P38MAPK信号通路在乳腺癌治疗中研究进展

钱莹莹 张一帆 杨慧欣 杨文杰 徐景伟

(吉林大学第二医院乳腺外科，吉林 长春 130041)

据世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)发布的2020年全球最新癌症负担数据显示，乳腺癌新增病例数226万，正式取代了肺癌，成为全球发病率最高的癌症。2020年中国女性新发癌症人数为209万，其中乳腺癌占20%。虽然乳腺癌已成为全球治愈率最高的癌症之一，但乳腺癌的死亡率仍然很高〔1〕。目前，乳腺癌的治疗提倡多学科诊疗(MDT)的综合治疗模式：手术为主，再根据患者不同的病情需要辅以放疗、化疗、内分泌治疗和分子靶向治疗等多种治疗手段。分子靶向治疗是在细胞分子水平上，药物进入体内与特定的致癌位点相结合，从而使肿瘤细胞特异性死亡，而不损害正常组织的一种治疗方式。由此可见，在分子水平上深入了解乳腺癌发生发展的信号通路，可能为乳腺癌的治疗提供新的治疗靶点。丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路：是丝蛋白/苏氨酸激酶，其可参与细胞生长、发育、分化和程序性死亡等一系列细胞生理活动。MAPK共有4个亚族：细胞外调节蛋白激酶(ERK)1/2、P38、c-Jun氨基末端激酶(JNK)、ERK5〔2〕。本文对P38MAPK信号通路在乳腺癌治疗中的研究进展进行综述。

1 P38MAPK的分子结构

P38MAPK存在于大多数真核细胞内，是能将细胞外的信号转导至细胞内从而引起细胞反应的一类重要信号，通过调控细胞的增殖、程序性死亡、自噬等相关基因和蛋白的表达，发挥其功能。P38是由360个氨基酸构成的、分子质量约为38 kD的蛋白质。其共有4个异构体：MAPK14(编码p38α)，MAPK11(编码p38β)，MAPK12(编码 p38γ)和MAPK13(编码p38δ)，尽管不同异构体的氨基酸个数和种类有所不同，但它们都有着高度同源性〔3〕。

2 P38MAPK信号转导通路的级联反应和功能

2.1P38MAPK信号转导通路的级联反应 肿瘤的发生发展是各级激酶广泛联系、拮抗、合作的综合表现〔4〕。P38MAPK信号转导通路也是磷酸化的级联反应。其可通过激活多种转录因子从而发挥其生物学效应，这些转录因子可参与细胞生长、程序性死亡和分化等多种功能。P38MAPK被激活后，存在于细胞质或细胞核中的转录因子被激活，进而导致靶基因的表达，从而产生生物学反应。因此利用P38MAPK的上游激活因子、MAPK激酶(MKK)3/6/4的显性负性突变体及P38MAPK的药物抑制剂，可起到对P38MAPK信号转导通路的调控作用，进而影响肿瘤细胞的生物学效应从而起到抑制肿瘤细胞的作用。

2.2P38MAPK信号转导通路在肿瘤细胞中的功能

2.2.1P38MAPK信号转导通路可调控肿瘤细胞增殖 恶性肿瘤细胞不受正常生长和调控体系的自动化控制,能实现持续的分裂和扩散增殖。Doganer等〔5〕猜测p38 siRNA可能是促进细胞增殖和蛋白质表达的关键调控因子，p38基因沉默可为乳腺癌的预防提供新思路。Loesch等〔6〕证实了P38MAPK途径对RAS癌基因活性的抑制作用。同时也有一些文献证实 P38MAPK转导通路的活化不仅能促进恶性肿瘤细胞的增殖,还能通过调控血管的形成来促进恶性肿瘤细胞在人体中的侵袭与转移〔7〕。

研究表明，目前已发现多种物质可通过P38MAPK信号转导通路影响肿瘤细胞的增殖。如Maik-Rachline等〔8〕开发的针对P38和JNK中的importin结合区域的肉豆蔻酰化肽(PERY)，能特异性地阻断p38和JNK与importins的相互作用，限制其核易位，并抑制其核底物磷酸化。并发现PERY肽能抑制培养物中几种癌细胞系的增殖，并能抑制人类乳腺癌异种移植物在小鼠中的生长。Jiang等〔9〕发现2α-羟基熊果酸可通过调节P38MAPK信号转导途径诱导细胞凋亡或抑制细胞增殖从而表现出抗癌活性。Zhang等〔10〕证实了DNA损伤诱导凋亡抑制物(Noxin)通过P38-ATF2信号通路可以促进乳腺癌细胞的增殖。因此合理开发和利用这些调节剂，对乳腺癌治疗的研究也许能起到十分重要的作用。

2.2.2P38MAPK信号转导通路可调控肿瘤细胞凋亡 目前认为，P38MAPK 促进细胞凋亡的机制是通过促进c-myc表达、激活P53和c-jun、c-fos及促进肿瘤坏死因子(TNF)-α表达等多种途径来实现细胞凋亡的。研究表明〔11〕，P38MAPK信号通路可通过激活内质网应激-ATF6a轴来介导细胞衰老从而诱发细胞凋亡。Xu等〔12〕发现通过操纵其上游调节剂来调节p38活性可影响体内肿瘤的发展，如p38磷酸酶Wip1的缺失则会导致p38活化，从而抑制具有乳腺特异性表达的癌基因erbB2或v-Ha-ras小鼠的乳腺肿瘤的发生。研究表明，已有多种物质被证实了可通过P38MAPK信号通路来抑制肿瘤细胞。如Ryu等〔13〕发现的A.hirsuta提取物可通过ROS介导的P38MAPK信号通路促进细胞凋亡和阻滞细胞周期。也有学者们发现依托泊苷、牛蛙卵(SBL)的RNase活性、香叶菊素等都可通过P38MAPK信号途径诱导肿瘤细胞凋亡〔14～16〕。

2.2.3P38MAPK信号转导通路可调控肿瘤细胞迁移 来自最初肿瘤的细胞能通过降解基底膜侵入到周围组织，并扩散到淋巴和血管系统中，从而产生转移。Wada等〔17〕、Wen等〔18〕发现P38MAPK 信号转导通路在肿瘤细胞的侵袭和转移中也能起到一定的调控作用。有人发现在乳腺癌中，Skp2高表达和Tpl2低表达与Her-2状态相关，Tpl2的表达与P38的激活呈正相关，Skp2的表达和P38的激活呈负相关。且发现Her-2-Akt-Skp2-Tpl2-p38轴在早期病变乳腺癌细胞的扩散表型中起关键作用，因此抑制Tpl2可促进体内肿瘤的早期播散，证实了Her-2-Akt-Skp2-Tpl2-P38级联是介导乳腺癌早期播散的新机制，也是靶向早期转移播散新疗法的潜在靶点〔19〕。实际上，P38也可通过介导T367磷酸化来诱导EZH2胞浆定位从而促进乳腺癌的转移〔20〕，有研究发现100%的转移瘤中EZH2表达上调，63%的转移瘤中EZH2和p-p38同时表达，且与功能结果一致，EZH2过度表达导致p38和激活的下游通路蛋白水平增加，从而促进肿瘤细胞的迁移。因此敲除EZH2可能降低乳腺癌体内转移的可能性。然而，在许多系统中，p38活性也显示可增加癌细胞的侵袭和迁移能力〔21～23〕。Hong等〔24〕证实了乳腺癌细胞中P38MAPK的敲除可以增加肿瘤细胞的侵袭和迁移活性，并通过调节miR365活性促进了乳腺癌肿瘤环境中IL-6的分泌。异戊内脂、人类趋化因子受体等多种物质也都被证实可通过P38MAPK途径起到调控肿瘤细胞迁移的作用〔25,26〕。

3 P38MAPK信号转导通路在不同分型乳腺癌中的治疗作用

3.1P38MAPK 信号通路和ER/PR阳性乳腺癌 ER/PR阳性的乳腺癌(Luminal A型/Luminal B型)是所有乳腺癌中占比最高的一种乳腺癌亚型。临床上，他莫昔芬和来曲唑是ER/PR阳性乳腺癌患者内分泌治疗的常用药物。芳香酶抑制剂(如来曲唑)是绝经后患有雌激素依赖性乳腺癌女性的一线治疗药物。这类药物通过抑制芳香化酶来阻断雌激素的生物合成，并抑制雌激素依赖性乳腺肿瘤细胞的增殖。然而，一些患者却出现了治疗抵抗力，并且肿瘤继续扩散。因此，即使是雌激素依赖性乳腺癌，也有诸多患者预后较差，有待进一步改善治疗方案。Walker等〔27〕通过将MCF-7细胞接种到免疫受损的小鼠中，并建立了来曲唑抗性的体外模型，用人芳香酶基因稳定地转染了T47D亲本细胞系后，发现P38MAPK途径的激活可导致ER+芳香酶抑制剂(AI)抵抗。因此，敲除P38或阻断P38MAPK 信号通路也许能解决来曲唑的抗性问题，改善来曲唑抗性乳腺癌患者的预后。有研究表明他莫昔芬耐药性的发展是通过PR的丧失和Her-2的增加及P38MAPK的激活来实现的，该研究利用公认的鼠类异种移植模型，将MCF-7细胞注入免疫受损小鼠的乳腺脂肪垫中，发现用新型P38α抑制剂RWJ65657治疗后可导致乳腺癌肿瘤细胞的生长明显减慢，证明RWJ67657可同时阻断基础的和E2刺激的P38α磷酸化，因此靶向抑制P38MAPK信号途径可提高ER(+)乳腺癌患者的治疗潜力〔28〕。Bhatt等〔29〕通过抑制P38MAPK信号途径，恢复了ERα阴性乳腺癌细胞的功能性ERα蛋白水平，也恢复了雌激素和抗雌激素对基因表达和增殖的控制，从而为内分泌治疗无效的患者提供了内分泌治疗可能性。因此，P38MAPK信号通路的合理开发利用可为内分泌治疗抵抗甚至无效的乳腺癌患者提供新的治疗前景。

3.2P38MAPK 信号通路和Her-2阳性乳腺癌 有研究表明，细胞核中的P38MAPK与Her-2的表达呈正相关(P=0.000，R=0.171)〔30〕。Her-2的单克隆抗体曲妥珠单抗是Her-2(+)乳腺癌患者的重要治疗药物，但有些患者对曲妥珠单抗却没有反应，表现出所谓的原发性或内在性耐药。因此Her-2阳性乳腺癌患者的治疗也有待进一步研究。Donnelly等〔31〕在实验中发现P38激酶的抑制作用或P38的敲除，可提高原发性和获得性耐药细胞系对曲妥珠单抗的敏感性，表明P38MAPK信号通路对Her-2阳性乳腺癌患者的治疗具有阻碍作用。他们还发现与曲妥珠单抗有关的上游生长因子信号(如GDF15)可通过P38信号传导在Her-2过表达的乳腺癌中增强曲妥珠单抗的耐药性和肿瘤细胞的侵袭性。由此说明，敲除P38或抑制P38MAPK信号通路在一定程度上可改善Her-2过表达乳腺癌患者的预后。由此看来，P38MAPK在HER-2阳性乳腺中发挥重要调控作用，阻断P38MAPK信号通路可能部分逆转乳腺癌细胞对抗Her-2治疗的耐药机制。

3.3P38MAPK 信号通路和三阴性乳腺癌 三阴性乳腺癌是一种在分子分型上呈高度异质性的肿瘤，具有进展快、难治愈、易复发等特点。据数据显示，三阴性乳腺癌的复发和转移会导致80%以上的患者特异性死亡〔32〕。因此，研究三阴性乳腺癌的治疗对提高乳腺癌患者的整体生存率具有重大意义。先前有报道〔33〕指出，黄连素(BBR)和TNF相关的凋亡诱导配体(TRAIL)对三阴性乳腺癌细胞具有协同促凋亡作用。Refaat等〔33〕发现P38MAPK在阴性乳腺癌细胞中被激活后，可抑制BBR/TRAIL的凋亡作用。可见，P38MAPK 信号通路既可促进也可抑制乳腺癌肿瘤细胞的凋亡，合理利用P38MAPK信号途径十分重要。近年来，研究表明有多种物质可通过P38MAPK信号通路对三阴性乳腺癌起到一定的治疗作用。如Fang等〔34〕从TCGA和 Geo数据库中获得了高通量RNA的表达分析数据，发现LncRNA ST8SIA6-AS1在乳腺癌肿瘤组织中呈高表达，且可通过P38MAPK信号通路促进人乳腺癌的增殖、侵袭和转移，因此，LncRNA ST8SIA6-AS1的表达可能是ER和PR双阴性乳腺癌患者的新预测指标。Gilani等〔35〕开发了一种新型c-Src抑制剂UM-164，能强效抑制P38激酶活性，从而对三阴性乳腺癌起到一定的治疗作用。因此P38在三阴性乳腺癌中的治疗作用有待进一步深入研究。

4 P38MAPK信号通路在转移性乳腺癌中的治疗作用

4.1P38MAPK信号通路和单纯淋巴结转移性乳腺癌 乳腺癌是血管依赖性的疾病，且乳腺富含淋巴管网，早期就可以发生淋巴结转移。因此，如何检测和控制淋巴结的转移对乳腺癌的防治十分重要。血管内皮生长因子(VEGF)-C是一种新发现的与血管内皮生长因子同源的内皮细胞生长因子，可通过与其受体VEGFR-3结合，诱导淋巴管内皮细胞的增殖和迁移，Sinn等〔36〕发现VEGF-C和P38MAPK在乳腺浸润性导管癌中可能起着协同作用，P38MAPK信号通路可能参与VEGF-C的调控，使其影响乳腺浸润性导管癌的淋巴结转移。因此阻断P38MAPK信号通路有可能为淋巴结转移的预防和治疗提供可能性。

4.2P38MAPK信号转导通路和远处转移性乳腺癌 晚期转移性乳腺癌(MBC)患者的治疗选择十分有限，因此迫切地需要新的治疗方法。Zonneville等〔37〕通过对三阴性乳腺癌模型的研究，发现抑制P38MAPK信号途径可在肿瘤生长的早期阻止肿瘤的血管生成，并发现阻断P38可减少乳腺癌肿瘤细胞的生长和向肺和肝转移，同时抑制P38也可减少肿瘤引起的脾肿大和骨髓的生成。通过他们的进一步研究，发现实则是因为P38激酶的阻滞阻碍了促肿瘤原性骨髓群体的动员，从而影响了乳腺癌的转移。研究发现，一种临床相关的抗P38药物可通过阻止肿瘤前髓样细胞的募集来抑制乳腺癌向肺转移。当然，P38MAPK 也不完全是促进肿瘤细胞的迁移和转移，Guereno等〔38〕发现蛋白聚糖Glypican(GPC)3可通过P38MAPK途径的激活抑制肿瘤细胞的转移和发展，促进乳腺癌细胞的休眠。现阶段，针对晚期乳腺癌患者的治疗，主要是以改善患者的远期生存为目的。因此合理的开发利用P38MAPK信号通路，有望研究出更有效的药物来实现这一目标。

5 P38MAPK抑制剂的开发和利用

P38MAPK信号途径本身具有多效性，因此它的应用也具有巨大挑战。据报道，P38MAPK发挥促癌作用还是抑癌作用取决于细胞的类型和所处的环境〔39,40〕，并通过介导炎症影响肿瘤发生〔41〕。事实上，选择性地靶向上游信号虽然可干扰特定的P38MAPK亚型和(或)信号，导致特异性地阻断促肿瘤信号，但也可能使肿瘤抑制信号受到影响。MKK3和MKK6都已被证实，在特定的环境下，既可促进肿瘤的生长和转移〔42～44〕，也可抑制肿瘤的生长和转移〔45,46〕。因此，选择性地干预P38MAPK信号通路成员只能在特定的细胞环境中使用，且需要精确地定制，以便既触发预期的反应，又避免严重的不良反应。目前，根据与P38MAPK的结合方式不同，P38抑制剂可分为两类：(1)活性位点抑制剂，如SB203580，能竞争性地结合酶的三磷酸腺苷(ATP)位点；(2)其他抑制剂，BIRB-796等，可远程结合并间接干扰ATP结合。如今已被证实的P38MAPK抑制剂包括SB203580、AMG548、birb796和pamapimod(RO4402257)等〔47〕。多种P38MAPK抑制剂虽已被证实，但至今没有广泛应用于临床。如何合理的利用、开发出新的更精准、更实用的P38MAPK信号通路调节剂有待进一步研究。

综上，近年来，越来越多的人关注到了P38MAPK信号通路在乳腺癌中的治疗作用。尽管其机制尚未被完全掌握，但仍有多位学者充分证实了P38MAPK是不同类型乳腺癌的潜在治疗靶点。充分了解P38MAPK信号通路的作用机制及与肿瘤耐药性的产生机制，不断研发P38MAPK的上游激活因子及P38MAPK的药物抑制剂，有望为逆转肿瘤耐药性提供新的方向，并为开发出高效、高选择性、低不良反应的靶向治疗药物提供理论依据。