平会影响Hela宫颈癌细胞株的凋亡,该研究[11]发现抑制剂处理后的Hela宫颈癌细胞株,通过下调Bcl-2的表达水平影响自噬体的形成和凋亡的发生,下调凋亡前体的Bcl-2家族则引起凋亡的发生,但是下调抗凋亡的Bcl-2家族能在Hela细胞中快速诱导自噬的形成。在治疗方面,有研究者[12]在体外通过唑来膦酸作用宫颈癌细胞株认为该药物通过调节自噬相关蛋白得出其可诱导宫颈癌细胞的凋亡与自噬,自噬基因Beclin1与卵巢癌的相关性如下:

3.1 自噬基因Beclin1与卵巢癌的发生 Qu等[13]发现在乳腺癌、卵巢癌和前列腺癌中40%~75%有自噬基因Beclin1的等位缺失,用基因敲除的小鼠证明Beclin1的缺失会引起自噬的降低和细胞的增殖,其可能与肿瘤的发生有关。Laudański等[14]在人卵巢癌标本用检测与mTOR信号通路相关的基因发现在卵巢癌组织标本中较正常卵巢组织和卵巢良性肿瘤Beclin1高表达,表明Beclin1与卵巢癌的发病机制可能相关。Shen等[15]的研究也表明在卵巢癌组织中自噬相关蛋白LC3和Beclin1都是低表达的,自噬的下降可能与卵巢癌的发生发展相关。

3.2 自噬基因Beclin1与卵巢癌细胞的生长Duan等[16]用构建自噬基因Beclin1的真核表达载体pcDNA3.1/Beclin1,将其稳定转染人卵巢癌细胞株SKOV3细胞,实现Beclin1在SKOV3中的过表达的方法;再用MTT法分析Beclin1过表达对SKOV3增殖的影响,用流式细胞仪检测凋亡和自噬情况,电镜和荧光显微镜下观察自噬现象。研究结果表明:自噬基因Beclin1的过表达可能抑制SKOV3细胞在体内外的生长。该研究提示Beclin1可能参与了卵巢癌的发生、发展,亦表明了Beclin1在卵巢癌基因治疗的潜在作用。而Smith等[17]用自噬抑制剂体外研究对卵巢癌细胞株SKOV3、T80的影响中,结果表明自噬可能保护卵巢癌细胞。细胞的自噬被抑制后,凋亡水平没有下降反而提高。

3.3 自噬基因Beclin1与卵巢癌的治疗 卵巢癌细胞治疗包括手术治疗,放化疗但是治疗效果不佳,卵巢癌的死亡率仍居高不下。Tian等[18]研究发现沙奎那韦能有效的诱导SKOV3细胞内质网应激,内质网应激可以降低SKOV3细胞对顺铂的敏感性,其机制可能是内质网应激调控了自噬相关的mTOR信号通路和Beclin1的表达,内质网应激系统和自噬也许可以成为肿瘤细胞化疗和降低细胞耐药的新途径。De等[19]用印度醋粟萃取物在体内外实验研究中发现,可抑制卵巢癌细胞的增殖效应,通过自噬相关基因Beclin1和LC3的表达增高和血管生成相关因子及缺氧诱导因子的途径,表明印度醋粟萃取物抑制卵巢癌细胞OVCA3的增殖,可能通过自噬途径,为卵巢的治疗提供了新的方法。Bartholomeusz等[20]研究表明PEA15在卵巢癌组织中高表达的患者生存率较低表达的要高,预测该因子可作为卵巢癌预后的重要指标。

4 展望

关于自噬基因Beclin1对卵巢癌的影响是促进还是抑制作用,至今仍没有定论。有研究者甚至研究发现自噬基因Beclin1对人类肿瘤细胞没有致突变作用,不能作为抑癌基因的候选基因。自噬基因Beclin1究竟对细胞有无影响,其介导的自噬对肿瘤细胞的凋亡是否有促进作用,相关机制是什么仍需要更深入的研究,如果能找到其确切机制阐明作用原理,能为治疗卵巢癌的提供一种新途径,对诊断和治疗卵巢癌患者及判断预后来说意义重大。

[1]闫晓娟,鹿 欣.卵巢肿瘤[M].北京:科学技术文献出版社,2009: 25-28.

[2]Guo H,Chitiprolu M,Gagnon D,et al.Autophagy supports genomic stability by degrading retrotransposon RNA[J].Nat Commun, 2014,5:5276.

[3]Liang XH,Jackson S,Seaman M,et al.Induction of autophagy and inhibition of tumorigenesis by beclin1[J].Nature,1999,402(6762): 672-676.

[4]Laddha SV,Ganesan S,Chan CS,et al.Mutational landscape of the essential autophagy gene BECN1 in human cancers[J].Mol Cancer Res,2014,12(4):485-490.

[5]康凯夫,王晓蔚,陈小伍,等.Beclin1在原发性肝细胞癌中的表达及其临床意义[J].南方医科大学学报,2009,29(1):151-153.

[6]Degenhardt K,Mathew R,Beaudoin B.Autophagy promotes tumor cell survival and restricts necrosis,inflammation,and tumorigenisis [J].Cancer Cell,2006,10:51-64.

[7]Kimmelman AC.The dynamic nature of autophagy in cancer[J]. Genes Dev,2011,25(19):1999-2010.

[8]Zou YM,Hu GY,Zhao XQ,et al.Hypoxia-induced autophagy contributes to radioresistance via c-Jun-mediated Beclin1 expression in lung cancer cells[J].J Huazhong Univ Sci Technolog Med Sci, 2014,34(5):761-767.

[9]Weng J,Wang C,Wang Y,et al.Beclin1 inhibits proliferation,migration and invasion in tongue squamous cell carcinoma cell lines[J]. Oral Oncol,2014,50(10):983-990.

[10]Jiang L,Liang X,Liu M,et al.Reduced expression of liver kinase B1 and Beclin1 is associated with the poor survival of patients with non-small cell lung cancer[J].Oncology Reports,2014,32(5): 1931-1938.

[11]Coker-Gurkan A,Arisan ED,Obakan P,et al.Roscovitine-treated HeLa cells finalize autophagy later than apoptosis by downregulating Bcl 2[J].Mol Med Rep,2015,11(3):1968-1974.

[12]Wang IT,Chou SC,Lin YC.Zoledronic acid induces apoptosis andautophagy in cervical cancer cells[J].Tumour Biol,2014,21: 222-224.

[13]Qu X,Yu J,Bhagat G,et al.Promotion of tumorigenesis by heterozygous disruption of the beclin 1 autophagy gene[J].J Clin Invest, 2003,112(12):1809-1820.

[14]Laudański P,Kowalczuk O,Klasa-Mazurkiewicz D,et al.Selective gene expression profiling of mTOR-associated tumor suppressor and oncogenes in ovarian cancer[J].Folia Histochem Cytobiol, 2011,49(2):317-324.

[15]Shen Y,Liang LZ,Hong MH,et al.Expression and clinical significance of microtubule-associated protein 1 light chain 3(LC3)and Beclin1 in epithelial ovarian cancer[J].Chinese Journal of Cancer, 2008,27(6):595-599.

[16]段振玲,彭芝兰,王赞宏.自噬基因Beclin1对上皮性卵巢癌细胞SKOV3生长的抑制作用[J].南方医科大学学报,2010,30(4); 672-676.

[17]Smith DM,Patel S,Raffoul F.Arsenic,trioxide induces a beclin-1-independent autophagic pathway via modulation of SnoN/ SkiL expression in ovarian carcinoma cells[J].Cell Death Differ, 2010,17(12):1867-1881.

[18]田 静,胡晓明,瞿全新.内质网应激在卵巢癌顺铂耐药中的作用及其机制[J].中华肿瘤杂志,2014,36(5):324-328.

[19]De A,Papasian C,Hentges S,et al.Emblica officinalis extract induces autophagy and inhibits human ovarian cancer cell proliferation,angiogenesis,growth of mouse xenograft tumors[J].PLoS One,2013,8(8):e72748.

[20]Bartholomeusz C,Rosen D,Wei C,et al.PEA-15 induces autophagy in human ovarian cancer cells and is associated with prolonged overall survival[J].Cancer Res,2008,68(22):9302-9310.

R737.31

A

1003—6350(2015)13—1941—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.13.0699

2014-10-16)

杨雪芬。E-mail:yangxuefen429@163.com

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