鞘氨醇激酶在胃癌中的研究进展

刘诗权 黄杰安

（广西医科大学第一附属医院，广西 南宁 530021）

鞘氨醇激酶在胃癌中的研究进展

刘诗权 黄杰安

（广西医科大学第一附属医院，广西 南宁 530021）

鞘氨醇激酶（SphK）是鞘脂代谢酶，已发现有SphKl和SphK2两种异构体。SphK1在包括胃癌在内的多肿瘤中表达增加，能促进肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移，并参与了肿瘤血管的形成，而且可能在肿瘤化疗耐药中起重要作用。目前，针对SphK2的研究结果虽不一致，但多偏向于SphK2促进肿瘤细胞增殖并抑制凋亡，也参与肿瘤的发生和发展。调控SphK有望成为包括胃癌在内的肿瘤治疗的新靶点。

鞘氨醇激酶；肿瘤发生；治疗；胃癌

胃癌是我国常见的消化道恶性肿瘤之一，在肿瘤致死病例中列第二位，然而其病因及发病机制尚未阐明。鞘氨醇激酶（Sphingosine kinase，SphK）是维持细胞内鞘脂代谢的限速酶，近期的研究显示SphK是一个致癌酶，其活性与肿瘤细胞抗吞噬、转化、增殖和抗凋亡密切相关。本文就SphK在肿瘤，特别是胃癌中的研究进展作一综述。

1 SphK的结构和功能

SphK于1998年从大鼠肾细胞中提取出，迄今已发现了SphKl和SphK2两种异构体，二者具有高度的同源性，SphKl主要分布于肺、脾和肝脏，SphK2则主要分布于肝、心、肾、睾丸和脑组织[1]。同时敲除SphK1和SphK2基因，小鼠在胚胎发育期就死亡，但单独敲除SphK1或SphK2小鼠可以正常发育，说明二者功能具有重叠之处[2]。SphK是鞘脂代谢酶，鞘脂代谢产物神经鞘氨醇（sphingosine，Sph）被SphK1和SphK2催化生成具有促生长作用的1-磷酸鞘氨醇（sphingosine-1-phosphate，S1P），也可被神经酰胺合成酶催化生成具有促凋亡作用的神经酰胺（ceramide，Cer）。SphK催化生成S1P，同时抑制Cer诱导的凋亡，具有调节S1P和Cer的双重功能。SphK调节Cer/S1P的平衡是决定细胞生存或死亡的重要因素。SphK1和SphK2具有不同的亚细胞定位、催化活性和组织分布特性，表明二者可能具有不同的功能。目前普遍认为SphK1能促进肿瘤细胞生长，然而对SphK2的研究结果并不一致，甚至存在争议。

2 SphK1与肿瘤

2.1 SphK1与肿瘤的发生、发展和转移

已证实SphK1在结肠癌、前列腺癌、非小细胞肺癌、慢性髓细胞样白血病（CML）等肿瘤中过表达，且SphK1过表达与肿瘤的发生、发展和预后密切相关[3-5]。我们的研究显示结肠癌组织中SphK1、FAK、p-FAK和NF-κB p65表达的阳性率和强度均高于癌旁和正常黏膜组织，SphK1与FAK、p-FAK和NF-κB p65的表达显著相关；SphK1、FAK、p-FAK和NF-κBp65在癌组织中的高表达与肿瘤浸润程度、转移、临床分期及组织分化程度有关，表明SphK1在结肠癌的发生、发展、浸润和转移中发挥重要作用[5-7]。上调结肠癌LOVO细胞SphK1的表达则促进结肠癌细胞的增殖、迁移和侵袭，并抑制细胞的凋亡；而且FAK、p-FAK、ICAM-1和VCAM-1的表达随SphK1的上调而增强，随SphK1的下调而降低，SphK1可能是通过调控FAK通路影响粘附分子的表达而其起作用[5]。研究还显示上调结肠癌HT-29或LOVO细胞中SphK1可激活ERK和NF-κB通路，同时抑制SAPK/JNK和p38 MAPK通路，并上调MMP-2、MMP-9和uPA的表达和分泌，从而促进细胞的增殖、迁移和侵袭，并抑制细胞的凋亡[6-9]。采用siRNA或DMS抑制SphK1可通过抑制ERK并激活p38 MAPK通路，从而抑制细胞的增殖和侵袭并促进细胞的凋亡[7,10]。以上结果表明SphK1通过调控多条信号通路在结肠癌的发生、发展、浸润和转移中发挥重要作用。此外，在乳腺癌、肺癌、前列腺癌等实体瘤细胞和血液系统肿瘤细胞中均已证实SphK1可通过抑制细胞的凋亡，促进细胞的存活而参与肿瘤的进程中[3,4,11]。

过表达SphK1可促进裸鼠移植瘤的形成和生长，乳腺癌MCF-7细胞中SphK1过表达可促进雌激素依赖的细胞生长和小鼠移植瘤的形成；S1P单克隆抗体可以通过抑制细胞增殖和血管的生成而抑制移植瘤模型的形成和生长，敲除小鼠小肠腺瘤模型中的SphK1基因可以抑制肿瘤的生长[12]。此外，SphK1在氧化偶氮甲烷 （AOM ）诱导的小鼠结肠癌中起重要作用，敲除SphK1则降低AOM诱导小鼠结肠病变的程度[13]。SphK1的过表达促进S1P的生成，促进体内肿瘤细胞增殖并抑制凋亡，此为SphK1促进肿瘤发生和发展的主要机制之一。

2.2 SphK1与肿瘤血管生成

敲除SphK的4个等位基因影响胚胎血管的发育，胚胎因出血而死亡，说明SphK在胚胎血管发育中起关键性作用[2]。在体外，S1P可以诱导血管内皮细胞增殖和迁移并在维持血管稳定性中起重要作用，且与血管内皮生长因子（vessel endothelium growth factor，VEGF）共同作用可增强血管生成作用[14]，缺乏S1P1受体或S1P2和3受体将导致小鼠血管不能发育成熟。最近的研究还显示缺氧可诱导肿瘤细胞SphK1的表达和S1P的释放，引起S1P受体依赖的新生血管的形成。此外，SphK1可能是通过促进VEGF表达而诱导肿瘤细胞血管拟态的形成，而且可促进裸鼠移植瘤的生长，并提高肿瘤内微血管的密度[11]。血管生成是肿瘤发生和发展过程中的一个重要环节，这些研究进一步表明SphK/S1P通路参与了肿瘤的进程。

2.3 SphK1与化疗

SphK1激活PI3K/Akt/NF-κB通路并诱导Bcl-xl、c-IAP1/2和TRAF1的表达，从而抑制阿霉素或多西他赛诱导的肺癌细胞的凋亡；相反，抑制SphK1或PI3K/Akt/NF-κB通路则显著增强化疗药对体内外肿瘤细胞的凋亡诱导作用[3]。多西他赛和喜树碱可明显抑制敏感的前列腺癌细胞株PC-3和LNCaP中SphK1的活性并提高Cer/S1P的比率而致细胞死亡，过表达SphK1则降低Cer/S1P的比率而降低化疗敏感性，而且SphK1过表达可促进裸鼠体内PC-3细胞移植瘤的生长并对多西他赛的治疗产生抵抗[15]，这可能与化疗药诱导上调SphK1活性及S1P1/S1P3受体表达有关。抑制SphK1的活性和表达可使多西他赛作用于前列腺癌细胞的IC50剂量降低4倍。EGF可激活MCF-7细胞中的SphK1并抑制阿霉素诱、TNF-α和Sph诱导的细胞死亡，抑制SphK1的表达能抑制EGF和血清诱导的生长并提高阿霉素的化疗敏感性，而且采用SKI-II同时抑制SphK1和SphK2的活性可抑制多药耐药乳腺癌细胞的增殖和生长[16]。总之，抑制SphK通路的活性是提高肿瘤化疗敏感性的新策略。

3 SphK2与肿瘤

3.1 SphK2与肿瘤细胞的增殖和凋亡

有研究认为SphK2是一种核蛋白，上调SphK2的表达通过抑制DNA的合成而抑制细胞的增生，而且过表达SphK2诱导多种细胞的凋亡与假定的Bcl-2同源域（BH3区）有关，而与S1P受体的活化无关[17]。然而，SphK2催化S1P的生成在多种生理和病理过程中发挥重要作用。Hait 等报道SphK2的组蛋白H3区及其催化产物S1P能调控组蛋白的乙酰化，且SphK2与去乙酰化酶HDAC1/2组成的抑制复合物存在于编码p21和转录调控基因c-fos的启动子中，因此SphK2能促进基因的转录[18]。最近研究表明过表达SphK2可抑制丁酸钠对结肠癌细胞的凋亡诱导作用[19]。EGF能诱导乳腺癌细胞SphK2的表达，抑制SphK2能完全抑制EGF诱导的细胞迁移，并明显抑制乳腺癌细胞种植肿瘤的生长，而且肿瘤相关巨噬细胞呈现明显的抗肿瘤表型，说明SphK2通过影响巨噬细胞的偏振化而在肿瘤的发生中起重要的作用[20]。这些研究结显示SphK2调控细胞增殖或凋亡的作用可能具有细胞和组织特异性，但也有学者认为上述研究显示的SphK2促凋亡作用可能是由于亚细胞区室内非内源性过表达的SphK2蛋白水解后释放BH3肽所致[21]。

3.2 SphK2与肿瘤的化疗

最近研究显示结肠癌细胞中SphK的活性和表达与奥沙利铂的化疗抵抗密切相关，抑制SphK1或SphK2均能通过抑制Akt通路的活化、促进p53和p21的表达而提高化疗敏感性[22]。特异性SphK2抑制剂ABC294640明显抑制内分泌治疗抵抗的MDA-MB231乳腺癌细胞和化疗抵抗的MCF-7IN-R乳腺癌细胞的生长，并通过内源性程序性细胞死亡途径诱导细胞凋亡，而且抑制剂还可抑制裸鼠体内移植瘤的生长[21]。此外，缺氧可诱导上调肺癌A549细胞SphK2的蛋白表达和活性，而采用siRNA沉默SphK2基因可改善肿瘤细胞对足叶乙甙的化疗抵抗[23]。采用siRNA下调乳腺癌和结肠癌细胞内源性SphK2能抑制阿霉素诱导的p21表达，同时抑制细胞G（2）-M期停滞并显著增强阿霉素诱导的细胞凋亡[24]。因此，SphK2的异常激活和过表达可能在肿瘤的化疗耐药中起重要的作用。

4 SphK与胃癌

4.1 SphK1在胃癌组织中的表达

一项对206例胃癌组织标本的研究结果显示SphK1表达的阳性率为87.9%，明显高于非肿瘤组织的7.5%，而且肿瘤组织中SphK1表达较非肿瘤组织明显增强，SphK1的表达与肿瘤的浸润深度、淋巴结转移、远处转移及TMN分期密切相关；Ⅰ至Ⅲ期的患者组织中SphK1的表达强度越高则其5年生存率越低，表明SphK1是胃癌进展和预后的指标[25]。此外，Li等检测了175例胃癌及配对的癌旁非癌组织组织中SphK1的表达，结果也表明SphK1 mRNA和蛋白的表达水平显著高于正常胃黏膜组织和癌旁组织；SphK1的表达与胃癌患者临床分期、T分期和M分期等临床因素有关；而且高表达SphK1患者的总体生存期较低表达者明显缩短[26]。以上结果表明SphK1在胃癌中高表达，SphK1可能在胃癌的发生、发展和转移中起重要作用，并与胃癌患者的预后密切相关。

4.2 SphK与胃癌细胞的增殖、侵袭、血管形成

研究显示溶血磷脂酸（lysophosphatidic acid，LPA）通过ERK1促进胃癌细胞SphKl mRNA和蛋白的表达，从而促进细胞的增殖、迁移和侵袭，抑制SphKl的表达可以减弱LPA 诱导的胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭[27]。腹腔注射alphastatin明显抑制裸鼠皮下胃癌移植瘤SphK的活性，显著抑制肿瘤的生长并降低微血管密度[28]，表明Sphk与胃癌的生长和血管形成有关。有报道miR-124通过靶向调控3’-不可译区（3'-untranslated region，3'-UTR）而抑制SphK1的表达，且在胃癌组织标本中miR-124的与SphK1的表达负相关；与抑制SphK1的效果相同，上调miR-124显著抑制体内外胃癌细胞的增殖和致瘤性；其机制与诱导p21和p27蛋白的表达、增强FOXO1的转录活性及抑制AKT通路有关[29]。此外，SphK抑制剂DMS与顺铂、5-氟尿嘧啶或丝裂霉素联合应用可明显增强化疗药对胃癌细胞的生长抑制作用；SphK1的反义寡核苷酸（LNA-ASO）抑制胃癌细胞SphK1 mRNA的表达可显著诱导细胞的凋亡并抑制细胞的生长，从而提高阿霉素的化疗敏感性[30]。因此，过表达SphK促进胃癌细胞的增殖、侵袭和转移，并参与了肿瘤血管的形成，而且可能在胃癌化疗耐药中起重要作用。

5 结 语

综上所述，SphK1在包括胃癌在内的多肿瘤中表达增加，能促进肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移，并参与了肿瘤血管的形成，而且可能在肿瘤化疗耐药中起重要作用。然而，肿瘤细胞SphK1的上调表达及其机制尚不清楚。目前，针对SphK2的研究结果不一致，多偏向于SphK2促进肿瘤细胞增殖并抑制凋亡。因此，应深入研究SphK1促肿瘤机制的研究，并更多的关注SphK2在肿瘤的作用及其机制研究。调控SphK有望成为包括胃癌在内的肿瘤治疗的新靶点。

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R735.2

A

1671-8194（2013）18-0068-03

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