基于mTOR/p70S6K信号通路探讨中医药治疗甲状腺恶性肿瘤作用机制进展

路振凯,房国伟,王经武,黄延芹

(1.山东中医药大学，山东 济南 250014；2.山东中医药大学附属医院，山东 济南 250014)

近年来甲状腺恶性肿瘤的发病率不断升高，随着现代分子生物学的不断发展，对信号通路的研究已成为临床相关疾病的研究热点，同时利用中医药的优势治疗甲状腺恶性肿瘤受到广泛关注，将分子通路与中医药相结合，从分子角度解释中医治疗的科学性与优势，有助于中医药的良性发展。甲状腺恶性肿瘤属于中医石瘿范畴，其基本病机为气滞、痰凝、瘀血结于颈前，临床治疗以“消瘿散结”为基本原则。

1 基于mTOR/p70S6K信号通路探讨甲状腺恶性肿瘤发病机制

p70S6K是mTOR信号通路最重要的下游靶点之一，该分子的激活与蛋白质的合成、细胞周期、细胞迁移等密切相关[1-2]。研究发现，p70S6K分子上含有一个保守的丝/苏氨酸激酶催化域，在肿瘤细胞中该催化域上的Thr389被磷酸化，从而进一步激活Thr229，两者的激活促使p70S6K自我抑制状态被完全解除，磷酸化p70S6K以及真核起始因子4E-BP1从而达到最佳活性状态，为肿瘤细胞的生长和转移提供了物质基础和动力，促进肿瘤的发生与发展[3-7]。甲状腺恶性肿瘤细胞长期处于高度增殖、高代谢的状态，能够快速募集mTOR上游信号分子PI3K的p85调节亚基，激活p110α催化亚基，磷酸化PI3K，使得PIP2定向转化为可以活化具有同源底物PH结构域的信号分子PIP3，PIP3在磷脂酰肌醇依赖蛋白激酶 PDK1的作用下，通过PH结构域与Akt结合，促使Akt的Ser473和Thr308位点磷酸化，Akt被完全激活，并直接磷酸化下游分子mTOR，进一步促进p70S6K的活化，从而调节肿瘤细胞的生长增殖，为肿瘤细胞提供生长增殖所必需的营养[8]。闫斌等[9]通过对甲状腺髓样癌、甲状腺乳头状癌以及甲状腺良性病变各甲状腺细胞中mTOR/p70S6K信号表达分析发现，甲状腺恶性肿瘤细胞中p70S6K表达的阳性率显著高于良性甲状腺细胞。另有实验证实，抑制PI3K/mTOR/p70S6K通路，能有效抑制甲状腺恶性肿瘤细胞的增殖[10]。此外，在甲状腺恶性肿瘤细胞高代谢状态下，AMP/ATP比值升高，mTOR/p70S6K信号通路被过度激活，促使细胞凋亡起始因子半胱天冬酶失活，进而影响到细胞凋亡的级联反应，抑制癌细胞凋亡，促进肿瘤的发展[11-13]。研究发现，甲状腺乳头状癌自噬相关基因的表达中mTOR通路相关分子的表达水平明显高于对照组，mTOR在自噬早期通过逆转糖酵解的过程，抑制生理性的蛋白转换，促进肿瘤进展[14-16]。同时Meta分析结果显示，阻断mTOR/p70S6K相关分子可降低肿瘤的发病率[17]。抑制甲状腺乳头状癌细胞中mTOR/p70S6K通路的表达，能够有效限制甲状腺乳头状癌细胞的迁移[18-19]。以上均提示了mTOR/p70S6K信号通路在甲状腺恶性肿瘤细胞中的重要地位。

2 中医药基于mTOR/p70S6K通路对石瘿的认识和作用

2.1 石瘿病机与mTOR/p70S6K通路的相关性 中医认为石瘿的基本病机无外乎正虚邪实，以痰、瘀为首的有形之物，在气机运转不畅的前提下堆积。情志作为瘿病最主要的发病因素，主要受肝主疏泄功能的影响。《医经溯源集》曰：“凡病之起也，多由乎郁，郁者，滞而不通之意”，临床上以瘿病为首的相关疾病发生，多在于郁，气结滞涩为郁，不通则为郁。《临证指南医案》中言：“因情志不遂则郁而成病矣”，明确指出情志问题是郁滞发生的关键，肝为气机运转之枢纽，喜条达，故抑郁则肝气郁结，气机不畅，从而导致甲状腺相关疾患的发生。《外科正宗·瘿瘤论》云：“夫人生瘿瘤之症，非阴阳正气结肿，乃五脏瘀血、浊气、痰滞而成”。总之，中医将石瘿发病的机理概括为肝气失于疏泄，无力推动气机运转，气滞痰凝血瘀为首的病理产物堆积，日久痰瘀凝结于颈前，且以正虚为本，邪实为标。笔者认为可以从mTOR/p70S6K通路调节信号的角度对石瘿的病机进行阐述，mTOR/p70S6K通路通过上下游分子信号传递，发挥其调节细胞生长、凋亡、自噬及参与免疫抑制、细胞迁移作用，与中医肝主疏泄功能相吻合。中医认为肝气条达则气行有力，能够推动精微物质遍布全身，五脏六腑皆得到滋养，使得脏腑功能正常运转；反之肝气郁滞，气行受阻，胃虽能受承化物，但无力推动其运输，五脏得不到营养精微的滋养，正气便日渐虚损，脏腑功能失司，经络痹阻，有形之邪于颈部堆积，日久发病。mTOR通路正常的表达，信号传导得当，蛋白的合成加工过程有条不紊，传递过程正常运转从而为人体内环境的正常运行提供物质基础。反之mTOR的异常调控，无论是上游信号还是下游靶点哪一个环节出现紊乱，都将促使磷酸化，代谢产物不断积累，为肿瘤细胞的发生发展提供便利条件。故可以从mTOR通路传递信号的角度解释中医理论的肝主疏泄，肝气条达、信号传递正常，机体内部便有推动力，促使精微物质遍布全身，各脏腑功效得以发挥。反之肝郁气滞、信号传递紊乱，有形之邪体内大量堆积，细胞增殖无度，一方面脏腑得不到滋养而功能退化，另一方面堆积的代谢产物聚集而发病。因此中医肝主疏泄功能与mTOR/p70S6K通路具有一定相似性。

2.2 中医药基于mTOR/p70S6K信号通路在甲状腺恶性肿瘤中的作用 周学海《读医随笔》提到：“凡脏腑十二经之气化,皆必藉肝胆之气化以鼓舞之”，脏腑之气化是脏腑发挥生理功能的前提，更可以理解为脏腑凭借气化来发挥功能，周学海指出只有在肝胆之气化的鼓舞推动下，少阳枢纽条达，五脏六腑之功能方能正常。临床上肝郁气滞的患者多表现出急躁易怒、善太息的情志问题，长期情志抑郁的状态诱发甲状腺问题，疏肝解郁是治疗核心。郁金具有疏肝解郁之功效，在瘿病的治疗上经常使用，刘静冰等[20]通过对自噬相关蛋白LC3-II的研究发现，郁金能够做到有效降低mTOR信号通路中自噬相关分子的磷酸化水平，抑制肿瘤进展。疏肝解郁的同时，消除病理产物；活血化瘀同样重要，目前已有研究证实，应用活血化瘀功效的中药制剂，能够刺激Akt磷酸化的表达，提高p70S6K生物活性，进一步调节细胞周期，调节恶性肿瘤细胞的增殖，抑制肿瘤进展[21]。 活血祛瘀是将体内堆积的病理产物排出的过程，结合石瘿痰凝瘀血阻滞于颈部的病机，甲状腺恶性肿瘤细胞中mTOR信号通路相关分子的过表达状态以及肿瘤细胞过度增殖的现象与之呼应。笔者认为，活血化瘀更是改善细胞内部的分子通路表达，祛除病理状态下的细胞，调节细胞周期。《内经》云：“肝主藏血”，是肝脏发挥其功能的内在条件。恽铁樵在《生理新语》中指出:“惟肝含血管最富,故取生物之肝剖之,几乎全肝皆血……故肝为藏血之脏器”。必须在血液的滋养下肝脏才能够完全发挥主疏泄的功能，故临床上治疗肝脏疾病，一方面须疏肝理气，另一方面则须重视养血补血。以当归补血汤为代表的补血之法，益气与补血共施，治其根的同时，还兼顾活血行气，在石瘿治疗中应用广泛。研究发现当归补血汤可以靶向调控病理状态下mTOR通路的失衡，调节细胞自噬，有效改善受损的甲状腺细胞[22]。随着石瘿的进展，疾病后期，甲状腺恶性肿瘤患者常常出现口干喜饮、皮肤干枯等津液耗竭的症状，这是久病伤阴的表现，以麦冬为代表的滋阴润燥类中药，能有效缓解以上症状，实验证实麦冬通过抑制过表达的p70S6K磷酸化水平，使肿瘤细胞停滞于G1期，从而减缓肿瘤的进展[23-24]。无论是疏肝理气、活血化瘀还是益气补血的中药，在甲状腺恶性肿瘤的治疗上均应用广泛，同时已有大量实验数据支撑这些中药通过调节mTOR分子通路发挥作用。

海藻玉壶汤是治疗石瘿的常用方，方中海藻、昆布、海带软坚散结为君药，臣以清半夏、贝母化痰散结，陈皮、青皮疏肝理气，川芎、当归活血化瘀，且能促进主药软坚散结之功，独活通经活络，连翘解毒共为佐药，甘草调和诸药为使，全方共奏疏肝散结、化痰除瘀之功。海藻玉壶汤可治疗气滞、痰凝、瘀血阻滞导致的咽喉部不适，胸闷气短，乏力，纳差等，同时可明显缩小甲状腺结节以及甲状腺肿瘤。后世医家通过大数据分析发现海藻、昆布两味中药是治疗石瘿的首选药物[25]。现代药理学显示，昆布、海藻内含有多种复合型多糖、微量元素以及硒化物，属于富碘中药，具有抗肿瘤，提高免疫力，抗氧化应激，缩小甲状腺肿瘤等功效[26]。昆布、海藻富含的硒化物成分通过降低PI3K、mTOR、p70S6K的磷酸化，抑制该信号通路的表达，促进肿瘤细胞的凋亡，并通过抑制原癌基因，促进抑癌基因等过程影响DNA甲基化，抑制甲状腺肿瘤细胞的进展[27]。朱慧秋等[28]研究发现，甲状腺恶性肿瘤细胞中硒化物处于显著缺乏状态，该状态降低了机体的免疫应激反应，诱导肿瘤进程。昆布、海藻富含大量的海藻多糖，其通过抑制p70S6K磷酸化表达，降低糖酵解的水平，抑制癌细胞的稳定性，限制甲状腺肿瘤细胞的进展。海藻多糖通过促进NK细胞的活化、淋巴细胞的成熟，诱导肿瘤坏死因子的产生，提高抑癌基因p53的表达，进而改变肿瘤细胞间的通讯，抑制肿瘤细胞膜上钠泵的活性，抑制肿瘤进展。唐琳琳[29]在海藻糖衍生物DMBT抗肿瘤侵袭转移作用的研究中发现，海藻糖衍生物通过作用于Akt/mTOR通路抑制肿瘤侵袭转移。另外，多种中药复方在治疗甲状腺恶性肿瘤效果较好，如甲亢宁胶囊通过激活AMPK，降低mTOR/p70S6K的磷酸化程度，诱导细胞自噬和凋亡，抑制甲状腺细胞的过度增殖，保护损伤的甲状腺组织。

3 小 结

针对甲状腺恶性肿瘤病机的活血养血、疏肝理气、消瘿散结和滋阴润燥之品，能够调节mTOR通路上的分子磷酸化表达，调节自噬和凋亡等途径，改善甲状腺恶性肿瘤的进展。已有大量证据证实中医药通过调节mTOR/p70S6K信号通路在甲状腺恶性肿瘤的发生发展中占据重要地位。