口腔鳞状细胞癌耐药相关信号通路的研究进展

周志超 张立刚 胡小华

(遵义医科大学附属口腔医院 贵州 遵义563000)

口腔癌是最常见的恶性肿瘤之一[1]， 2018年全世界有354,864例口腔癌被确诊，而死亡病例则有177,384例[2]。口腔癌患者中约80%的是鳞状细胞癌(oral squamous cell carcinoma，OSCC)[3]，虽然近年来治疗手段不断改进，但 OSCC 的 5 年生存率并无显著提高[4]。化疗被广泛应用于OSCC的临床治疗，但肿瘤耐药性的产生，常常导致治疗的失败。因此，提高对肿瘤耐药机制的认识将有助于口腔癌的治疗。

在生物的生长发育的过程中，总是伴随着各种各样的信号传递，细胞外的信号分子与细胞膜上的特定受体结合后，通过激活一系列的酶促反应以实现向细胞内的信号传递[5]。我们称这一系列的信号传递的酶促反应为信号转导，又称为信号通路(signal pathway)。近年来，许多的研究表明在OSCC耐药过程中伴随着某些信号通路的异常激活。因此，本文对OSCC耐药的关键信号通路展开综述，以期更好的理解口腔癌耐药的机制。

1 Wnt通路

Wnt通路是一种进化保守的信号转导途径，在生长发育的过程中调节多种细胞功能。Wnt通路的异常激活，也是人类癌症发生的主要因素之一[6]。Wnt通路由经典途径和非经典途径构成，其中非经典途径又可进一步分为平面细胞极性(PCP)途径和Wnt/Ca2+途径。在经典途径中，当Wnt蛋白与细胞膜上的Frizzled受体以及LRP共同受体结合，腺瘤状结肠息肉蛋白质(APC)、糖原合成酶激酶3(GSK-3)、 酪蛋白激酶Ⅰ(CK1α)、轴蛋白(Axin)构成的破坏复合体对β-catenin的泛素化降解被抑制，细胞质中的β-catenin转移至细胞核，激活Wnt应答基因。而在两条非经典途径中，不需要β-catenin的参与，通过Wnt蛋白配体与Frizzled受体即可激活Wnt通路[7]。

β-catenin是由CTNB1编码的一种重要的粘附分子，是Wnt通路中的关键调节因子，有研究表明顺铂(CDDP)处理后的OSCC细胞中，β-catenin表达水平明显升高，并大量核易位。同时，GSK-3β，另一个Wnt/β-catenin通路中的关键分子，也存在相应的表达上调。过表达的β-catenin可以促进多种耐药相关蛋白的表达，从而增强OSCC细胞的耐药性[8]。经典Wnt通路激活β-catenin和T细胞/淋巴增强因子(TCF/LEF)转录因子的核复合物，从而实现对胚胎发育、组织形成以及稳态的调控[7]。近年来，SOX家族转录因子被认为是调节β-catenin/TCF的活性的关键因子[9]。在舌鳞癌细胞中，SOX 8可与Wnt跨膜受体Frizzed-7(FZD 7)启动子区域结合，激活Wnt/β-catenin通路，促进肿瘤的耐药[10]。

大量研究表明，microRNAs(miRNAs)在化疗耐药中有重要作用[11]。蛋白磷酸酶PP2A可负调控β-catenin和GSK-3β，被认为是Wnt通路中的抑癌因子[12]。有研究发现miR-218可靶向抑制PP2A编码基因PPP2R5A的表达，从而激活Wnt通路，并减弱CDDP诱导的口腔癌细胞凋亡[13]。此外，有研究表明白细胞介素-23(IL-23)的表达强度与Wnt通路活化程度有着密切联系， IL-23可以通过增强口腔癌细胞抗凋亡蛋白Bcl-2和耐药相关蛋白ABCG2、P-gp的表达，从而增强口腔癌细胞的耐药能力[14]。

2 PI3K/AKT通路

近年来，许多的研究表明PI3K/AKT通路在头颈肿瘤发生发展过程中起到关键作用[15]。正常生理情况下，在受到胞外信号刺激时(如生长因子、细胞因子、激素等)，细胞膜上受体磷酸化激活磷脂酰肌醇3-激酶(Phosphatidylinositol 3-Kinases，PI3K)，PI3K催化亚基将磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸(PIP 2)磷酸化为磷脂酰肌醇-3，4，5-三磷酸(PIP 3)。PIP 3作为第二信使，募集激活蛋白激酶B(AKT)、3-磷酸肌醇-依赖性蛋白激酶(3-Phosphoinositide-Dependent Protein Kinases，PDK1)等具有Pleckstrin同源结构域(PH)结合位点的蛋白，从而激活细胞生长和存活的下游途径。在此过程中，抑癌基因PTEN可以通过去磷酸化PIP 3使PIP 2再生，从而拮抗PI3K功能[16]。

PIK3CA，IA型PI3K催化亚基p110α的编码基因，在人类常见肿瘤中常发生突变或扩增[17]。PIK3CA的突变可显著影响人舌鳞癌的耐药性[18]。在OSCC的发生发展过程中，PTEN的表达存在抑制[19]。最近，有研究表明，miR-24高表达可增强舌鳞癌耐药性，这可能与PTEN被靶向抑制，PI3K/AKT进而被激活有关[20]。在PI3K/AKT通路中，AKT的完全激活需要哺乳动物雷帕霉素靶标复合物2(mTORC2)的参与[21]。Zheng等人发现平阳霉素(PYM)诱导形成的人舌癌耐药细胞Tca8113/PYM中，mTORC2复合物的重要组成Rictor的蛋白水平显著升高，且抑制Rictor及mTORC2表达均能有效改善肿瘤耐药情况[22]。此外，Hung等证实NADPH氧化酶激活的关键成分p22phox可调节OSCC细胞的CDDP抗性，而耐药产生机制部分缘于PI3K/AKT的异常激活[23]。

3 NF-κB通路

核因子-κB(NF-κB)是一个转录因子家族，由五个主转录因子组成(包括NF-κB1/p105,NF-κB2/p100,RelA/p65,RelB 及 c-Rel)。近年来，我们对NF-κB通路在生理和病理条件下的作用的有了一定的认识[24]。简单来讲，促炎细胞因子受体、抗原受体、生长因子受体等在大量的胞外刺激下，激活IκB激酶(IKK)，并促进κB激酶抑制剂(IκB)泛素化，进而NF-κB复合体核易位并激活靶基因表达，以上为经典NF-κB通路；而在非经典途径中，胞外刺激与细胞表面受体结合，NF-κB诱导激酶(NIK)被激活，NF-κB复合体RelB/p100被进一步加工成RelB/p52，在核易位后诱导靶基因表达，在此过程中，IκB没有参与[25]。

最近，有学者在针对人舌癌化疗耐药的研究发现，PYM诱导建立的舌鳞癌耐药细胞株中，胞外基质中热休克蛋白27(HSP27)表达水平显著升高，进一步的实验证明了胞外HSP27与Toll样受体TLR5 相互作用激活NF-κB信号，促进了肿瘤的耐药[26]。值得注意的是，信号通路的级联网络复杂多样，不同的通路之间可能存在交叉调控，有研究报道在某些肿瘤的调控上，PI3K/AKT通路与NF-κB通路存在关联[27]。Peng等人的研究发现，在舌鳞癌耐药细胞Tca8113/PYM中，舌癌耐药相关蛋白1(TCRP1)和哺乳动物金属硫蛋白MT1X表达上调，而它们在介导舌癌耐药的过程中伴随着PI3K/Akt/NF-kB级联信号的激活[28]。另外，有研究证明，miR-22可以调节舌癌细胞对CDDP的敏感性，而PI3K/Akt/NF-κB级联可能在其中发挥一定的作用[29]。已有研究证实肿瘤微环境可以调节肿瘤耐药性，而细胞外基质在肿瘤的发展以及对治疗的应答中有着重要意义[30]。Nakagawa Y等人在探究肿瘤微环境调节口腔癌耐药的具体机制时发现，纤维连接蛋白可以激活Akt/NF-κB通路，从而实现细胞粘附介导的肿瘤耐药[31]。

4 STAT通路

JAK-STAT通路的激活可简单的概括为多种细胞因子与细胞膜表面受体结合，Janus激酶(JAK)激活并进一步磷酸化信号转导和转录激活子(STATs)，6种STAT家族成员形成不同的二聚体，在核易位后调控相应基因的表达[32]。STATS可与基因组中数万个位点结合，调控数千个蛋白质编码基因以及miRNAs的转录[33]。在JAK-STAT通路中，STAT3似乎与OSCC的耐药有着密切联系。有研究表明在CDDP耐药的OSCC中，STAT3过表达，进而miR-21高表达，miR-21进而抑制PTEN等与耐药有关的靶基因。[34]。同样的，Maji S等人的实验发现STAT 3可以促进Bcl-2家族抗凋亡蛋白Mcl-1的编码基因的表达，促进OSCC细胞的耐药[35]。

5 结论与展望

OSCC作为人类最常见的恶性肿瘤之一，严重的威胁着人们的生命健康。化疗是目前临床上针对OSCC的常用治疗方法之一，由于肿瘤耐药性的获得，抗肿瘤药物在治疗OSCC时往往难以取得满意的结果。目前，许多研究表明，某些信号通路的异常激活介导调控了OSCC的耐药性。其中，包括Wnt、PI3K/AKT、NF-κB以及STAT等通路在介导口腔癌耐药过程中具有重要意义。因此，针对这些信号通路的深入研究，既能进一步完善口腔癌耐药的机制，也能为肿瘤的治疗提供新的思路与方法。