李云鹏 郭跃先
·综述与讲座·
药物治疗激素抵抗型前列腺癌机制研究
李云鹏 郭跃先
对于晚期前列腺癌,一般给予雄激素剥夺疗法。去势治疗后2~3年的时间几乎所有的肿瘤都转化为雄激素抵抗性前列腺癌。紫杉醇类药物是目前近年来治疗激素抵抗性前列腺癌的一种有效的化疗药物,其能减轻患者疼痛,延长患者寿命。随着近年来科技水平的发展,越来越多的药物进入临床中造福于晚期前列腺癌患者。本文主要针对紫杉醇治疗激素抵抗性前列腺癌及新兴的抗前列腺癌药物作用机制进行综述。
前列腺癌;激素抵抗型;紫杉醇
前列腺癌是男性常见恶性肿瘤。在欧洲,前列腺癌是老年男性(>75岁)最常见的恶性肿瘤[1]。近年来,我国男性前列腺癌发病率呈明显上升趋势,严重威胁着男性的生命健康[2]。由于早期前列腺癌没有特殊症状、体征,很多患者就诊时已经属于晚期阶段,丧失了手术治疗的机会。前列腺癌的发生经历了雄激素依赖且受雄激素刺激阶段,非雄激素依赖但受雄激素刺激阶段,非雄激素依赖且雄激素不敏感阶段及非激素依赖且受雄激素抑制阶段等复杂的过程。由于前列腺癌具有依赖雄激素的特性,雄激素剥夺疗法(包括手术去势和药物去势)是目前治疗治疗转移性前列腺癌的标准疗法。然而,去势治疗后2~3年的时间几乎所有的肿瘤都转化为雄激素抵抗性前列腺癌[3]。激素抵抗性前列腺癌(CRPC)是一种进展性疾病,患者中位生存时间一般为10~12个月,而紫杉醇是近年来治疗激素抵抗性前列腺癌的一种有效的化疗药物,其能减轻患者疼痛,延长患者寿命,但目前人们对其杀伤前列腺癌细胞机制并不十分清楚。我们希望通过对以往有关紫杉醇的研究进行分析,探讨其可能的作用机制。
紫杉醇是一种存在于紫衫烷类植物树皮和枝叶中的二萜系类物质,在细胞水平上,紫杉醇能够促进微管系统的聚合及稳定性。其通过优先的与可逆的与微管中的β微管蛋白结合而发挥其抗肿瘤作用。与紫杉醇结合后能够促进多聚化的微管蛋白转化为稳定的微管,并且抑制微管的聚合,以此来干扰微管的动力学特性。在低浓度的时候,多烯紫杉醇通过将细胞稳定的阻滞于有丝分裂中期与后期的过渡期而发挥其抑制细胞增殖的作用。细胞阻滞于有丝分裂中期与后期的过渡期可能与纺锤体微管动力学稳定、不完全染色体赤道板的形成、不正常的纺锤体的微管的组装有关[4]。除了微管动力学的破坏外,紫杉醇处理的细胞发生有丝分裂阻滞和细胞死亡的生物学信号尚未完全研究清楚。
随着紫杉醇在治疗去势抵抗性前列腺癌中的应用越来越广泛,紫杉醇治疗前列腺癌的分子作用机制已经成为研究的重点,人们开始逐渐探索紫杉醇治疗前列腺癌的分子机制来进一步指导临床治疗。
众所周知,肿瘤的发生发展与细胞中原癌基因的激活、抑癌基因的丢失和失活有关。紫杉醇能够激活或调节多种凋亡相关基因和调节蛋白。这些基因中包括以抑制凋亡作用为主的基因,如bcl-2基因家族[5];起凋亡效应的基因,如白介素-1β转化蛋白酶家族[6]以及扮演信号转导调节因子作用的基因,如p21waf、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、c-raf-1和BID[7,8]等。尽管这些被调节的基因在紫杉醇诱导的凋亡中的作用依然不是特别清楚,但紫杉醇调节基因的表达可能不依赖于其稳定微管的作用。紫杉醇可能直接调节基因的表达反过来激活凋亡途径。
2.1 调节核转录因子-κB(NF-κB)/NF-κB抑制因子(IκB-α)信号通路 NF-κB是Rel转录因子家族的一员,其与细胞内的抑制剂IκB-α共同参加许多生物过程的调节,包括炎性反应、免疫反应、细胞增殖和细胞凋亡等。IκB-α是胞浆中NF-κB特异性的抑制蛋白。NF-κB通常与IκB-α形成复合物以非激活的形式存在于细胞质中。通过特定的激活条件,IκB-α迅速磷酸化和降解,使NF-κB能够转位到细胞核中参加基因表达的调节。IκB-α的降解是NF-κB激活的关键步骤。进一步的分析表明IκB-α的降解反过来能够促进NF-κB在细胞核内的转位和其与DNA结合活性。最近研究确定了一种高分子化合物IκB激酶(包括IKKα和IKK-β)在IκB-α的磷酸化和降解过程中扮演着关键作用。Huang等[9]进一步研究表明IKK-β而不是IKKα与NF-κB的激活有关。研究发现,当紫杉醇的浓度远低于抑制微管解聚的浓度时仍能促进IκB-α的降解,表明紫杉醇下调IκB-α的表达可能独立于其促进微管稳定的作用。以上的研究结果表明紫杉醇通过调节NF-κB/IκB-α信号通路而发挥其促进细胞凋亡作用。
2.2 抑制雄激素受体(AR)核转位 AR属于细胞核受体超家族中的一员,它主要作为转录因子调节基因的表达。无论是细胞培养试验还是临床试验均表明雄激素受体在激素抵抗性前列腺癌的生长和存活中发挥着至关重要的作用。这表明雄激素受体依然是激素抵抗型前列腺癌治疗中的重要靶点。AR不仅在雄激素依赖性前列腺癌的发生、发展中起着关键作用,在CRPC的存活和生长中也发挥着重要作用。
关于激素抵抗性前列腺癌AR的激活状态的不同,提出了许多机制,其中包括AR基因的变异与扩增,非雄激素因子如白介素-6(IL-6)和胰岛素样生长因子-1(IGF-1)激活AR,以及转录辅助因子表达的改变,包括共激活剂的过度表达与共抑制剂的抑制表达[10]。尽管去势治疗后血清雄激素水平下降明显,但前列腺内的雄激素水平,尤其是生物活性最高的双氢睾酮水平不仅在可检测的浓度范围能够促进前列腺癌的生长,并且能够在CRPC细胞局部合成。前列腺内雄激素的去势水平被认为是为CRPC前列腺癌细胞的存活和生长提供必需的雄激素。这表明AR依然是CRPC治疗中有治疗前景的靶点。
正常情况下,微管在与β微管蛋白具有相互作用的微管相关蛋白和GTP存在的情况下发生聚合。然而,紫杉醇能够优先与β微管蛋白结合,使其在缺乏三磷酸鸟苷(GTP)和其他相关辅助因子的作用下而发生聚合。一旦与紫杉醇结合,即使在4℃和钙离子存在的条件下已经聚合的β微管蛋白也不能解离[11],而这两个条件是体外微管解离所必需的两个标准条件。这表明紫杉醇诱导β微管蛋白静态的聚合打乱了正常的有丝分裂进程,将细胞阻滞于G2M期,最终导致细胞的凋亡。
已有研究证实,紫杉醇能够抑制AR信号通路,其作用机制涉及到细胞的微管骨架[12,13]。无论使用诺考达唑还是使用紫杉醇干扰细胞微管的聚合都能够抑制前列腺癌细胞中AR诱导的基因表达,这种治疗作用不见于靶点不在微管系统的其他抗肿瘤药物。除此之外,AR在细胞质中的定位与临床上紫杉醇的效应有关。AR通过其氨基末端结构域与微管蛋白相连,并且这种连接作用因雄激素的存在而削弱,这表明黏附了AR的微管能够调节AR在细胞内的分布。Heisler等[14]已经证实AR在细胞核内的定位与雄激素的信号通路有关,而这一信号信号通路能够被紫杉醇阻断;并证实动力蛋白能够调节AR向细胞核的运输。将AR隔离于胞浆中能够促进其在细胞凋亡信号通路中的活性,甾体类激素受体活动能够降低微管的密度,最终将前列腺癌细胞阻滞于G2-M期。因为紫杉醇并不是以高分裂为特征,研究表明紫杉醇介导的对细胞内转运的抑制作用尤其是对AR细胞核内的转运的抑制作用在前列腺癌对紫杉醇的治疗的作用中起着重要作用。
2.3 促进叉头转录因子(FOXO1)的表达增加,抑制AR的转录活性 前列腺特异性抗原,紫杉醇类药物对前列腺癌雄激素途径具有直接的作用。前列腺特异性抗原(PSA)作为临床上前列腺癌的筛查指标,其表达只接受AR的调控。PSA水平的下降与去雄治疗后肿瘤的抑制有关。然而,在CRPC进展过程中,PSA水平的不下降或者升高提示在疾病的这一阶段AR异常活跃。紫杉醇能够直接下调前列腺癌细胞系的雄激素受体和PSA的表达。
紫杉醇对前列腺癌的作用可能受前列腺癌雄激素通路的调节。Gan等[15]通过研究紫衫醇对雄激素通路的研究证实了紫杉醇是通过作用于AR基因的启动子而抑制AR的转录活性,而不是通过减少AR蛋白的浓度而发挥作用的。紫杉醇治疗前列腺癌细胞系后导致叉头转录因子(FOXO1)的增加(AR抑制子),并可增强FOXO1与AR蛋白的联系。紫杉醇的这种作用机制意味着其能够抑制配体依赖性和配体非依赖性AR转录活性。小干扰RNA(siRNA)抑制FOXO1后能够阻止紫杉醇对AR转录活性的抑制并能够抑制紫杉醇诱导的细胞凋亡。因此FOXO1在紫杉醇介导的前列腺癌细胞凋亡和AR的抑制中扮演中重要角色。紫杉醇的这些作用能够在人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源的基因(PTEN)(PTEN是FOXO1在细胞核内定位所必须的)失活的前列腺癌细胞中得以证实;这些细胞能够抵抗紫杉醇诱导的细胞失活和AR活性的阻滞作用[15]。之前研究表明叉头转录因子FOXO1与AR相互作用,并且能够抑制AR的转录活性。进一步研究表明用低浓度的紫杉醇和多烯紫杉醇治疗后的CRPC细胞系22Rvl AR反式激活基因PSA和Nkx3.1的表达受到抑制而雄激素抑制基因maspin表达增加,表明紫杉醇能够抑制AR的功能。荧光素酶抑制基因实验表明多烯紫杉醇治疗后能够抑制AR的转录活性进一步证实上述观点。多烯紫杉醇治疗22Rvl荷瘤大鼠后能够诱导癌细胞的有丝分裂阻滞和下调近血管处PSA的表达[15]。进一步研究表明多烯紫杉醇治疗后的22Rvl细胞系能够诱导FOXO1细胞核内的聚集并能够增加细胞内的FOXO1和AR蛋白的相互作用。用SiRNA敲除FOXO1削弱了紫杉醇对AR转录活性、PSA和Nkx3.1的表达、细胞存活的抑制作用。这表明FOXO1调节的AR抑制作用在紫杉醇介导的CRPC细胞生长抑制中发挥着重要作用。FOXO1是PTEN下游的关键的效应蛋白,FOXO1在细胞核内的聚集能够增加FOXO1与雄激素受体的联系。肿瘤抑制基因PTEN的丢失或Akt活化促进FOXO1的活化和并以抑制其在细胞内的聚集。PTEN缺失能够促进AR的异常活化。紫杉醇不能抑制PTEN缺失的LNCaP细胞系AR靶基因的表达。除了能够促进细胞内和胞浆转位外,活化的Akt能够促进Skp2 E3配体介导的蛋白酶对FOXO1的降解。与PTEN阳性细胞相比,PTEN缺失的细胞中FOXO1蛋白的表达明显降低。因为肿瘤抑制基因PTEN在前列腺癌细胞中经常发生突变或缺失,E3的配体Skp2与PSA水平的表达水平上调,并且在前列腺癌细胞亚系中FOXO1经常在基因水平被删除,这些表明PTEN/AKT/SKP2/FOXO1 的下调可能是AR异常表达的一种机制,并且有功能的PTEN/FOXO信号信号通路是决定紫杉醇抗AR活性的重要因子。这些研究表明PTEN/FOXO信号通路功能状态与紫杉醇的生物利用度是临床上紫杉醇治疗激素抵抗性前列腺癌的两大决定因素[16]。
在目前的研究中,体内和体外的实验证据表明紫杉醇阻断AR在细胞核中运输的观念并不是广泛适用的,其他的作用制剂可能存在其中。我们发现ERK1/2信号通路的下调可能就是这样一个通过与其他的过程联合发挥细胞毒性作用的机制。
2.4 下调细胞调节蛋白激酶1/2(ERK1/2)的磷酸化 MEK1/2是RAS-RAF-MEK-ERK信号通路的组成部分,且已经证明其具有促进细胞生长及生存的作用。ERK1/2是MEK1/2下游的靶点,其激活依赖于202位丝氨酸和205位酪氨酸残基的磷酸化。为了确定RAS-RAF-MEK-ERK在紫杉醇治疗的前列腺癌细胞中的作用,我们使用DU-145细胞系作进一步的研究。与 LNCaP和PC-3细胞系相比,DU-145细胞系有着更高的ERK1/2 T202/Y204磷酸化水平,并有 UBE2L3-KRAS基因融合。研究发现,MEK抑制剂 U0126和多烯紫杉醇、卡巴他赛均能下调ERK1/2的磷酸化;多烯紫杉醇、卡巴他赛或与MEK抑制剂 U0126联用均能降低细胞活性,而单独使用MEK抑制剂 U0126并不具有这种效果,这些研究表明紫杉醇能够下调ERK1/2的磷酸化,下调的程度与细胞毒性有关。进一步的研究表明, ERK1/2的过度激活并不能阻断DU-145对紫杉醇或卡巴他赛反应[17]。
2.5 激活纺锤体组装检查位点(SAC) 紫杉醇是紫衫烷胺类的一种化疗药物,被广泛应用于包括前列腺癌在内的多种恶性肿瘤中。在有丝分裂中,紫杉醇与β微管蛋白相互作用, 激活细胞周期阻滞,阻碍正常的纺锤体组装与细胞分化。纺锤体形成的受阻激活了纺锤体组装检查位点(SAC)。SAC的主要作用是延缓有丝分裂,直至所有的姐妹染色单体全部黏附与纺锤体上。当上述过程完成后, APC/Ccdc20介导分解酶抑制蛋白(在人类中为PGTT1)和 cyclin B1的降解,细胞随后进入有丝分裂期。PGTT1是脑垂体肿瘤转化基因1的产物,存在有丝分裂姐妹染色单体的分离过程中,其参与多种细胞过程,包括DNA损伤的修复,凋亡和血管的生成。PGTT1同样拥有转录活性,能够上调几种基因的表达[18]。AC的几种组成成分已经被确定,包括Cdc20,Mad1,Mad2,BubR1/Mad3,Bub1,Bub3等等,但APC/C的主要靶点为Cdc20,一种APC/C泛素连接酶的辅因子。SAC下调Cdc20激活APC/C介导的PGTT1和cyclin B1多聚泛素化的能力,从而抑制其被26S蛋白酶体的降解,并且产生一种有丝分裂抑制的信号[19,20]。在紫杉醇诱导的有丝分裂阻滞之后,细胞可能在有丝分裂期死亡,或者进入四倍体的G1期,在这一时期,细胞可能发生死亡,或者阻滞于G1,或者开始新的细胞周期。细胞死亡是主要通过多种内在的凋亡途径起作用的。在紫杉醇诱导的凋亡过程中,Bcl-2家族多种蛋白被修饰,包括Bcl-2和Bcl-xL的磷酸化,Bax的活化[21]。
众所周知,多西紫杉醇能够将细胞阻滞与G2期,经历这一细胞周期的细胞同样表现出bcl-2的磷酸化,而这别视为一种额外的凋亡标记。Bcl-2基因是一种新发现的致癌基因家族中一员,通过抑制细胞的凋亡而促进细胞的存活。细胞周期中bcl-2的磷酸化发生在G2/M期,并且依赖于细胞分离周期蛋白(cdc)激酶调节途径。在紫杉醇处理的细胞中,磷酸化的bcl-2的动力学特征与cdc-2激酶的活性相一致。这增加了bcl-2的磷酸化依赖于cdc-2激酶的可能。cdc-2激酶是控制细胞进入有丝分裂的主要激酶。这进一步证实了cdc-2激酶与bcl-2磷酸化之间的联系。在G2/M期,紫杉醇诱导bcl-2的磷酸化依赖于cdc-2激酶调节通路。
2.6 诱导bcl-2的磷酸化及抑制bcl-xL蛋白的表达 之前研究表明,正常情况下,bcl-2在G2/M过渡期发生磷酸化。这种短暂的磷酸化激活级联反应,通过核纤层蛋白和其他细胞骨架结构的降解使得有丝分裂顺利进行。紫杉醇通过诱导bcl-2的磷酸化使得级联反应持续进行,进而导致细胞的凋亡。Bax是一种前凋亡蛋白,Bcl-2与其形成二聚体,进而抑制其功能[22]。有证据表明,bcl-2过度表达能够使前列腺癌细胞在雄激素撤退治疗后能够存活下来,因此,bcl-2成为了反义技术的一个靶点。一些实验和临床研究表明bcl-2的强化表达能够给予前列腺癌细胞化疗抵抗和雄激素抵抗,实际上可能导致雄激素非依赖。1995年,Haldar等[23]表明,bcl-2丝氨酸残基的磷酸化导致bcl-2抗凋亡效应的丢失。这种现象的发生主要是因为bcl-2与前凋亡蛋白bax结合的减少。在癌症细胞中,紫杉醇通过诱导的微管的稳定诱导bcl-2的磷酸化,进而导致游离bax的增加和细胞的凋亡[24]。Krajewski等[25]研究发现抗凋亡蛋白bcl-xL表达于所有前列腺癌细胞中,Bcl-xL是一种抗凋亡蛋白,其与bcl-2有着类似的序列同源性,赋予人类的许多肿瘤细胞化疗抵抗性。人类前列腺癌LNCaP细胞系中表达Bcl-xL。紫杉醇能够在不改变bax,bak和bcl-2水平的基础上抑制bcl-xL mRNA的表达,进而抑制bcl-xL蛋白的表达,最终发挥其促凋亡的作用。紫杉醇能够诱导前列腺癌细胞中bcl-xL的磷酸化。紫杉醇能够降低bcl-xL蛋白和信使RNA(mRNA)的表达。Bcl-xL是一种抗凋亡蛋白,其与bcl-2有着类似的序列同源性,赋予人类的许多肿瘤细胞化疗抵抗性。人类前列腺癌LNCaP细胞系中表达Bcl-xL。紫杉醇能够在不改变bax,bak和bcl-2水平的基础上抑制bcl-xL mRNA的表达,进而抑制bcl-xL蛋白的表达,最终发挥其促凋亡的作用[26]。
2.7 抑制肿瘤新生血管形成 紫杉醇降低肿瘤血管内皮细胞的活力,抑制肿瘤细胞增殖,阻碍肿瘤组织中新生血管的形成[27]。而血管的形成是肿瘤发生发展的先决条件,在缺少血管的情况下,肿瘤生长的直径一般在几个毫米之下。
2.8 抑制多种胶原酶的形成 紫杉醇能通过干扰微管系统的动力进而抑制多种胶原酶发挥其抑制癌细胞的黏附及侵袭能力。狭线印记杂交和明胶实验显示紫杉醇能够抑制相对分子质量72 000和相对分子质量92 000 Ⅳ型胶原酶和57 000胶原酶的分泌。放射免疫共沉淀测量法进一步证实了紫杉醇能够相对分子质量72 000胶原酶的合成和分泌。紫杉醇能够抑制总蛋白的分泌,但并不影响其合成和周转。在经过洗涤并且在不含紫杉醇的新鲜培养基中培育48 h后这些细胞并不能恢复分泌明胶酶的能力。因为紫杉醇抑制细胞的分泌与微管的干扰同时出现,通过分析数据认为紫杉醇诱导微管重新组合或改变可能干扰微管调节蛋白酶泡的运输和明胶酶分泌的能力。数据表明紫杉醇能够抑制相对分子质量72 000 Ⅵ型胶原酶的合成和分泌。当Ⅵ型胶原酶的分泌被阻滞后,其移动在一定程度上被抑制,可能与其依赖于蛋白酶在细胞质中加工和包装机制有关。由于微管的分布的干扰,总蛋白的分泌也受到了抑制。在体外,实验证明相对低浓度的紫杉醇能够完全抑制前列腺癌细胞系PC-3L对Ⅵ型胶原和塑料基底膜的黏附,表明紫杉醇抑制胶原酶的分泌可能在防止基底膜的侵袭方面发挥着重要作用。紫杉醇对微管的作用可能抑制细胞的黏附,并且间接抑制细胞的移动。紫杉醇联合抑制细胞蛋白酶的分泌、黏附及移动似乎完全可以阻断细胞的侵袭[28]。
2.9 其他可能机制 孙明等[29]通过研究紫杉醇对体外前列腺癌细胞系PC-3的作用及对PC-3细胞荷瘤裸鼠的研究表明多烯紫杉醇对前列腺癌细胞系PC-3有明显的抑制作用且与紫杉醇的浓度有关,并且能在不明显减少裸鼠体重的前提下显著的减少肿瘤的重量,证明其作用机制与多烯紫杉醇促使Bcl-2磷酸化,影响微管系统而影响细胞周期的进程有关,并通过下调细胞周期素D1(CyclinD1)的表达影响肿瘤的进程,而CyclinD1为细胞周期G1的控制点,其过度表达可使细胞G1期缩短,过早地进入S期,使细胞增殖紊乱和失控,导致肿瘤的发生。Bax是一种促凋亡蛋白,bcl-2能与其形成二聚体,并抑制其抗凋亡的作用。已经证实抑制雄激素的分泌后bcl-2的过度表达能够抑制前列腺癌细胞凋亡。一些临床和实验研究表明,bcl-2表达的增加能够导致化疗抵抗和激素抵抗,并最终发展为激素非依赖阶段。Haldar等[23,24]研究发现bcl-2丝氨酸残基的磷酸化能够使bcl-2丧失抗凋亡的作用。这种现象的出现被认为是通过减少bcl-2与凋亡蛋白bax而实现的。紫杉醇通过诱导癌细胞微管的稳定性来诱导bcl-2的磷酸化,进而导致游离bax的增加和细胞的凋亡。武睿毅等[30]研究表明紫杉醇诱导激素非依赖型前列腺癌(HRPC)凋亡的机制是在G2/M期抑制微管的解聚并通过引起Bcl-2蛋白的丝氨酸残基磷酸化导致其失活,失去与Bax的结合能力,导致Bax/Bcl-2异二聚体减少,Bax/Bax同二聚体增加,后者激活凋亡通路,促使细胞凋亡,并证实内皮素-1(ET-1)能逆转上述紫杉醇诱导HRPC PC-3细胞凋亡的机制,降低HRPC PC-3对紫杉醇的敏感性。
吴静等[31]通过研究多烯紫杉醇与3种前列腺癌细胞株LNCap、PC-3和CW22-rv1研究表明,不同的前列腺癌细胞株对多烯紫杉醇的敏感性不同,PC-3最为敏感,而LNCap和CW22-rv1中度敏感,其敏感性与p-c-jun呈负相关,转染c-jun基因后前列腺癌细胞对紫杉醇的敏感性降低,而AR可以增加前列腺癌细对多烯紫杉醇的反应,AR的上调降低p-c-jun转录活性,从而增加前列腺癌对多烯紫杉醇的敏感性,上述机制可能是多烯紫杉醇治疗前列腺癌潜在的机制。
此外,胰岛素样生长因子(IGF)轴在癌症的发生发展中起着重要作用。IGF包含IGF-1和IGF-2两种不同的配体,主要通过IGF-1受体(IGF-1R)和六种亲高和力的胰岛素样生长因子结合蛋白起作用(IGFBPs)起作用。而IGFBP-2被为是在前列腺癌的进展过程中的一个重要因素。Uzoh等[32]通过实验证明在未携带PTEN的前列腺癌PC-3细胞中,IGFBP-2主要通过增强IGF-R促进癌细胞增殖,而在携带PTEN的前列腺癌DU-145细胞中,IGFBP-2主要是通过与整合素受体相结合,继而引起PTEN磷酸化,促进癌细胞增殖。去除了IGFBP-2后,PC-3与DU-145对多烯紫杉醇的敏感性均较前增加。这提示多烯紫杉醇起初可能通过抑制IGF而发挥抗癌作用,继而引起IGFBP-2表达增加,降低其抗癌作用。
Liu等[33]通过对比前列腺癌不同癌株片片p53表达状态不同对多烯紫杉醇作用之间差异的研究表明携带变异p53基因的DU145,携带无效p53基因的PC3前列腺癌细胞对多烯紫杉醇的敏感性明显低于携带功能性片p53基因的LNCaP和C4-2前列腺癌细胞,其机制是多烯紫杉醇能够增加p53表达产物第15位丝氨酸的磷酸化水平而p53磷酸化水平与前列腺癌对多烯紫杉醇的敏感性密切相关。
随着研究的进展,除了紫杉醇之外,越来越多的药物已经进入进入临床实验阶段或获得批准进入临床中用于激素抵抗型前列腺癌的治疗中,为激素抵抗型前列腺癌(CRPC)患者提供了更多的选择。
3.1 卡巴他赛 卡巴他赛是一种新一代的紫杉烷胺类物质,和其他紫杉醇类物质类似,卡巴他赛能够削弱微管的动力学,诱导有丝分裂的阻滞,微管的聚集和凋亡,不同的是其能够抑制对紫杉醇和多烯紫杉醇抵抗的前列腺癌细胞系的生长[34]。不同于紫杉醇和多烯紫杉醇,卡巴他赛对P-糖蛋白1的黏附性更低,而P-糖蛋白1是一种三磷酸腺苷依赖性药物排出泵,人们认为其与多烯紫杉醇的耐药机制有关。
3.2 恩杂鲁胺 恩杂鲁胺-MDV3000是第二代的雄激素受体(AR)抑制剂,恩杂鲁胺与AR结合能力是比卡鲁胺的五倍至八倍,其能更加有效的阻止AR与雄激素结合,阻止AR的核转位,阻止DNA与AR及其配体复合物的结合以及共激活因子的聚集,从而发挥抗癌作用[35]。与比卡鲁胺不同的是,恩杂鲁胺是一种的单纯的AR抑制剂,没有AR激动剂活性。
3.3 阿比特龙 阿比特龙是阿比特龙是一种口服选择性的CYP17A抑制剂,其与CYP17的结合能力是酮康唑的10~30倍。目前认为去势抵抗型前列腺癌癌细胞的存活依然依赖雄激素[36]。尽管在去势水平能够降低降低全身雄激素水平,但去势并不能降低肿瘤微环境中的雄激素水平,并且局部的雄激素水平就能够激活雄激素受体(AR)及雄激素介导的基因表达。不断有证据表明,肿瘤局部雄激素主要通过摄取和转化肾上腺来源的雄激素,部分来源于肿瘤细胞内胆固醇的从头合成和黄体的前体的进一步合成。胆固醇合成雄激素的关键酶是细胞色素P450 17α甾体类脱氢酶(CYP17A),肾上腺表达的这种酶主要用于合成雄激素包括脱羟表雄(DHEA)和雄烯二酮(AED),并且大量的实验表明CRPC肿瘤细胞中也表达这种酶[37]。阿比特龙能够不可逆的抑制CYP17A脱氢酶和裂解酶的活性[38]。进而抑制肾上腺及前列腺癌局部雄激素的合成,而发挥其抗肿瘤作用。
3.4 Sipuleucel-T Sipuleucel-T是一种有活性的细胞免疫疗法,一种能够治疗抗癌疫苗,这种疫苗由自体外周血中的单核细胞组成,其中包括抗原提呈细胞,这些细胞在体外被重组融合蛋白(PA2024)激活,PA2024包括前列腺特异性抗原和融合有免疫细胞激活因子的单核粒细胞集落刺激因子的前列腺酸性磷酸酶组成[39]。Sipuleucel-T通过激活人体细胞免疫系统杀伤前列腺癌细胞而发挥其抗肿瘤作用。
由此可见,紫杉醇对前列腺癌细胞的杀伤机制并不是单一起的,而是多种机制共同起作用的,对不同的前列腺癌细胞株的作用机制也不是完全相同的。通过影响细胞信号转导通路上不同信号分子的磷酸化水平的变化以及抑制原癌基因的作用、增强抑癌基因的作用而影响细胞信号的转导,最终导致癌细胞有丝分裂过程紊乱而使细胞发生凋亡。而目前针对激素抵抗性前列腺癌机制的研究深入,越来越多的肿瘤的治疗靶点被发现,越来越多的药物被应用与临床之中,我们相信在不远的将来会用更多的机制被人们发现以更好指导临床用药。
1 Jemal A,Siegel R,Ward E,et al.Thun MJ.cancer statistics.CA cancer J Clin,2007,7:43-46.
2 叶定伟,李长岭.前列腺癌发病趋势的回顾和展望.中国癌症杂志,2007,17:177-180.
3 Grossmann ME,Huang H,Tindall DJ.Androgen receptor signaling in androgen-refractory prostate cancer.Journal of the National Cancer Institute,2001,93:1687-1697.
4 Urakami S,Shiina H,Igawa M.Docetaxel-based combination chemotheraty for castration-resistant prostate caner.Nihon Rinsho,2011,69:531-537
5 Haldar S,Jena N,Croce CM.Inactivation of Bcl-2 by phosphorylation.Proc.Natl.Acad.Sci.USA,1995,92:4507-4511.
6 Ibrado AM,Liu L,Bhalla K.Bcl-x L overexpression inhibits progression of molecular events leading to paclitaxel-induced apoptosis of human acute myeloid leukemia HL-60 cells.Cancer Res,1997,57:1109-1115.
7 Blagosklonny MV,Schulte TW,Nguyen P,et al.Taxol induction of p21 WAF1 and p53 requires c-raf-1.Cancer Res,1995,55:4623-4626.
8 Ding AH,Porteu F,Sanchez E,et al.Shared actions of endotoxin and Taxol on TNF receptors and TNF release.Science(Washington DC),1990,248:370-372.
9 Huang Y,Johnson KR,Norris JS,et al.Nuclear Factor- k B/I k B Signaling Pathway May Contribute to the Mediation of Paclitaxel-induced Apoptosis in Solid Tumor Cells.Cancer Research,2000,60,4426-4432.
10 Feldman BJ,Feldman D.The development of androgen-independent prostate cancer.Nat Rev Cancer,2001,1:34-45.
11 Horwitz SB.Taxol(paclitaxel):Mechanisms of action.Ann Oncol S,1994,5:S3-S6.
12 Zhu ML,Horbinski CM,Garzotto M,et al.Tubulin-targeting chemotherapy impairs androgen receptor activity in prostate cancer.Cancer Res,2010,70:7992-8002.
13 Darshan MS,Loftus MS,Thadani-Mulero M,et al.Taxane-induced blockade to nuclear accumulation of the androgen receptor predicts clinical responses in metastatic prostate cancer.Cancer Res,2011,71:6019-6029.
14 Heisler LE,Evangelou A,Lew AM,et al.Androgen-dependent cell cycle arrest and apoptotic death in PC-3 prostatic cell cultures expressing a full-length human androgen receptor.Mol Cell Endo-crinol,1997,126:59-57.
15 Gan L,Chen S,Wang Y,et al.Inhibition of the androgen receptor as a novel mechanism of taxol chemotherapy in prostate cancer.Cancer Res,2009,69:8386-8394.
16 Jiang J,Huang H.Targeting the Androgen Receptor by Taxol in Castration-Resistant Prostate Cancer.Mol Cell Pharmacol,2010,2:1-5.
17 Montagut C,Settleman J.Targeting the RAF-MEK-ERK pathway in cancer therapy.Cancer Lett,2009,283:125-134.
18 Huang HC,Shi J,Orth JD,et al.Evidence that mitotic exit is a better cancer therapeutic target than spindle assembly.Cancer Cell,2009,16:347-358.
19 Musacchio A,Salmon ED.The spindle-assembly checkpoint in space and time.Nat Rev Mol Cell Biol,2007,8:379-393.
20 Bhalla KN.Microtubule-targetedanticancer agents and apoptosis.Oncogene,2003,22:9075-9086.
21 Mellor HR,Rouschop KM,Wigfield SM,et al.Synchronised phosphorylation of BNIP3,Bcl-2 and Bcl-xL in response to microtubule-active drugs is JNK-independent and requires a mitotic kinase.Biochem Pharmacol,1562-1572.
22 Sato N,Sadar MD, Bruchovsky N,et al.Androgenic induction of prostate-specific antigen gene is repressed by protein-protein interaction between the androgen receptor and AP-l/c-Jun in the human prostate cancer cell line LNCaP.J Biol Chem,1997,272:17485-17494.
23 Haldar S,Jena N,Croce CM.Inactivation of Bcl-2 by phosphorylation. Proc Nat1 Acad Sci USA,1995,92:4507-4511.
24 Halder S,Chintapalli J,Croce CM.Taxol induces bcl-2 phosphorylation and death of prostate cancer cells.Cancer Res,1996,56:1253-1255.
25 Krajewski S,Krajewska M,Shabaik A,et al.Immuno-histochemical analysis of in viva patterns of Bcl-x expression.Cancer Res,1994,54:5501-5507.
26 Kenneth J.Pienta:Preclinical Mechanisms of Action of Docetaxel and Docetaxel Combinations in Prostate Cancer.Semmors in Oncology,2001,28:pp 3-7.
27 Komlodi-Pasztor E,Sackett D,Wilkerson J,et al.Mitosis is not a key target of microtubule agents in patient tumors.Nat Rev Clint Oncol,2011,8:244-250.
28 Stearns ME,Wang M.Taxol Blocks Processes Essential for Prostate Tumor Cell(PC-3ML)Invasion and Metastases.Cancer Res,1992,52:3776-3781.
29 孙明,杨宇如,李虹,等.多西紫杉醇对激素非依赖性前列腺癌的体内外作用研究.中国男科学杂志,2004,18:14-16.
30 武睿毅,王国民,王杭,等.内皮素-1对紫杉醇诱导激素非依赖性前列腺癌细胞PC3凋亡的影响.复旦学报(医学版),2008,35:756-759.
31 吴静,方克伟.多西紫杉醇对三种前列腺癌细胞系的作用探讨.国际泌尿系统杂志,2012,32:168-171.
32 Uzoh CC,Holly JMP,Biernacka KM,et al.Insulin-like growth factor-binding protein-2 promotes prostate cancer cell growth via IGF-dependent or -independent mechanisms and reduces the efficacy of docetaxel.British Journal of Cancer,2011,104:1587-1593.
33 Liu C,Zhu Y,Lou W,et al.Functional P53 Determines Docetaxel Sensitivity In Prostate Cancer Cells.Prostate,2013,73:418-427.
34 Attard G,Greystoke A,Kaye S,De Bono J.Update on tubulin-binding agents.Pathol Biol(Paris),2006,54:72-84.
35 Tran C,Ouk S,Clegg NJ,et al.Development of a second-generation antiandrogen for treatment of advanced prostate cancer.Science,2009,324:787-790.
36 Scher HI,Sawyers CL.Biology of progressive,castration-resistant prostate cancer:directed therapies targeting the androgen-receptor signaling axis.J Clin Oncol,2005,23:8253-8261.
37 Efstathiou E,Titus M,Tsavachidou D,et al.Effects of abiraterone acetate on androgen signaling in castrate-resistant prostate cancer in bone.J Clin Oncol,2012,30:637-643.
38 Rowlands MG,Barrie SE,Chan F,et al.Esters of 3-pyridylacetic acid that combine potent inhibition of 17 alpha-hydroxylase/C17,20-lyase (cytochrome P45017 alpha)with resistance to esterase hydrolysis.J Med Chem,1995,38:4191-4197.
39 Goldman B,DeFrancesco L.The cancer vaccine roller coaster.Nat Biotechnol,2009,27:129-139.
10.3969/j.issn.1002-7386.2017.18.037
050051 石家庄市,河北医科大学第三医院泌尿外科
郭跃先,050051 石家庄市,河北医科大学第三医院泌尿外科;
E-mail:guoyuexian@aliyun.com
R 737.25
A
1002-7386(2017)18-2852-06
2017-02-08)