自噬与妇科恶性肿瘤的最新研究进展

赖凤娣，徐 玲，叶 萍，康川川，谢晓英，王茂淮

(赣南医学院 1.2016级硕士研究生；2.第一附属医院妇产科，江西 赣州 341000)

妇科恶性肿瘤是继乳腺癌之后妇女最常见的肿瘤，主要包括宫颈癌、卵巢癌、子宫内膜癌、外阴癌、绒癌等。自噬是一种高度管制的分解代谢过程，涉及细胞内组分受损的细胞器、错误折叠的蛋白质和毒性聚集体溶酶体的降解，减少氧化应激和保护细胞免受损伤。还参与各种条件诱导该过程，包括营养缺乏、代谢应激、缺氧、抗癌治疗和放射治疗以适应细胞条件的存活[1]。本文综述了自噬在妇科常见恶性肿瘤的最新研究进展。

1 自噬概述

自噬是指在外源性刺激下，来源于内质网及高尔基体的双层膜结构包裹被降解物转运至溶酶体分解代谢，实现能量的再循环及维持细胞内环境稳定的过程。1962年，Ashford和Porten用电子显微镜首次在人的肝细胞中发现了细胞自噬。其包括微自噬 (microautophagy) 、 巨 自 噬 (macroautophagy )和 分 子 伴 侣 介 导 的 自 噬 (chaperonemediated autophagy, CMA)。巨自噬就是我们通常说的自噬。在诸如肿瘤、神经退化性疾病、微生物感染以及机体老化等多种病理过程中也已观察到大量自噬现象[2]。总而言之，无论是肿瘤细胞还是正常细胞，保持一定的自噬活性是至关重要的。

2 自噬与肿瘤的关系

作为一个细胞存活的通路，自噬通过清除肿瘤细胞内折叠异常的蛋白和功能异常的细胞器如线粒体、溶酶体等，抑制细胞应激反应及基因组损伤，从而抑制癌症的发生。自噬对肿瘤的抑制作用主要表现在以下几个方面：①降解、清除功能紊乱的细胞器，如线粒体等；②自噬途径诱导细胞的凋亡，研究发现，针对自噬基因Atg7和Beclin1的RNA干扰，能有效阻止Caspase抑制剂zVAD诱导的小鼠L929细胞的死亡；③抑制炎症反应，从而防止染色体的不稳定性。相反，研究发现自噬也能促进肿瘤细胞的增长。主要表现在以下几个方面：①Katheder等在研究果蝇时发现早期肿瘤通过增加营养物质的摄入，并利用微环境营养物质的循环，通过自噬促进肿瘤细胞的自身生长[3]，并认为人类癌症也可能发生类似情况;②自噬在缺氧微环境中可调节血管内皮生长因子(vascular endothelial growthfactor, VEGF)的表达，VEGF反过来又能增强自噬的活性，共同促进肿瘤细胞新生血管的生成和浸润、血管内皮细胞的通透性的增加,从而促进肿瘤的侵袭及转移[4]；③持续自噬可使肿瘤细胞产生抗失巢凋亡能力促进肿瘤的转移;④放化疗时，自噬可通过缓解内质网应激形成治疗抵抗。因此，在肿瘤发生发展的过程中，细胞自噬的作用具有两面性。

与妇科癌症发展相关的自噬相关蛋白包括Beclin 1和微管相关蛋白质轻链3(LC3)。Beclin 1也称为自噬相关基因(Atg)6蛋白，在信号通路激活自噬中起中心作用，并且也参与自噬体形成的初始步骤[5]，Beclin1基因的纯合缺失导致小鼠胚胎的死亡，而单等位基因缺失Beclin1导致自发肿瘤形成。因此，Beclin 1是单倍不足的肿瘤抑制蛋白[6]。LC3以可溶形式(LC3-Ⅰ)和膜结合形式(LC3-Ⅱ)存在，负责形成自噬体的双膜及延长。自噬体特异性LC3-Ⅱ被认为是自噬的最可靠的生物标志物[7]。

妇科癌症的自噬的主要途径是PI3K/AKT/mTOR途径，LKB1/AMPK途径和Ras/Raf/ERK途径[8]，细胞外线索例如能量和营养物质以及生长因子的存在以组成型方式刺激这些通路以维持细胞内环境稳定和存活，但是在长期应激期间，能够导致自噬Ⅱ型编程细胞死亡。这种类型的细胞死亡与Ⅰ型程序性细胞死亡或细胞凋亡的不同主要表现在以下方面：自噬细胞的死亡不发生DNA断裂和凋亡小体的形成，且核变化发生晚于凋亡[9]。根据细胞环境，自噬和细胞凋亡都可以被激活，或者一个过程可以支配并直接抑制其他过程[10]。

自噬在肿瘤发展中的作用及其对癌症治疗的影响是复杂和背景依赖的。因此有必要在每种特定妇科癌症的背景下讨论自噬。

3 自噬与宫颈癌的关系

在世界范围内，宫颈癌是女性第二常见的癌症，是发展中国家女性癌症死亡的主要原因。其中[10-11]，70%的宫颈癌是由人乳头状瘤病毒(HPV) 16和18的感染所致[12]。目前，越来越多的研究开始关注自噬在子宫颈癌变中的细胞和分子水平的作用及其潜在的治疗靶点。

有学者调查了Beclin 1在宫颈癌组织、宫颈癌前体组织及正常宫颈组织的表达。发现Beclin1的水平在宫颈癌前体和健康的宫颈组织的表达具有组织差异性——在恶性组织中的表达更低，浓度更低[13]。因此有学者认为Beclin 1的缺陷表达是影响总生存期和生存独立预测因子的风险因子。这些结果暗示着提高自噬活性能改善宫颈癌患者的预后。

另一方面，一些学者从子宫颈癌(鳞状细胞癌和腺癌)患者中收集的组织样品中研究HPV感染和包含3A (ATAD3A)的抗自噬因子ATPase家族AAA域表达的关系，发现子宫颈癌的HPV感染和ATAD3A相关的表达增加及耐药有关[14]。另一个重要发现是ATAD3A表达与FIGO阶段、淋巴结受累、促炎症和转移相关的细胞因子和患者存活期限有关联。因此，持续性HPV感染可增加ATAD3A的表达，导致自噬肿瘤抑制因子的丧失。这些结果暗示自噬能力的降低在早期阶段的细胞分化、宫颈肿瘤发生和癌症转移中起作用。

宫颈癌治疗失败的特点是不受控制的局部癌复发，远端转移和耐药性[15-16]。子宫颈癌细胞改变细胞过程和增加对细胞凋亡的抵抗力的能力，强调需要进一步研究自噬作为这种恶性肿瘤的替代治疗靶点。

研究表明，组蛋白脱乙酰基酶抑制剂(histone deacetylase inhibitor)通过上调Beclin1的表达和抑制蛋白激酶诱导自噬，从而抑制肿瘤的增殖[17]。刘飞等用紫杉醇处理HeLa细胞后，细胞自噬性死亡和细胞凋亡明显增加，而且Beclin 1明显增高，提示多西紫杉醇抑制宫颈癌细胞增殖、诱导细胞自噬性细胞死亡机制可能与上调Beclin 1的表达有关。将Beclin 1基因稳定转入转染入宫颈癌癌株后发现，自噬基因Beclin 1可明显加强化疗药物诱导的细胞凋亡，从而增强药物的细胞毒性作用。因此自噬基因Beclin 1有望成为宫颈癌治疗的新靶点。

4 自噬与子宫内膜癌的关系

在发达国家，子宫内膜癌目前是最常见的妇科恶性肿瘤[18]。据美国癌症协会估计，在2017年约61 380例子宫的癌症病例被诊断出来，约有10 920例妇女死于子宫内膜癌[19]。自噬没有受到很多研究关注，而且没有自噬参与治疗子宫内膜的相关研究，因为子宫癌症的一级治疗主要是外科手术。

Ⅰ型子宫内膜癌已表现出超激活PI3K/Akt/mTOR途径来促进组织生长和转移。该途径的下游效应是雷帕霉素(mTOR)，它是一种自噬的抑制剂，能够维持基础水平的自噬[20]。一般情况下，足够的营养因子和生长因子供应保持PI3K/Akt/mTOR通路的活化，防止自噬的诱导。但是，在Ⅰ型子宫内膜癌，通路的超激活促进细胞增殖和生存，提示这些类型的癌症过度自噬能促进肿瘤的发生。

Sivridis等研究了LC3在子宫内膜样腺癌、非子宫内膜样腺癌，有或无不典型增生的子宫内膜和健康子宫内膜增生样品中的表达[21]。一种LC3反应的模式称为“石头状”结构(SLS)，被认为是过度自噬的标志，与乳腺癌和结肠癌的活动及肿瘤的侵袭性有关。更具体地说，子宫内膜癌中的SLS计数高于增生或健康的组织，它们的存在也与子宫肌层深层侵袭及5年生存率降低有关。此外，SLS在非典型子宫内膜增生标本中的数量减少，意味着SLS计数的增加可能是鉴别1级子宫内膜样腺癌与非典型性子宫内膜增生的有效诊断因素。

同一个小组调查了子宫内膜样腺癌临床样本中Beclin 1的表达和临床意义[21]。Beclin 1表达越高，肿瘤分级越高、子宫肌层浸润程度越高以及5年生存率越低。此外，高Beclin 1表达与缺氧相关，表明增加自噬可能有助于肿瘤在缺氧微环境中的存活。对比研究显示Beclin 1的下调可能与子宫内膜样腺癌癌变的发生相关，增加了特异性自噬在子宫内膜癌中的作用[22]。

自噬与子宫内膜癌之间的另一个环节可能包括雌激素诱导基因-121(EIG121)。EIG121是涉及细胞内膜的跨膜转运蛋白和自噬诱导蛋白[23]。EIG121在增生的子宫内膜中过度表达，然而在不依赖雌激素的子宫内膜癌中的表达受到抑制。实际上，EIG121在体外营养剥夺的压力条件下诱导自噬和细胞存活，暗示EIG121可能在子宫内膜癌的早期阶段促进癌细胞的存活。

总之，自噬的诱导，Beclin1、LC3和EIG121的上调，与子宫内膜癌的进展和不良预后有关。这表明在缺氧或营养被剥夺的情况下，自噬作为癌细胞的一种生存机制。

5 自噬与卵巢癌

在发展中国家，卵巢癌是妇科恶性肿瘤死亡的首要原因。近年研究发现，自噬相关基因在卵巢癌的发生、 发展中扮演了重要的角色。40%～75% 的卵巢癌患者为编码 Beclin1 基因的单基因缺失、p53在60%～80%的散发性和家族性卵巢癌中突变或缺失、27%的卵巢癌中有PTEN的损失[24]。此外，自噬相关蛋白PEA-15是一种富含磷酸盐星形胶质细胞中的蛋白质，可抑制卵巢癌细胞的增长，研究发现PEA-15高表达的患者总体生存率高于PEA-15低表达的患者，有望成为预测卵巢癌总体预后的新指标。这些结果都表明自噬相关基因的缺失或者下调与卵巢癌生成和进展有关。

反过来，一项研究的结果表明抑制自噬可能会增加卵巢癌细胞的生存。Smith等在研究三氧化二砷(As2O3)对 Hey、SKOV3 及永生化卵巢上皮细胞 T80 的抑制作用中，认为自噬可能保护卵巢癌细胞[25]。此外，与Ⅰ期或Ⅱ期透明细胞卵巢相比，Ⅲ期透明细胞卵巢中LC3A SLS水平较高。这些结果并没有在其他类型的卵巢癌中出现，暗示自噬可以在这种恶性肿瘤的不同亚型中发挥不同的作用。ARHI是一种作为细胞生长的小GTP酶抑制剂[26]，其在超过60%的卵巢表达下调[27]，并已在卵巢癌体外试验显示出ARHI能抑制卵巢癌细胞增殖、迁移和血管生成[28]。在小鼠中作为异种移植物生长的卵巢癌细胞中ARHI的再激活，当存在代谢应激源，如缺氧和营养剥夺时，上调自噬并有助于维持休眠状态[29]。

5.1自噬在卵巢癌治疗中的作用

评估自噬作为卵巢癌靶向目标的潜力是目前研究的前沿。根据自噬作为肿瘤诱导剂或肿瘤抑制因子的矛盾作用，研究表明，自噬诱导剂和抑制剂可以有效减缓癌细胞单独或组合生长。

Le 等显示达沙替尼，FDA批准的一种二线治疗慢性粒细胞性白血病的药物，可通过诱导卵巢癌细 胞 Hey 和SKOV3 的自噬来抑制卵巢癌细胞的生长。重要的是，他们能够证明自噬是负责增长抑制的机制之一而不是简单的针对达沙替尼的真实的细胞防御。这些结果表明达沙替尼对卵巢癌细胞的作用与增加自噬水平有关。

因为化学耐药性的发展是卵巢癌治疗中主要的挑战，最近在卵巢癌细胞系和异种移植物中，探讨联合使用两种药物的协同作用，发现自噬是影响协同作用的机制之一[30]。Chen等通过比较在卵巢癌细胞上单独和联合使用地西他滨、低甲基化剂和辛二酰苯胺异羟肟酸(SAHA)、组蛋白脱乙酰酶的作用[31]，发现加入SAHA可增强HEY细胞中地西他滨诱导的自噬，最有可能增加自噬阳性调节因子ARHI的表达，抑制ARHI能降低地西他滨对自噬的作用，但不影响地西他滨和SAHA诱导的生长抑制作用。

最近研究显示联合使用Rad001，雷帕霉素的衍生物(自噬的药理学诱导剂)和三氧化二砷(自噬的化学诱导剂)时，也能在卵巢癌细胞中产生生长抑制的协同作用，在此过程中诱导了自噬和细胞凋亡，可能是由于抑制了PI3K/AKT/mTOR途径。

6 结 论

自噬是在进化过程中保存并存在于每个细胞中维持细胞内高稳态的一种细胞内过程。只有最近才有研究人员将注意力转移到自噬参与妇科恶性肿瘤，试图阐明自噬在肿瘤发生发展中的作用及其作为治疗目标佐剂的潜力。早期的结果表明自噬在癌症中起关键作用，其确切作用因原始组织和具体背景的不同而异。在宫颈鳞状上皮癌的发展中观察到自噬的下调，然而自噬的上调与子宫内膜癌有关。在卵巢癌中，尽管研究表明抑制自噬对这种恶性肿瘤的发展和进展有显著影响，其他研究表明诱导自噬促进卵巢癌在压力或缺氧环境中的存活。在某些情况下，自噬可以在疾病早期抑制肿瘤发生，而在其他情况下，自噬可以延长应激和营养剥夺下的生存。此外，自噬在化疗和化学耐药性的发展中起重要作用。这个角色在个别类型的癌症和具体药物不同，强调需要对自噬在治疗癌症中的作用的改变采取谨慎的方法。因为明显的自噬作用在妇科恶性肿瘤的发病机制中，需要额外在体外和体内进行研究来阐明每种类型癌症的最佳治疗方案。更清楚地了解自噬在妇科恶性肿瘤中角色提供治疗靶点，最终降低发病率和提高5年生存率。