罗淑萍，张云芳综述，彭效祥，赵荣兰审校

0 引 言

乳腺癌是女性最常见的癌症，也是世界范围内导致女性死亡的常见原因。在中国，2015年因患乳腺癌死亡人数占比达所有癌症死亡人数的6.9%［1］。随着研究的深入，发现P2X7受体（P2X7purinergic receptor，P2X7R）异常表达与多种肿瘤的发生发展有关，甚至可能成为肿瘤治疗及预后的新靶标［2-3］。因此，阐明P2X7R的激活和效应机制及其异常表达对乳腺癌发生发展的作用，对乳腺癌的治疗和预后非常重要，已逐渐成为近年的研究热点。现就P2X7R与乳腺癌发生发展的关系作一综述。

1 P2X7R的结构与功能

P2X7R属P2X受体家族成员之一，为一组三聚体配体门控阳离子通道，其下游信号传导可与促炎性级联反应相结合，被认为是P2X亚类最独特的成员［4］。P2X7亚基主要组装为同源三聚体，但某些情况下，P2X7亚基可与P2X4或P2X5亚基共同组成异源三聚体。已知P2X7R可被细胞外许多危险信号分子激活，与其他P2X受体家族成员相比，其激活具有显著特点，包括高ATP浓度（＞100 μmol/L）激活、Ca2+或Mg2+抑制、对温度或pH变化敏感等［5-6］。细胞外快速增加的ATP可激活P2X7R引起Na+、Ca2+内流以及K+外流，介导一系列细胞信号转导，参与广泛的生理过程；在低二价阳离子环境且ATP浓度较高或持续激活时P2X7R形成可逆性膜孔（允许分子量＜900 000的离子和亲水性溶质非选择性通过），这导致细胞内级联反应的激活并引起若干功能性后果，包括兴奋性和炎性介质的成熟和释放，并破坏细胞内稳态，最终诱导细胞死亡［7-9］。Dreisig等［10］通过实验证明，ATP敏感型受体——P2Y11受体能够干扰P2X7R膜孔的形成，从而阻止细胞死亡，但不会抑制其激活后的钙信号传导。P2X7R还可直接参与ATP的释放，发挥免疫调节作用［11］。P2X7R激活参与多种神经病理性疼痛的形成和维持，并可能与P2X3R相互作用，共同参与机体神经病理性疼痛的调节［12］。此外有研究表明，P2X7R可通过调节多种转录因子的表达和活化而影响基因转录，发挥对多个生理病理反应的调控作用［13］。

P2X7R在多种恶性肿瘤中表达，包括神经母细胞瘤、肺癌和乳腺癌等。肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）中含有的ATP浓度足以激活P2X7R，产生孔道并引发细胞死亡，然而并不引起癌细胞凋亡，反而与增强癌细胞的存活、增殖和转移潜能相关，这与传统的成孔凋亡途径似乎相悖。最近研究证明，存在至少一种P2X7R的变体——nfP2X7R，其不能形成功能性膜孔导致细胞凋亡；TME中高浓度ATP可驱动nfP2X7R的表达，影响肿瘤细胞的存活［7］。靶向nfP2X7R的多克隆抗体已被开发为治疗药物，并在Ⅰ期临床试验中显示出治疗基底细胞癌的早期疗效指征［14］。

2 P2X7R介导新型促侵袭因子ATP发挥作用

研究表明，细胞外ATP除作为生长调节剂和促炎介质外，还可能是TME中的新型促侵袭因子，其通过增加细胞运动所必需的片状伪足和丝状伪足的数量和长度来增强癌细胞的运动性［15］。多种类型的癌细胞都表达P2X受体和P2Y受体，它们能有效地感知TME中ATP浓度的变化，并调节不同的细胞功能，如增殖、分化和凋亡［16］。肿瘤细胞上ATP的促侵袭作用主要由P2Y2受体和P2X7R负责，体外实验结果表明，ATP刺激可显著促进前列腺癌细胞的体外迁移和侵袭；敲除P2X7R后，ATP介导的体外迁移侵袭以及对EMT（上皮-间质转化）相关基因表达的调节作用均被显著抑制，PI3K/Akt和ERK1/2信号通路的激活水平下降，这与裸鼠体内实验结果相一致，表明P2X7R是介导ATP促侵袭作用的重要受体［15，17］。

3 P2X7R与乳腺癌

3.1 P2X7R在乳腺癌中异常表达健康组织细胞外ATP水平很低（10～100 nmol/L），远小于细胞内（5～10 mmol/L），并维持相对平衡状态，P2X7R属极低亲和力（EC50＞300μmol/L）受体，因此正常组织细胞外的 ATP 不能激活 P2X7R［15，18-19］。肿瘤组织由于细胞代谢率升高主动释放ATP或癌细胞破坏释放等，会形成高ATP的肿瘤微环境，浓度可达数百微摩尔每升，大量存在的ATP通过激活嘌呤能受体，触发所谓的嘌呤信号，参与到肿瘤微环境的免疫调控中［20-21］。研究表明，与正常乳腺组织相比，P2X7R在乳腺癌组织中表达水平更高，且与雌激素受体表达呈正相关；构建P2X7R-sh（短发夹）RNA表达载体特异性封闭P2X7R、应用P2X7R拮抗剂KN-62均能有效抑制MCF-7乳腺癌细胞中P2X7R的表达，诱导细胞凋亡并降低细胞增殖水平［22］。在人MDA-MB-435s乳腺癌细胞和A549肺腺癌细胞中P2X7R表达异常，应用P2X7R抑制剂KN-62和A740003能够阻断ATP诱导的肿瘤细胞迁移和侵袭［23］。

3.2 P2X7R在乳腺癌中的表达受非编码microRNA调节microRNAs（miRNAs）是一类内源性非编码单链RNA分子，主要作为转录后基因表达的负调控因子，在细胞分化、增殖和转移过程中发挥重要作用。与正常组织相比，多种miRNA在癌组织中表达失调，根据其靶基因的功能不同，可作为肿瘤抑制因子或致癌基因影响肿瘤的发生发展［24］。Ferrari等［25］发现，miRNA 可与 P2X7R 的 3'端非翻译区（3'UTR）结合，从而调节内源性P2X7R的表达水平。

3.2.1 miR-150、miR-186上调抑制乳腺癌中P2X7R表达研究表明，miR-150在乳腺癌细胞系和组织中过量表达，且随肿瘤恶性程度增高其表达水平显著升高，P2X7R是其沉默的靶基因之一；miR-150通过靶向促凋亡的P2X7R促进人乳腺癌的生长，两者表达存在反向相关性。在体外研究中，miR-150通过与P2X7R转录物的3'UTR结合负调节其表达来促进乳腺癌细胞系的生长和增殖；在体内研究中，将miR-150抑制剂转染到裸鼠皮下植入的MDAMB-231异种移植物中能抑制肿瘤生长，这可能与P2X7R表达上调导致肿瘤细胞的凋亡有关。除miR-150外，miR-186也可以下调人类P2X7R的表达，二者在乳腺癌、宫颈癌和膀胱癌中均上调，可能通过下调P2X7R的表达而发挥对癌症进展的调控作用［26-27］。

3.2.2 miR-216b下调促进乳腺癌中P2X7R表达实验证明，miR-216b模拟物的异位表达导致细胞生长抑制和凋亡，而阻断其表达导致细胞增殖加快。miR-216b可直接靶向P2X7R的转录物，继而下调内源性P2X7R的mRNA和蛋白质水平。在乳腺癌细胞系和组织中发现miR-216b下调，P2X7R上调，二者表达水平呈负相关。P2X7R在乳腺导管癌中的表达水平高于正常组织，在体外实验中，与非转移性癌细胞（MDA-MB-468）和低转移性癌细胞（MCF-7）相比，P2X7R在高侵袭性乳腺癌细胞（MDA-MB-435）中表达水平最高，表明P2X7R上调与肿瘤进展相关。敲除P2X7R可通过下调Bcl-2和增加caspase-3蛋白水平促进乳腺癌细胞的凋亡；miR-216b可能通过抑制P2X7R的下游信号通路，如Bcl-2/caspase-3途径，至少部分地介导其肿瘤抑制功能，这为阻断乳腺癌增殖提供了潜在的治疗策略［28］。

3.3 P2X7R与乳腺癌相关信号通路

3.3.1 MAPK信号通路丝裂原活化蛋白激酶家族（MAPKs）属丝/苏氨酸蛋白激酶，是参与细胞增殖和凋亡信号转导的关键蛋白激酶，其下游信号通路主要包括ERK、p38 MAPK、JNK/SAPK3条，激活后分别引起NF-κB、p38 MAPK及caspase-3的产生，与多种生理病理反应密切相关［29-30］。P2X7R能激活乳腺癌相关MAPK通路，既可能促增殖也可能促凋亡，这与其激活不同下游信号分子有关［31-32］。

研究表明，缺氧刺激可引起P2X7R在乳腺癌细胞MDA-MB-231、MCF-7中过表达；用BzATP激活缺氧肿瘤细胞中的P2X7R，可引起ERK磷酸化，进而增加其下游信号分子——核因子-κB（NF-κB）的表达，NF-κB进入细胞核后，通过维持P2X7R的表达水平、促进MMP-2和MMP-9的合成，维持乳腺癌细胞在缺氧状态下的存活并增加其侵袭性［33］。

p38MAPK通路可被多种因素激活，主要发挥促炎症信号转导和介导细胞凋亡的作用，与多种疾病的进展有关［34］。在乳腺癌细胞中，P2X7R与ATP结合后可活化Caspase1，进而激活p38MAPK信号通路，上调尿激酶型纤溶酶原激活剂的表达，促进乳腺癌的转移和恶性侵袭；应用p38MAPK抑制剂可阻断其介导的促增殖效应，引发耐药细胞凋亡［31］。

c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK），又称为应激激活的蛋白激酶（stress-activated protein kinase，SAPK），其活化既能促凋亡，也能抑制凋亡，决定细胞最终命运的是与JNK结合的上游刺激源以及下游结合分子［35-36］。乳腺癌细胞外ATP浓度水平升高，能通过P2X7R激活JNK/SAPK级联通路，JNK进入细胞核后使c-Jun磷酸化，激活转录因子AP-1，促进炎症和凋亡基因的表达，发挥对乳腺癌细胞的生长阻滞与促凋亡效应［32］。

3.3.2Akt信号通路丝/苏氨酸蛋白激酶Akt（又名protein kinase B）在细胞增殖、分化、代谢、运动和耐药性中均起重要作用，其组成性激活已被证明与多种癌症的转移和侵袭有关。ATP通过P2X7R激活T47D乳腺癌细胞中的Akt通路，但具有时间依赖性。EMT对乳腺癌细胞的侵袭和转移至关重要，研究表明，ATP及其类似物BzATP能够通过P2X7R降低T47D乳腺癌细胞中EMT相关标志物E-钙粘蛋白的表达，并促进MMP-13的表达和分泌，最终促进乳腺癌细胞的转移和侵袭，抑制Akt通路可阻断这一过程，提示P2X7R可以作为乳腺癌抗癌治疗的新靶标［37］。

4 结语与展望

乳腺癌作为全球发病率第5位的癌症，已成为致人类死亡的主要原因之一，严重威胁人类生命安全。因此，阐明乳腺癌的发病原因及机制对其治疗和预后至关重要。最近研究表明，细胞外ATP很可能是TME中重要的促侵袭因子，而P2X7R是ATP发挥促侵袭作用的关键介质。作为嘌呤P2受体家族最独特的亚型，近年来对P2X7R的结构、生理特性与功能的研究已经取得了很大进展，P2X7R已成为与炎症性疾病和肿瘤密切相关的最具吸引力的潜在药物靶点之一。多项研究表明P2X7R在乳腺癌细胞的增殖和凋亡中均起重要作用，并且在正常乳腺组织、癌前病变及乳腺癌组织中的表达水平不同，有望作为乳腺癌诊断的新型肿瘤标记物和其治疗及预后监测的潜在靶标。miRNAs作为近些年的研究热点之一，已被证明其异常表达对多种肿瘤的发生发展具有促进作用。多种miRNA可通过调节P2X7R表达水平促进乳腺癌的转移和侵袭，提示其可能作为新型的P2X7R调控因子和乳腺癌的潜在治疗靶点。值得注意的是，由于P2X7R激活后涉及多个不同胞内效应通路的活化，产生复杂的生物学效应，致使研发靶向针对P2X7R的治疗药物面临困难，其应用到临床治疗尚有很长的路要走。