自噬在胃癌中作用的研究進展△

馬玉梅，王亞平，馬穎才

青海省人民醫院消化內科，西寧810000

在世界范圍內，胃癌是第五大常見的惡性腫瘤，也是每年腫瘤相關死亡的第三大原因[1]。盡管手術和輔助治療的方法有所改進，但胃癌晚期易復發，患者的5年總生存率＜25%[2]。目前人類表皮生長因子受體2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）、人類表皮生長因子受體 1（human epidermal growth factor receptor 1，HER1）、表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）、雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，MTOR）、血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等生物分子被認為是胃癌治療的靶點，但接受相關治療的胃癌患者的總生存時間仍低于1年[3]。宿主相關因素和環境因素有助于疾病的發展，其中慢性幽門螺桿菌（Helicobacter pylori，Hp）感染被認為是胃癌發生的主要危險因素[4]，然而，胃癌發生發展的分子機制尚未完全被闡明。

自噬是一種高度調節的分解代謝途徑，負責降解蛋白質和破壞細胞內的細胞器，在維持細胞內穩態中起關鍵作用。自噬通過防止代謝物或毒素的累積，在一定條件下有利于腫瘤細胞存活[5]，所以自噬是一種自我防御途徑。但是，異常的細胞自噬活動可以導致蛋白質和細胞器不適當降解，最終導致自噬細胞死亡，這是維持腫瘤細胞生存的必須條件[6]。

自噬在人類諸多疾病的病理生理過程中發揮極重要的作用，包括血管疾病[7]、神經退行性疾病[8]、炎性反應[9]和腫瘤[10]。自噬是腫瘤發生發展和治療的重要途徑，但其在腫瘤中的具體作用仍是一個難題。目前的共識是，自噬在腫瘤的發生發展中是一把雙刃劍。一方面，自噬通過防止受損的細胞器和聚集的蛋白質積累，抑制腫瘤的發生發展；另一方面，自噬是腫瘤細胞生存的關鍵。本文對近年來自噬參與胃癌發生發展的研究進展作一綜述，探討自噬相關蛋白在胃癌預后評估中的潛在價值，以了解自噬在調節胃癌發病機制中的作用，為臨床腫瘤治療提供參考。

1 自噬現象概述

根據溶酶體內細胞物質轉運的途徑不同，自噬分為3種類型：微自噬、巨自噬和分子伴侶介導的自噬（chaperonemediated autophagy，CMA）[11]。微自噬是溶酶體膜直接內陷，吞噬細胞成分。巨自噬是來源于內質網的膜包繞聚集的蛋白質或受損的細胞內細胞器等降解物而形成自噬體，與溶酶體融合并降解其內容物[12]。無論是微自噬還是巨自噬均可以是選擇性或非選擇性的自噬。選擇性自噬可以消除特定的細胞器，包括過氧化物酶、病原體和線粒體[11]。非選擇性自噬是導致大量細胞質退化的原因。CMA是一種選擇性溶酶體降解途徑，細胞質內的蛋白被分子伴侶傳遞給溶酶體。巨自噬被認為是最普遍的自噬類型，并且被認為與人類腫瘤有關，因此本文主要討論巨自噬（以下簡稱自噬）與胃癌的相互作用。

2 自噬在胃癌發生中的作用

2.1 自噬在Hp感染所致的胃癌發生中的調節作用

Hp是一種鞭毛狀革蘭氏陰性微嗜氧菌，與胃內壁密切相關。Hp感染是與胃癌發生有關的主要已知危險因素。流行病學研究報告顯示，2%～3%的Hp感染者最終患胃癌[13]。Terebiznik等[14]的研究顯示，短期（6 h）感染Hp的胃上皮細胞誘導自噬的方式與細胞毒素相關基因A（cytotoxin associated gene A，CagA）及脲酶無關，但是依賴于空泡毒素A（vacuolating cytotoxin A，VacA）。這表明自噬作用是感染細胞和限制毒素誘導的細胞損傷的機制，因此有利于腫瘤細胞存活。隨后的一項研究顯示，胃黏膜上皮細胞長時間接觸VacA，可以破壞抗吞噬通路，使有缺陷的自噬體在細胞內積聚[15]。此外，在感染有毒菌株VacA S1M1患者的胃活檢組織中自噬介導的p62表達水平高于感染無毒菌株VacA S2M2的患者[15]。Hp在自噬調節中的作用與胃細胞、巨噬細胞自噬相關基因表達的改變有關[16]。與此相一致，在Hp感染的胃組織中觀察到微管相關蛋白1輕鏈3A變體1（microtubule-associated protein 1 light chain 3A variant 1，MAP1LC3Av1）甲基化沉默[17]。研究顯示，Hp主要通過VacA調節自噬。此外，雖然CagA在自噬中的作用最初被Terebiznik等[14]所拋棄，但是后來CagA被確認為感染無功能VacA S1M2的患者和胃腺癌細胞AGS胃黏膜自噬的負調節因子[18]。因此，CagA可能通過c-Met-PI3K/AKT-MTOR信號通路抑制自噬。此外，與感染CagA陰性菌株的患者相比，感染CagA陽性菌株的患者胃活檢中p62表達水平更高[19]。Hp CagA參與調節胃細胞自噬的可能性值得進一步研究。自噬在腫瘤的早期階段起著質量控制的作用，可以推斷，在癌前級聯反應開始時抑制這一過程會增加活性氧的產生，導致持續的氧化應激，而這反過來又會對獲得特征造成選擇性壓力，如生長、侵襲和轉移增加[20]。對于胃癌來說，這將有利于前驅病變的進展。因此，Hp感染和自噬的緊密聯系可能與胃癌的進展有關。

2.2 自噬在胃癌中的促死亡和促生存作用

研究顯示，自噬可以使腫瘤細胞死亡，具有抑制腫瘤細胞生長的功能[21-22]。自噬細胞死亡不同于細胞凋亡，在胃癌的藥物治療研究中已有顯示[18，23]。相反，在胃癌細胞中，自噬和凋亡同時進行已經在許多研究中得到證實[24-26]。雖然自噬和凋亡在分子機制上有很大區別，但兩者的作用機制在多方面相通[27]。值得注意的是，自噬與凋亡的相互作用。首先，凋亡和自噬途徑可能既平行又獨立地控制胃癌細胞。值得關注的是，野生型或耐藥胃癌細胞或許各自決定發生凋亡和自噬細胞死亡，自噬和細胞凋亡途徑主要取決于細胞內的信號環境和細胞的狀態[28]。Eisenberg-Lerner等[29]提出自噬與凋亡可能以協同方式導致細胞死亡?？鼓[瘤藥物木通皂苷PA可引起胃癌AGS細胞凋亡和自噬細胞死亡，抑制凋亡相關蛋白caspase 3表達對自噬無影響，而抑制caspase 3的激活會使自噬阻滯[30]。研究顯示，干擾自噬適配器p62/SQSTM1會導致貨物配裝失敗，使細胞保護性自噬轉化為自噬能力降解不足，最終導致細胞凋亡[31]。由此可見，自噬和凋亡相互作用又相對獨立地調節細胞死亡，凋亡存在于自噬的下游，自噬是細胞凋亡的必要條件。其次，自噬是一種有利于腫瘤細胞存活的腫瘤發生途徑，自噬抑制劑氯喹和巴弗洛霉素A1對胃癌細胞的細胞毒性有增敏作用[32-34]，說明對于胃癌化療，自噬抑制劑可能是理想的選擇。自噬促進腫瘤生存功能的具體機制目前尚不清楚。研究顯示，自噬拮抗胃癌細胞凋亡是通過介導高速泳動族蛋白B1（high-mobility group box-1，HMGB1），從而釋放到細胞外環境中[35]。另外，引人注意的是胃癌的化療耐藥性[36]。有證據強調在胃癌的化療中自噬具有抵抗作用。自噬過度激活在耐藥胃癌細胞株中表現明顯，而氯喹的自噬阻滯則顯著增強了細胞的藥物敏感性[37]。根據自噬可以確?；?、耐藥的胃癌細胞存活，可以通過自噬抑制解決化療的不良反應，改善患者預后[38]。

因此，自噬對胃癌來說是一把雙刃劍。自噬的促死亡（腫瘤抑制因子）、促生存（腫瘤啟動子）作用與細胞凋亡密切相關，但對胃癌細胞的死亡機制來說，這兩條途徑之間的識別點是否存在一定的調節機制，目前尚不明確。

3 自噬相關蛋白在胃癌中的預后價值

多種分子標志物對胃癌的預后有重要的意義，包括微衛星不穩定性（microsatellite instability，MSI）、生長因子（如HER2）、凋亡相關調節因子（如Bcl-2、Fas）、微小RNA等。更令人關注的是，這些生物標志物的表達水平可以用來反映疾病的預后。下面主要討論自噬過程中自噬相關蛋白對預后的影響。

很少有文獻報道胃癌組織中自噬相關蛋白LC3的水平，而有文獻報道在其他腫瘤中LC3的作用不同。LC3在肝細胞癌和直腸癌中表達增加，而在前列腺癌、宮頸鱗狀細胞癌中表達降低；LC3高表達的食管鱗狀細胞癌患者的生存情況較差；相反，高表達LC3的前列腺癌、卵巢癌、直腸癌和宮頸鱗狀細胞癌患者有較好的生存期，提示LC3在不同腫瘤中的作用復雜多樣[39-44]。研究顯示，LC3在胃癌組織中的表達水平明顯低于癌旁正常組織，而LC3低表達預示胃癌患者預后較差。這提示胃癌組織中自噬作用可能減弱，從而導致預后不良。此外，LC3表達與淋巴結轉移、腫瘤發生、腫瘤分期呈負相關。

酵母ATG6同源物Beclin-1是自噬體形成的第一步，是自噬的重要引發者之一[44]。研究顯示，Beclin-1是胃癌患者的獨立預后因素，胃癌組織中Beclin-1蛋白表達水平明顯高于非胃癌組織，Beclin-1表達水平與腺癌分級有關[45-46]。相似的研究亦顯示，Beclin-1在胃癌組織中的表達水平高于非腫瘤胃黏膜組織[47-48]。研究顯示，Beclin-1在胃癌I、Ⅱ期的表達水平較高，在Ⅲ、Ⅳ期的表達水平較低，Beclin-1在不同臨床分期的胃癌組織中具有復雜的表達模式，隨著腫瘤的發展，其自噬作用可能增強[46]。

p62/SQSTM1是選擇性自噬的底物，是一種泛素結合蛋白[49]。p62/SQSTM1表達上調和（或）低效降解與腫瘤的發生有關[50]。自噬缺陷引起的p62/SQSTM1持續表達足以改變核因子κB（nuclear factor of kappa B，NF-κB）的調控和基因表達，從而促進腫瘤的形成[48]。研究顯示，在胃癌組織中檢測到p62/SQSTM1和泛素的表達水平升高，而在正常胃組織中的表達均較弱[50]。此外，p62/SQSTM1表達與胃癌的分化程度及淋巴結轉移有關，其表達水平升高，預示胃癌低分化且淋巴結轉移較少[50]。

4 小結

自噬和腫瘤的研究（包括胃癌）已經進行了多年，但對于自噬在腫瘤中的具體作用仍處于初步認識階段。細胞凋亡與自噬相互作用，導致胃癌細胞死亡，細胞凋亡不是程序性細胞死亡的唯一途徑。雖然自噬在化療中的研究已經有了很大的發展，但自噬在腫瘤的促進和抑制中起著雙重作用，因此，自噬激活是否會導致腫瘤的存活或細胞死亡，仍是一個有爭議的問題。了解自噬的新功能可能會有助于人們制定出一種新的治療策略，提高化療的效果。作為自噬相關蛋白，可能成為腫瘤治療的預后指標和新靶點。對自噬相關蛋白的進一步認識，為胃癌的預后指標和治療靶點提供了新的選擇。