AR信号通路与自噬的相关性在前列腺癌治疗中的应用

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前列腺癌是男性泌尿系统常见的恶性肿瘤，好发于中老年男性。2018年，前列腺癌的发病率和死亡率在欧美发达国家分列第1、第2位[1]。近年来，我国前列腺癌的发病率逐年增加，最新流行病学调查显示，前列腺癌在男性肿瘤中发病率位居第6位，已经超过膀胱癌成为男性泌尿系统发病率最高的恶性肿瘤[2]。由于我国前列腺癌的早期筛查率低，而前列腺癌的临床症状亦不典型，起病隐匿，因此，大多数患者在寻求治疗时常已是中晚期。对于失去手术机会的中晚期前列腺癌，临床上主要采取内分泌治疗的手段来控制疾病，即雄激素剥夺治疗(androgen deprivation therapy,ADT)。虽然大多数患者最初对ADT反应敏感，但是在接受18～24个月的内分泌治疗后，几乎所有患者都会不可避免的出现耐药性，直至进展成为去势抵抗性前列腺癌(castration-resistant prostate cancer,CRPC)[3]。关于CRPC的发生机制，大多数学者认为是由于AR信号通路的再激活导致了去势抵抗的发生。

细胞自噬是真核细胞中一条精确调控的代谢途径，作为生物体内细胞组分降解及循环的重要通路，其主要功能是清除细胞内的大蛋白、损伤的细胞器以及致病微生物，以保持细胞营养物质的再利用及细胞内稳态的维持。正常情况下细胞会发生低水平的自噬，来保证细胞代谢的平衡状态。但是，一旦生理状态下的自噬平衡被打破，机体会出现代谢紊乱，久而久之导致肿瘤等疾病的发生。既往研究显示自噬在前列腺癌的发生、发展及治疗中扮演着重要角色，而且不同方法下自噬的反应状态也会很大程度上影响疾病的疗效[4]。作者旨在从AR信号通路与细胞自噬的角度总结二者在前列腺癌中的相关性，以期为广大学者提供治疗前列腺癌新的见解。

1 AR信号通路与前列腺癌

前列腺是雄激素依赖性器官，雄激素通过与AR结合调控细胞生长。AR在正常前列腺细胞和前列腺癌细胞中广泛存在，它是雄激素依赖性核转录因子，是类固醇核受体超家族的成员[5]。AR作为重要的细胞调控因子，可以通过调节多种基因的表达进而影响细胞的生长和增殖。研究表明[6]，雄激素与AR的相互作用密切影响着前列腺癌的发生和演进。

1.1 AR信号通路与CRPC的关系 激素依赖性前列腺癌经过一段时间内分泌治疗后逐渐发展为激素非依赖，直至最终进展为CRPC，这个时期的雄激素虽然达到去势水平，但疾病仍然会出现进展[7]。研究显示[8]，当疾病转变为去势抵抗时，低水平的雄激素对AR的敏感性反而增加，AR信号通路的激活，AR下游信号通路在去势水平下依然保持活性，使得癌细胞对内分泌治疗产生了抗药性。随着研究的不断深入，有关AR信号通路作为前列腺癌治疗的重要切入点引起广泛的关注。

目前被大家所接受的CRPC患者耐药机制是低雄激素水平下AR信号传导通路的重新激活。AR信号通路可以通过多种方式来活化，主要为以下几个方面：①AR的扩增和过表达：AR表达上调进而低水平的雄激素可以与之充分结合，AR信号通路被激活[9]。Taylor等[10]的研究发现一半以上的CRPC患者会出现AR的过表达。②AR相关基因突变：经过一段时间的雄激素剥夺治疗，AR相关基因出现转录异常，使得抗雄激素的药物错误的发挥AR激动剂的作用，下游信号通路被激活。③AR共调节因子的活性改变：细胞内共激活因子异常表达，增强了同AR蛋白的相互作用，使AR对雄激素的需求浓度下降，进而加强了AR信号传导通路的活化。④AR的配体非依赖性活化：现已被证实的相关信号通路有PI3K/AKT通路、MAPK通路等，这些通路的激活可同时影响AR的配体非依赖性激活，进而提高了前列腺癌细胞对低浓度雄激素的耐受性。⑤糖皮质激素受体和孕激素受体的过表达：正常前列腺组织中孕激素受体水平低下，而去势抵抗一旦发生，前列腺癌细胞中的孕激素受体出现异常高表达；而糖皮质激素受体则具有许多与AR重叠的下游基因，因此糖皮质激素受体的高表达可能成为新型内分泌药物出现抗药性的原因之一[11]。

1.2 AR信号通路在前列腺癌治疗中的应用 AR信号通路的再激活导致了去势抵抗的发生。基于此，以雄激素/雄激素受体(A-AR)信号轴为作用靶点的新型内分泌药物在临床上应运而生。比卡鲁胺在临床上应用广泛，属于第一代抗雄药物，其作用机制与雄激素竞争性结合AR的配体结构域，抑制AR信号通路[12]。但由于比卡鲁胺与AR配体结构域的亲和力较低，因此第二代雄激素拮抗剂恩杂鲁胺已经由美国食品和药品监督管理局批准上市并应用于临床。恩杂鲁胺不仅与AR配体结构域有较强的亲和力，还可以抑制AR与DNA的结合能力及AR的核转位，发挥阻止AR信号传导的作用，进而抑制前列腺癌细胞增殖[13]。阿比特龙是美国食品和药品监督管理局批准的第一种用于CRPC的雄激素阻断药物，其作用机制是能够抑制雄激素合成过程中依赖的细胞色素酶CYP17的活性，不仅可以从根本上切断前列腺组织雄激素的生成，同时对肾上腺、睾丸的雄激素也能发挥去雄的作用[14]。目前进入临床试验的还有TAK-70，属于新型的非甾体AR信号通路抑制剂，能够选择性的抑制雄激素合成过程中的细胞色素酶CYP17A1的表达[15]。上述内分泌药物在临床上疗效显著，然而随着治疗时间的延长，患者逐渐产生抗药性，疾病出现进展，患者未能获得持久的受益时间[16]。

2 自噬与前列腺癌

2.1 自噬 细胞自噬广泛存在于真核细胞内，是一种通过清除损伤细胞器、致病病原体等来保证细胞营养物质的利用、维持细胞内稳态的代谢途径。自噬的发生涉及多个通路的相关激酶，如mTOR、AMPK、PI3Ks、MAPKs(ERK和JNK)及PKC等，具体的作用通路随外界刺激及作用对象的不同而有所不同。mTOR激酶是自噬的重要抑制子，作为细胞中物质和能量的感受器能够调节细胞的增殖、生长和分化[17]。目前研究显示，mTOR相关信号通路作为自噬的负调控途径，发挥抑制细胞自噬的作用，在自噬的发生中扮演着“门卫”的角色。mTOR通路是上游自噬相关激酶作用通路的下游必经通路，其他激酶作用通路大多要通过mTOR通路对自噬起作用[15]。

近年来自噬作为研究的热点，学者发现了其在肿瘤的发生、发展中扮演重要角色[18]。此外，令人惊讶的是，自噬对正常及不同肿瘤细胞所起的作用不同：正常细胞内的自噬过程可抑制肿瘤的发生，然而自噬却可以保证肿瘤细胞的能量供应，加速肿瘤细胞的生长、增殖[19]。强刺激诱导的过度自噬可以促进细胞损伤甚至发生程序性细胞死亡。基于此，如何因时调控自噬来发挥抗肿瘤的作用已经成为治疗肿瘤的重要切入点。

2.2 自噬在前列腺癌治疗中的应用 既往大量研究发现自噬在前列腺癌的发生、发展中同样扮演着重要角色。Kung等[20]认为自噬对于肿瘤细胞存在双重效应，但Dalby等[21]发现自噬在前列腺癌细胞中表现出促肿瘤的作用。许多研究表明自噬变化与CRPC的发生发展呈明显的相关性，可能是前列腺癌细胞激素依赖性改变的原因之一。

研究表明，前列腺癌细胞可以通过相关自噬信号通路诱导自噬，使得癌细胞可以在接受内分泌治疗、放化疗等的不利条件下依然存活下来。而当通过RNA干扰技术沉默AMPK信号通路后，细胞自噬受到抑制，前列腺癌细胞发生凋亡。潘虹洁[22]发现黄芩素可通过抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路及其下游通路(NF-κB、GSK-3β)的活性，诱导前列腺细胞自噬水平的上调。Bitting和Armstrong[23]证明了去除雄激素后前列腺癌细胞中自噬过程明显增加，可有效避免细胞凋亡，维持肿瘤细胞生长，是一种保护性自噬。Nguyen等[24]进一步的研究发现恩杂鲁胺可以在体外的前列腺癌模型中诱导自噬，在进行ADT治疗时，细胞自噬活性明显上调，且促进CRPC的发展。以上研究说明了自噬的发生利于激素非依赖性前列腺癌细胞的生存，促进疾病进展。

基于以上研究，阻断自噬配合内分泌治疗在临床上将是一种行之有效的方法。通过抑制细胞自噬引起的细胞存活，增强自噬性细胞死亡来提高药物疗效适用于所有肿瘤的治疗。所以，可以通过靶向调控自噬过程，进而提高前列腺癌的治疗效果。既往研究成果及雄激素剥夺引起的自噬调控过程印证了抑制细胞自噬对前列腺癌的潜在治疗作用[25]。因此，抑制自噬将成为前列腺癌治疗的新思路。

3 AR信号通路与自噬的相关性

3.1 AR负调控细胞自噬及其机制 自噬是细胞对外界不良刺激作出抵抗的一种应激反应，目前研究证实在前列腺癌发生、发展过程中，A-AR在自噬活动中扮演关键角色。有研究发现恩杂鲁胺作用于CRPC细胞，阻断AR信号通路后，可通过AMPK信号通路的激活而抑制mTOR，进而激活自噬,且自噬被抑制后能够增强细胞对恩杂鲁胺的敏感性[24]。另一项研究揭示了比卡鲁胺抑制A-AR信号轴能使前列腺癌细胞的自噬活动增强[26]。在AR阴性细胞系中外源性导入功能性AR可以显著抑制细胞自噬[27]。上述研究均能得出阻断AR信号通路可以激活细胞自噬的结论，提示AR可以负向调控自噬活动。

但目前AR负调控细胞自噬的分子机制尚不清晰。郭建全[28]在研究中发现，雷公藤红素可以通过降解AR蛋白抑制AR信号通路的途径，诱导前列腺癌细胞发生自噬，揭示了AR负调控细胞自噬的机制，并且这种自噬有利于前列腺癌细胞存活；Jiang等[27]研究表明由于点突变导致AR对雄激素以外的刺激物产生应答，不依赖雄激素激活的AR信号通路同样可以抑制细胞自噬，这进一步证明AR负调控细胞自噬。Farrow等[29]阐明了AR通路和PI3K/AKT/PTEN之间的相互反馈调节，PI3K和mTOR的抑制将增加AR蛋白水平，而AR的抑制会促进PI3K活性。Bennett等[30]在LNCaP细胞系中发现，二氢睾酮激活AR信号通路后，能够通过调控内质网分子伴侣葡萄糖调节蛋白78/BiP显著抑制自噬。这些研究表明，抑制A-AR轴可激活细胞自噬，而且是一种保护性自噬，影响前列腺癌细胞AR靶向治疗的反应。这也为临床上CRPC的治疗提供了新的方向。

3.2 阻断AR信号通路联合自噬抑制靶向治疗前列腺癌 考虑A-AR是前列腺癌治疗中有价值的靶点，但它们的治疗益处却因自噬的增强而受到限制。近年来，有研究支持AR阻断剂和自噬抑制剂协同作用促进前列腺癌细胞死亡。联合用药作为治疗前列腺癌可行性措施，其主要思路是通过内分泌药物与自噬抑制剂联合来抑制自噬过程，从而提高对内分泌药物的敏感性。目前，许多临床试验已经用于探讨联合用药对前列腺癌自噬水平的影响。研究者发现用比卡鲁胺处理LNCaP细胞后，自噬通量明显上调，且联合使用自噬抑制剂三甲基腺嘌呤是单独应用比卡鲁胺处理细胞细胞死亡率的1.5倍[31]。Colquhoun等[32]联合应用比卡鲁胺和自噬抑制剂二甲双呱作用于LNCaP细胞后，细胞集落形成率明显降低，加大比卡鲁胺和二甲双胍的剂量后，PC3细胞系也出现了一样的结果。Nguyen等[24]发现用自噬抑制剂二甲双呱或氯丙咪嗪可明显提高CRPC细胞对恩杂鲁胺的敏感性。总之，AR信号通路在自噬的调节过程中发挥着重要但非必需的作用，仍然需要更多的研究来深入了解二者在前列腺癌发生及演进过程中所起的作用机制。

4 展望

综上所述，在前列腺发生、发展过程中扮演重要角色的AR信号通路与细胞自噬活动紧密相关，自噬是阻断前列腺癌细胞AR信号通路后被激活的一个重要过程，我们不难发现AR负调控与自噬的关系，二者的交互作用对前列腺癌细胞的药物敏感性及治疗效果有着重要的影响。随着自噬与AR信号通路相互作用的不断揭示，未来可以采用自噬抑制剂联合雄激素剥夺来增加细胞死亡的敏感性以抵消前列腺癌的生长，这必定是一种非常有价值、有前景的新型治疗方法。不过现有的技术手段带来的研究成果尚不成熟，特异性的自噬调控物仍需要进一步探索来深入揭示靶向阻断AR信号通路的机制，以期指导CRPC的治疗。相信不久的将来我们在研究前列腺癌的发病机制、解决CRPC的耐药方面上将有一个实质性的飞跃。