PI3K/AKT/mTOR介导自噬在卵巢癌治疗中的研究进展*

龙昌志 综述，路会侠 审校

(大理大学临床医学院妇产科教研室，云南 大理 671000)

卵巢肿瘤(Ovarian cancer)是常见的妇科肿瘤，可发生于任何年龄段，因早期缺乏典型的临床表现，多数患者确诊时已是晚期。目前卵巢肿瘤治疗以手术治疗和化疗为主，但化疗具有严重的不良反应。因此，找到新的、有效的分子靶向药物，改善预后、降低死亡率是目前亟须解决的问题。

自噬(Autophagy)和肿瘤有着密切的关系，哺乳动物西罗莫司靶蛋白(mTOR)信号通路是自噬的重要途径，磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)/mTOR在肿瘤的发生、发展中至关重要，mTOR高表达促进了卵巢癌的发生、发展[1]，而mTOR抑制剂对卵巢癌的治疗有一定疗效[2]。探索mTOR与卵巢癌的机制，可为卵巢癌的治疗带来新的方向。本文对PI3K/AKT/mTOR介导的自噬与卵巢癌治疗的研究进展综述如下。

1 PI3K /AKT / mTOR与自噬

自噬又称为Ⅱ型程序性细胞死亡(PCD)，是降解自身老化及受损的细胞器、实现降解产物再利用和细胞器更新的过程。自噬包括微自噬、分子伴侣介导自噬和巨自噬。自噬的调节通过多种途径实现mTOR信号途径、腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)途径、蛋白激酶A(PKA)途径、Jnk-1激酶(Jnk-1)途径、P53途径等。其中最重要的是mTOR信号途径[3]。

mTOR是一种高度保守的丝/苏氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶，属于PI3K蛋白激酶类家族，是PI3K/AKT信号通路下游效应蛋白。已知mTOR上游有3条通路，分别为生长因子信号通路、能量变化影响通路及某些种类氨基酸(Amino acid)对mTOR的激活通路，PI3K /AKT /mTOR信号通路属于mTOR中的生长因子信号通路，与细胞的转录、翻译、生长、自噬及凋亡等密切相关[4]。

mTOR是最初感受营养条件变化的信号之一，在营养充足条件下，生长因子、葡萄糖及氨基酸等均可通过mTOR信号通路的mTOR复合体1(mTORC1)直接与自噬相关因子丝氨酸/苏氨酸激酶1(ULK1)作用使之磷酸化，从而影响ULK复合体的形成对自噬形成负调控；在饥饿等条件下，mTORC1被抑制，ULK1去磷酸化形成ULK复合体，从而诱导自噬的发生；同时也可以通过激活自噬相关蛋白13(Atg13)、Beclin1使 Atg1激酶复合体激活，诱导自噬的发生[5]。

PI3K /AKT / mTOR通路既可以促进肿瘤细胞的生长、增殖和存活，同时也能抑制自噬，通过抑制PI3K /AKT /mTOR通路提高自噬水平可以促进肿瘤细胞凋亡[6]。约70%的卵巢癌中，PI3K/AKT /mTOR通路被激活[7]。PI3K不仅在卵巢癌和宫颈癌中高表达，在乳腺癌、胶质母细胞瘤和胃癌中均发现其突变。如前列腺癌耐药与上皮-间充质转化(EMT)和通过PI3K/AKT/mTOR信号通路增强肿瘤干细胞(CSC)表型有关[8-9]。通过自噬原理抑制肿瘤药物的发现是基于mTOR信号通路[10]，提示mTOR抑制剂与传统药物的联合应用可能是未来治疗恶性肿瘤的发展方向。

2 PI3K/AKT/mTOR调控自噬在卵巢癌发生、发展中的作用

mTOR是细胞生长信号通路中的重要蛋白，参与调控细胞的生存、增殖和凋亡等重要功能[11]。许多肿瘤中存在编码mTOR信号通路相关蛋白质，由于突变、甲基化或杂合性缺失而导致张力蛋白同源物(PTEN)的表达缺失、PIK3CA 通过突变和基因扩增激活、AKT失调、多磷酸肌醇4-磷酸酶(INPP4B)表达缺失或突变，均可引起mTOR通路过度激活，导致肿瘤细胞异常增殖[12]。PTEN突变失活使肿瘤细胞对PI3K的抑制作用解除，PI3K/AKT/mTOR信号途径异常激活[13]。12%卵巢癌中发现体细胞激活PIK3CA基因突变，3.8%卵巢癌中发现激活PIK3R1基因突变，9.8%、2.0%和1.9%的卵巢癌中分别观察到 PTEN、AKT1和 mTOR的体细胞突变[14]。这些相关基因的变化均可能导致卵巢癌中PI3K/AKT /mTOR信号通路活性增加，促进卵巢癌细胞的增殖、侵袭和迁移。

mTOR通过真核起始因子4E(eIF4G)磷酸化，或通过作用于胰岛素样生长因子1(IGF-1R)，促使E钙黏附蛋白(E-cadherin)表达增多，促进蛋白质翻译的起始，诱导恶性肿瘤细胞增殖[15]。mTOR信号通路可被肾上腺髓质素(ADM)磷酸化激活，从而促进卵巢癌细胞增殖[16]。PI3K/PTEN/AKT/ mTOR信号通路可通过上调基质金属蛋白酶9(MMP9)来增强宫颈癌细胞侵袭与转移[17]。长链非编码RNA(lncRNA)JPX过表达可活化PI3K/AKT/mTOR通路，促进卵巢癌细胞的增殖、侵袭和迁移[18]。

3 PI3K/AKT/mTOR介导自噬在卵巢癌治疗过程中的变化

自噬对肿瘤的发生、发展既有促进作用，也有抑制作用。在肿瘤早期，自噬可以抑制肿瘤的发展；在肿瘤后期，自噬作为一种细胞保护机制，会促进肿瘤的发展。这将有助于研究不同阶段肿瘤自噬发生的相关机制，寻找自噬衍生的靶向药物治疗卵巢癌。

3.1卵巢癌治疗中mTOR变化 目前，对于卵巢癌的治疗方式主要是手术治疗、药物化疗、靶向治疗及免疫治疗等[19]。PI3K/AKT/mTOR信号通路在卵巢癌中表现为异常增活，进而导致癌细胞的增殖异常[20]。PI3K/AKT/mTOR通路被激活，通过mTORC1可上调缺氧诱导因子-1(HIF-1)，促进血管内皮生长因子(VEGF)表达，肿瘤新生血管形成，导致肿瘤细胞增殖、迁移、侵袭和化疗耐药性增加[21]。

PI3K/AKT/mTOR通路成为卵巢肿瘤细胞侵袭性的潜在预测因子[22]。张彩萍等[23]研究发现，青藤碱(SIN)抑制卵巢癌细胞增殖并促进其凋亡，可能是通过抑制PI3K/ AKT / mTOR通路，调控卵巢癌细胞自噬实现的。王书惠等[24]发现，紫草素与自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-MA)共同作用能够更好地诱导人宫颈癌HeLa 细胞凋亡。AKT/mTOR信号通路异常激活可能与卵巢癌耐药有关，抑制AKT/mTOR信号通路可能逆转卵巢癌的耐药[25]。在顺铂耐药的细胞株中可以检测出AKT/mTOR/survivin高表达，下调上游AKT信号分子可以削弱细胞对顺铂的耐受[26]。AKT/mTOR信号通路激活影响化疗的疗效，可能与化疗耐药有关，但目前研究主要集中在细胞水平上，在肿瘤组织及其肿瘤微环境中涉及的具体机制还需要进一步研究来验证。

3.2卵巢癌治疗中自噬的变化 自噬与卵巢癌发生、发展及耐药性的产生有着复杂的关系。在癌症早期，自噬能够抑制卵巢癌的发生，但在长期压力与低氧环境下自噬又能够促进卵巢癌的生存与发展[27]。

自噬相关蛋白与卵巢癌关系最密切的是Beclin1和微管相关蛋白1轻链3(LC3)。Beclin1缺失可能会导致生长因子受体信号失调，从而导致卵巢癌的发生。卵巢上皮性癌中Beclin1表达水平升高，提示预后更好。Beclin1还与卵巢癌的侵袭性有关，表达水平越高，侵袭性越弱[28]。MABUCHI等[29]发现在卵巢癌中，Beclin1除了直接启动自噬过程，还可能间接抑制PI3K/AKT信号通路而发挥促凋亡作用。任松森等[30]研究证实，抑制Beclin1的表达后卵巢癌患者顺铂化疗敏感性显著增加。在化疗过程中，LC3变化可判断自噬水平，决定是否联合自噬抑制剂来增强化疗药物的细胞毒性[31]。土槿乙酸(PAB)治疗卵巢癌的过程中，LC3-Ⅱ水平升高，联合氯喹(CQ)后，LC3-Ⅱ水平下降，PAB对卵巢癌细胞杀伤性增强[32]。卜静等[33]研究发现，3-MA可显著提高顺铂对肺腺癌A549细胞的敏感性，提高化疗效果。

自噬抑制剂已被广泛用于恢复耐药癌细胞对治疗的敏感性，从而提高抗肿瘤药物的作用[34]。利用自噬抑制剂辅助治疗联合细胞毒性药物是克服抗肿瘤药物耐药性的重要发展方向[35]。

3.3mTOR抑制剂、自噬抑制剂对卵巢癌的影响 临床广泛应用的mTOR抑制剂有西罗莫司、依维莫司、替西罗莫司、NVP-BEZ235、AZD8055等。雷帕霉素可阻碍肿瘤细胞内真核翻译起始因子4E结合蛋白1(4EBP1)磷酸化，使肿瘤细胞停滞在G1期，最终死亡[36]。依维莫司及替西罗莫司可产生30%～40%肿瘤缓解率，抑制肿瘤细胞生长并促进凋亡[37]。AZD8055被证明能抑制多种肿瘤细胞的增殖和生长，机制可能与同时抑制mTORC1和mTORC1复合物有关[38]。PI3K/mTOR双靶点抑制剂NVP-BEZ235，除可逆抑制PI3K的活性，还可下调mTORC1和mTORC2，抑制卵巢肿瘤细胞生长，诱导其凋亡[39]。PI3K和mTOR双靶点抑制剂XL-765也显示抗肿瘤效应[40]。通过mTOR通路调节细胞自噬以达到抑制卵巢癌药物的发现[41]，为下一步工作提供了思路。

自噬抑制剂包括3-MA、CQ和巴弗洛霉素Al (Baf-A1)等。CQ可以通过破坏溶酶体的功能抑制自噬，提高化疗药物对癌细胞的杀伤作用，抑制肿瘤生长[42]。鞠霖霖[43]发现，羟氯喹(HCQ)作为化疗和免疫疗法的增强剂，可增强人卵巢癌细胞对顺铂的敏感性。唐中园等[44]发现，低氧(1% O2)环境培养上皮性卵巢癌细胞，3-MA除抑制LC3-Ⅰ向LC3-Ⅱ转化来抑制自噬，还具有一定的抗肿瘤转移作用。在卵巢癌的治疗过程中，抗肿瘤药物可通过抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路来诱导细胞的自噬，从而起到抗肿瘤的作用，同时自噬抑制剂与抗肿瘤药物联用，可增强抗肿瘤药物抑制肿瘤细胞的活性。

mTOR蛋白的活化是决定自噬体形成和成熟的关键蛋白，抑制mTOR的功能，可使 PI3K/AKT/mTOR通路失活，诱导自噬。PI3K/AKT/mTOR作为自噬研究最为广泛的信号通路，其具体作用机制还需继续深入研究[45]。自噬的小分子抑制剂可能会成为一种新的抗癌疗法，但在卵巢癌方面却鲜见报道，为下一步研究提供了新的方向。