郑春燕，刘晓风，孙秀威

哈尔滨医科大学附属肿瘤医院消化内科，哈尔滨 150081

胰腺癌是一种具有高度侵袭性的消化系统恶性肿瘤，其发病率位居全球肿瘤第12位，是肿瘤相关死亡的常见原因[1-2]。目前胰腺癌的治疗主要以外科手术为主[3]，辅以放化疗。但是由于胰腺癌早期诊断率低，对放化疗不敏感，且易较早出现远处转移，导致手术切除困难，即使采用根治性手术切除肿瘤，患者术后5年生存率也不超过5%[1]。

近年来自噬与肿瘤的关系引起人们广泛关注，自噬基因Beclin1作为新的候选抑癌基因[4]，参与自噬的发生。Beclin1的表达缺失，提示自噬活性衰减，促进肿瘤的发生、发展。由于胰腺癌的早期诊断率低、恶性程度高，导致患者预后差。本研究探讨Beclin1在胰腺癌中的研究进展，以期为胰腺癌治疗提供新思路。

1 自噬的概述

自噬是真核细胞捕获细胞内蛋白质、脂质等大分子物质并将其送至溶酶体降解的过程[5]，产生的分解产物，如氨基酸、碳水化合物和脂肪酸等用于生物合成和能量生成的底物，因此自噬对维持细胞稳态至关重要。

1.1 自噬的分类

根据细胞内物质降解途径的不同，可将自噬分为3种类型：巨自噬、微自噬、由分子伴侣介导的自噬（chaperonemediated autophagy，CMA）。巨自噬是指细胞在受到外界刺激时，形成独立的特殊双层膜结构，延伸拓展并包裹部分物质（细胞质、蛋白质或细胞器），形成自噬体，再与溶酶体结合并发生物质降解的过程[6]；微自噬是指机体内需要被消除的物质直接被溶酶体吞噬从而降解的过程；CMA是指待降解的物质进入溶酶体时需要伴侣蛋白的协助。

1.2 自噬的形成

通常所说的自噬是指巨自噬，以下简称自噬。自噬的形成主要分为3个阶段：①自噬的诱导。当细胞受到外界刺激时，自噬诱导信号被激活，细胞内待降解物质周围形成脂质样双膜自噬前体[7]。②自噬体的形成。双层膜结构不断延伸，逐渐将被包绕的细胞器或其他大分子物质完全包裹，形成自噬体。③自噬体内容物的降解。自噬体和溶酶体融合，利用溶酶体酸性水解酶降解自噬体内容物，同时将降解产物循环利用，通过产生腺苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）来维持细胞存活。

1.3 自噬的调节

雷帕霉素靶蛋白（mechanistic target of rapamycin kinase，MTOR）是进化上保守的丝氨酸/苏氨酸磷脂酰肌醇-3-羟激酶（phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase，PI3K）相关激酶家族中的成员，是细胞自噬生物学功能的中心调控者[8]，MTOR存在两种复合体，即MTORC1和MTORC2，与自噬调节相关的主要是MTORC1复合体，该复合体参与自噬体的诱导及形成，维持细胞基本的自噬水平。MTORC1通路由多种信号通路组成，其中起主要作用的是PI3K/AKT/MTOR信号通路。该通路激活后可以通过磷酸化其下游效应核糖体蛋白S6激酶和真核翻译起始因子4E结合蛋白（4E-binding protein，4E-BP），诱导肿瘤细胞的生长和增殖，同时通过unc-51样自噬激活激酶1（unc-51 like autophagy activating kinase 1，ULK1）抑制分解代谢程序，抑制肿瘤细胞自噬的发生[9]。

2 自噬基因Beclin1的概述

2.1 Beclin1的结构

1999年Liang等[10]在致死性病毒性脑炎的大鼠中发现一种相对分子质量为60 000的卷曲蛋白质，研究者将编码这种蛋白质的基因命名为Beclin1。Beclin1基因也称为BECN1基因，是首个被发现的哺乳动物自噬相关基因，该基因位于人类染色体17q21[11]，含12个外显子和11个内含子，由Bcl-2同源结构域3（Bcl-2 homologous domain 3，BH3）、中央螺旋区（central coiled-coil domain，CCD）和进化保守区（evolutionarily conserved domain，ECD）3个重要的结构域组成。其中，BH3结构域位于N端，是Bcl-2蛋白家族的一部分，通过与Bcl-2结合参与自噬；CCD结构域位于中间，可与紫外线辐射诱导相关基因（UV radiation resistance associated gene，UVRAG）结合，促进自噬膜的形成并抑制肿瘤的发展；C端为进化保守结构域，是Beclinl与Vps34结合的位点，是启动自噬以及抑制肿瘤的功能区域[12]。可见Beclin1既可以参与自噬体的形成，又可通过调节自噬活性参与肿瘤的发生、发展[13]。

2.2 Beclin1与自噬

Beclin1在自噬的诱导启动阶段具有至关重要的作用，Beclin1通过ECD结构域与Ⅲ型PI3K及Vps34结合，形成自噬关键复合体，诱导自噬[14]。饥饿、缺氧、感染等均可诱导自噬的发生。研究发现，诱导自噬的最佳刺激是营养剥夺[15]，体外培养的哺乳类动物细胞，饥饿状态下很容易诱发自噬，在完全营养缺乏的状态下，自噬水平会更高。另外，缺氧也可以诱导自噬，缺氧状态下通过激活缺氧诱导因子-1（hypoxia-inducible factor-1，HIF-1），进而调节下游Bcl-2和腺病毒E1B 19 kDa相互作用蛋白3（Bcl-2 and adenovirus E1B 19 kDa interacting protein 3，BNIP3）及其同源基因的表达水平，最后通过系列反应进一步激活包括Ⅲ型PI3K及Vps34在内的自噬关键复合体，促进自噬的发生。研究发现，特定位点缺失的Beclin1不能与PI3K结合，也就不能接受能量信号诱导自噬作用。

2.3 Beclin1在肿瘤中的作用

Beclin1是单倍体不足的肿瘤抑制因子，是哺乳动物参与自噬的一种特异性基因，Beclin1的下调或单等位基因的缺失在多种肿瘤研究中经常被发现[16]。Qiu等[17]的研究发现，肝癌中Beclin1的表达较正常组织和肝硬化组织显著降低，检测其表达程度有助于判断病情进展与预后。Russell等[18]发现，Beclin1基因在胃癌中的表达存在缺失，且与胃癌的组织分化程度、TNM分期、淋巴结转移等相关，分化程度越低，TNM分期越高，有淋巴结转移的患者Beclin1基因表达越低。

3 Beclin1与胰腺癌

3.1 Beclin1与胰腺癌的发生

李晓姝等[19]发现，在胰腺癌中自噬基因Beclin1的缺陷会导致肿瘤细胞逃避自噬性死亡，稳定转染Beclin1后，可促进细胞的自噬活性，降低其成瘤能力。Degenhardt等[20]构建了Beclin1阳性/阴性（Beclin1半合子敲除）的小鼠永生化上皮细胞，研究发现Beclin1阳性的上皮细胞肿瘤形成的潜伏期延长。与Beclin1阳性细胞相比，Beclin1等位基因缺失加速了肿瘤的生长。

Li等[21]利用脂质体法将Beclin1siRNA转染入人胰腺癌细胞，引起胰腺癌细胞中Beclin1表达下调，Beclin1低表达对胰腺癌细胞的周期分布产生明显影响；吉西他滨是一种目前用于治疗胰腺癌疗效显著的细胞周期特异性抗肿瘤药，该研究观察了吉西他滨作用于Beclin1siRNA干涉的胰腺癌细胞后细胞周期及凋亡的变化，结果显示Beclin1改变了吉西他滨对细胞周期的分布，且细胞中Beclinl表达水平的降低明显抑制了吉西他滨诱导的胰腺癌细胞的凋亡。

炎性反应是促进肿瘤发生的危险因素之一，在急性胰腺炎中，自噬功能受损，Beclin1表达水平降低，引起应激状态下的胰腺细胞发生坏死，细胞坏死后可释放促炎细胞因子，为肿瘤细胞提供一个可以促进增殖的微环境。在慢性胰腺炎中，常存在自噬损伤，慢性胰腺炎是胰腺癌发生的明确危险因素。Beclin1表达下调可通过促进炎性反应增加胰腺癌的易感性。

研究者通过体外实验将Beclin1基因表达载体转染进入胰腺癌细胞（PANC-1细胞），结果提示转染了Beclin1基因表达载体的PANC-1细胞的体外增殖能力明显下降。

上述一系列研究表明，Beclin1表达下调后，通过减弱肿瘤细胞的自噬性死亡及凋亡，促进炎性反应及肿瘤细胞增殖来促进胰腺癌的进展。

3.2 Beclin1在胰腺癌中的表达

Kim等[22]利用免疫组织化学方法检测了63例胰腺癌组织中Beclin1的表达水平，49例（77.8%）胰腺癌组织中Beclin1阴性表达，14例（22.2%）Beclin1阳性表达，且Beclin1阴性表达的胰腺癌患者的中位无远处转移生存期（10个月）明显短于Beclin1阳性表达的患者（21个月）。张创杰等[23]检测了64例胰腺癌及64例相应癌旁正常组织中Beclin1的表达，发现Beclin1阳性表达率分别为28.1%、90.6%，在高、中、低分化胰腺癌中的阳性表达率分别为75.0%、31.8%、6.3%；TNM分期为Ⅰ～Ⅱ期患者的Beclin1阳性表达率为44.4%，Ⅲ～Ⅳ期患者的Beclin1阳性表达率为16.2%。柯能文和刘续宝[24]检测了Beclin1在25例胰腺癌组织及20例正常胰腺组织中的表达情况，发现淋巴结转移阳性组患者的Beclin1表达水平低于淋巴结转移阴性组。

上述研究发现，Beclin1在胰腺正常组织中的表达明显高于胰腺癌组织，且胰腺癌组织中Beclin1的表达与分化程度、TNM分期及淋巴结转移具有一定的关系。胰腺癌恶性程度越高，Beclin1表达水平越低，提示Beclin1的表达下调[25]，可能是胰腺癌发展的机制之一。

3.3 Beclin1与胰腺癌治疗

Beclin1作为一种单倍体不足的肿瘤抑制基因，其下调或缺失可促进胰腺癌细胞的恶性生物学效应，诱导自噬。上调Beclin1的表达，可成为治疗胰腺癌的有效手段。

雷帕霉素（也称为西罗莫司）是从吸水链霉菌中分离出的一种新型大环内酯类免疫抑制剂，同时还可以作为自噬诱导剂发挥抗肿瘤活性作用。雷帕霉素可以阻断PI3K/AKT/MTOR通路的激活，进而抑制蛋白质生物合成和细胞增殖，导致细胞周期被阻滞在G1期。另外，Manegold等[26]研究显示雷帕霉素能加强胰腺癌对放射治疗的敏感性，研究者发现分次放射治疗联合雷帕霉素可以产生协同效应，抑制肿瘤血管的生成，减少肿瘤细胞的耐辐射性，抑制胰腺癌进展。

雷公藤内酯是一种雷公藤内酯醇的提取物。Mujumdar等[27]研究表明雷公藤内酯可以诱导胰腺癌细胞自噬，经其处理的胰腺癌细胞，自噬相关蛋白增多，肿瘤细胞增殖呈时间和剂量依赖性减少以及细胞周期抑制，还可以抑制胰腺癌细胞活性，阻断体内生长和转移扩散。

姜黄素是从姜科植物姜黄中提取的酚类化合物，是姜黄的主要成分。由于姜黄素具有疏水性，可以轻松穿过人体的细胞膜，具有抗炎、抑制肿瘤细胞增殖及诱导肿瘤细胞凋亡的特性。刘捷等[28]研究了姜黄素对恶性胰腺癌的作用，受试者每天口服一定剂量的姜黄素，然后对其中11例受试者进行药效学评价，结果表明姜黄素对胰腺癌有抑制作用，其作用机制主要通过上调Beclin1的表达，激活细胞自噬，促进肿瘤细胞死亡。也有研究发现，姜黄素联合顺铂可以通过诱导细胞自噬的发生提高肿瘤细胞对顺铂的敏感性[29]。

4 小结与展望

胰腺癌是消化系统常见的恶性肿瘤，因其进展快、侵袭性强，大多数患者在诊断时已处于局部晚期或存在远处转移[30]，故手术切除率低。即使手术切除，术后复发率仍高达50%～80%，因此，客观预测胰腺癌的转移及评估预后非常重要。

自噬在肿瘤的治疗中具有很大的前景，应用自噬诱导剂诱导自噬，对肿瘤的抑制和提高放、化疗敏感性具有积极的作用。自噬基因Beclin1可以作为肿瘤治疗的潜在干预靶点，为肿瘤治疗提供新策略。但也有研究者发现自噬基因Beclin1对胰腺癌细胞没有抑制作用，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死亡是否有促进作用，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，可以为胰腺癌的治疗提供一种新途径，对胰腺癌患者的诊断和治疗以及评估预后意义重大。