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《复旦学报(医学版)》:自噬与肿瘤的发生和治疗研究进展(王树彦、周易明、陈宗祐)

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自噬作用是一种细胞自我降解的过程,以清除受损或多余的蛋白质和细胞器。当细胞代谢能量不足时,细胞依靠自噬作用实现细胞内成份的循环利用,而维持自我稳态和生存。近期的研究发现,自噬作用在肿瘤的形成中亦起着重要作用。
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复旦学报(医学版) Fudan Univ J Med Sci 2008Nov,35(6) 自噬与肿瘤的发生和治疗研究进展 王树彦4周易明陈宗祐 (复旦大学附属华山医院普外科上海200040) 【摘要】自噬作用是一种细胞自我降解的过程,以清除受损或多余的蛋白质和细胞器。当细胞代谢能量不足 时,细胞依靠自噬作用实现细胞内成份的循环利用,从而维持自我稳态和生存。近期的研究发现,自噬作用在肿 瘤的形成中亦起着重要作用。具有凋亡缺陷的肿瘤细胞可以凭借自噬作用减少坏死和炎症反应,以减轻代谢压 力下的基因损伤,维持长久生存。但另一方面,自噬作用的缺陷与肿瘤的增长亦相关。对于自噬作用的研究进 步揭示了肿瘤发生、发展的潜在机制,也为肿瘤的治疗和预防提供了新的思路。 【关键词】自噬;凋亡;肿瘤发生;肿瘤治 【中图分类号】R730【文献标志码】A Advancement in the study of relations of autophagy carcinogenesis and cancer therapy WANG Shur-yanA, ZHOU Yi-ming, CHEN Zong-you ( De partment of General Surgery, Huashan Hospital, Fudan University, Shanghai 200040, China) [Abstract] Autophagy is a cellular degradation pathway in which damaged or superfluous proteins and organelles are cleared. Autophagy can also maintain homeostasis and viability of cells under metabolic stress by the recycling of these intracellular constituents. As to tumor cell with defect in apoptosis autophagy limits its necrosis and inflammation, reduces the damage of genome and prolongs its survival under metabolic stress. Paradoxically, autophagy defect is also associated with carcinogenesis cording to recent evidence. The research of autophagy has revealed the effect of autophagy on carcinogenesis and provides us a promising avenue for cancer therapy and prevention. (Key words] autophagy: apoptosis; carcinogenesis: cancer therapy 自噬作用( autophagy)是细胞在饥饿、能量缺乏等代谢步研究中,却发现了自噬抑制与肿瘤的发生存在相关性。通 压力下的一种生理过程,细胞内的蛋白、细胞器和胞质通过过对自噬作用的研究,进一步揭示了肿瘤发生、发展的潜在 自噬作用被包裹、消化降解成核苷、氨基酸和脂肪酸循环利机制,为肿瘤的预防和治疗提供了新的思路 用,合成新的大分子和ATP,从而维持细胞的正常代谢和生 自噬的分类和功能 存。同时,在某些情况下它可以选择性地清除某些细胞成 自噬的分类根据细胞物质运送到溶酶体内的途径不 分,如受损或多余的过氧化物酶体、内质网线粒体、DNA,同,自噬可分为以下3种:①巨自噬( macroautophagy) 减少异常蛋白、细胞器的堆积,维持细胞自我稳态 是最主要的自噬形式,它包含以下过程。最初,细胞质中产 自噬作用不仅具有维持细胞自我稳态、促进细胞生存的生一C形双层膜结构,两端延伸最后形成一空泡;然后部分 作用,过度上调的自噬作用也可以引起细胞死亡,即“自噬性细胞质和细胞器被裹入空泡中,形成自噬小体 细胞死亡”,也称为Ⅱ型程序化细胞死亡。然而,自噬作用是 autophagosome)。近期的研究提示,细胞可能是通过成核 通过什么机制在“促进生存”和“诱导死亡”间切换的,目前尚组装延伸形成小的双层膜性结构,最后互相合拢,并包裹细 不完全明了,可能与细胞代谢失衡消耗过度有关 胞质成分而形成该膜性结构的。随后自噬小体与溶酶体结 自噬作用在机体的生理和病理过程中都能见到,与人类合,其外层膜与溶酶体膜融合,内层膜包裹的自噬体进入溶 的多种疾病,尤其是恶性肿瘤存在密切关系。在代谢压力酶体并被溶酶体水解酶降解,其中的一些重要成分得以循 下,肿瘤细胞可以依靠自噬作用维持生存和活性。但在进一环。②微自噬( microautophagy):溶酶体膜直接内陷,包裏 ACorresponding author E-mail: helen, vancouver@ gmail cot

复旦学报(医学版) Fudan UnivJ MedSci 2008Nov,35(6) 自噬与肿瘤的发生和治疗研究进展 王树彦△ 周易明 陈宗祐 (复旦大学附属华山医院普外科 上海 200040) 【摘要】 自噬作用是一种细胞自我降解的过程,以清除受损或多余的蛋白质和细胞器。当细胞代谢能量不足 时,细胞依靠自噬作用实现细胞内成份的循环利用,从而维持自我稳态和生存。近期的研究发现,自噬作用在肿 瘤的形成中亦起着重要作用。具有凋亡缺陷的肿瘤细胞可以凭借自噬作用减少坏死和炎症反应,以减轻代谢压 力下的基因损伤,维持长久生存。但另一方面,自噬作用的缺陷与肿瘤的增长亦相关。对于自噬作用的研究进 一步揭示了肿瘤发生、发展的潜在机制,也为肿瘤的治疗和预防提供了新的思路。 【关键词】 自噬; 凋亡; 肿瘤发生; 肿瘤治疗 【中图分类号】 R730 【文献标志码】 A △Correspondingauthor Email:helen.vancouver@gmail.com 犃犱狏犪狀犮犲犿犲狀狋犻狀狋犺犲狊狋狌犱狔狅犳狉犲犾犪狋犻狅狀狊狅犳犪狌狋狅狆犺犪犵狔, 犮犪狉犮犻狀狅犵犲狀犲狊犻狊犪狀犱犮犪狀犮犲狉狋犺犲狉犪狆狔 WANGShuyan△ ,ZHOUYiming,CHENZongyou (犇犲狆犪狉狋犿犲狀狋狅犳犌犲狀犲狉犪犾犛狌狉犵犲狉狔,犎狌犪狊犺犪狀犎狅狊狆犻狋犪犾,犉狌犱犪狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犛犺犪狀犵犺犪犻200040,犆犺犻狀犪) 【犃犫狊狋狉犪犮狋】 Autophagyisacellulardegradationpathwayinwhichdamagedorsuperfluousproteinsand organellesarecleared.Autophagycanalsomaintainhomeostasisandviabilityofcellsundermetabolic stressbytherecyclingoftheseintracellularconstituents.Astotumorcellwithdefectinapoptosis, autophagylimitsitsnecrosisandinflammation,reducesthedamageofgenomeandprolongsitssurvival under metabolicstress.Paradoxically,autophagy defectisalso associated with carcinogenesis accordingtorecentevidence.Theresearchofautophagyhasrevealedtheeffectofautophagyon carcinogenesisandprovidesusapromisingavenueforcancertherapyandprevention. 【犓犲狔狑狅狉犱狊】 autophagy; apoptosis; carcinogenesis; cancertherapy 自噬作用(autophagy)是细胞在饥饿、能量缺乏等代谢 压力下的一种生理过程,细胞内的蛋白、细胞器和胞质通过 自噬作用被包裹、消化,降解成核苷、氨基酸和脂肪酸循环利 用,合成新的大分子和 ATP,从而维持细胞的正常代谢和生 存[1]。同时,在某些情况下它可以选择性地清除某些细胞成 分,如受损或多余的过氧化物酶体、内质网、线粒体、DNA[2], 减少异常蛋白、细胞器的堆积,维持细胞自我稳态。 自噬作用不仅具有维持细胞自我稳态、促进细胞生存的 作用,过度上调的自噬作用也可以引起细胞死亡,即“自噬性 细胞死亡”,也称为Ⅱ型程序化细胞死亡。然而,自噬作用是 通过什么机制在“促进生存”和“诱导死亡”间切换的,目前尚 不完全明了,可能与细胞代谢失衡、消耗过度有关。 自噬作用在机体的生理和病理过程中都能见到,与人类 的多种疾病,尤其是恶性肿瘤存在密切关系。在代谢压力 下,肿瘤细胞可以依靠自噬作用维持生存和活性。但在进一 步研究中,却发现了自噬抑制与肿瘤的发生存在相关性。通 过对自噬作用的研究,进一步揭示了肿瘤发生、发展的潜在 机制,为肿瘤的预防和治疗提供了新的思路。 自噬的分类和功能 自噬的分类 根据细胞物质运送到溶酶体内的途径不 同,自噬可分为以下3种[3]:① 巨自噬(macroautophagy): 是最主要的自噬形式,它包含以下过程。最初,细胞质中产 生一C形双层膜结构,两端延伸最后形成一空泡;然后部分 细 胞 质 和 细 胞 器 被 裹 入 空 泡 中,形 成 自 噬 小 体 (autophagosome)。近期的研究提示,细胞可能是通过成核、 组装、延伸形成小的双层膜性结构,最后互相合拢,并包裹细 胞质成分而形成该膜性结构的。随后自噬小体与溶酶体结 合,其外层膜与溶酶体膜融合,内层膜包裹的自噬体进入溶 酶体并被溶酶体水解酶降解,其中的一些重要成分得以循 环。② 微自噬(microautophagy):溶酶体膜直接内陷,包裹 928

王树彦,等.自噬与肿瘤的发生和治疗研究进展 细胞质中的成分,形成一个内在的囊泡。微自噬与巨自噬的自噬作用。②延长阶段:自噬小泡膜弯曲、延伸,形成吞噬 区别就在于前者的胞质成份是直接被溶酶体包裹的,没有形体膜以包裹吞噬的成分。泛素样结合系统( ubiquitin-like 成自噬小体的过程。③分子伴侣介导的自噬( chaperon- conjugation systems)参与自噬小泡膜的延伸,是自噬小体形 mediated autophagy,CMA):与前两者不同,没有形成膜性结成不可或缺的分子途径。目前发现有两个泛素样结合系统 构的过程,而是具有特殊基序的胞质蛋白被分子伴侣识别参与这一过程,一是Apg12/Apg5系统,这一系统包含 后,与溶酶体膜上的特殊受体——溶酶体相关膜蛋白Apg12、Apg5、Apg7、Apg1以及Apg16等。首先,Apg7(E1 ( lysosomal-associated membrane protein,LAMP)2a型相结样酶)活化Apg12,然后将Apg12传递给Apg10(E2样酶)。 合,从而进入溶酶体被降解 接着,Apg12与Apg5以类泛素化的形式相结合。Apg12与 自噬的双重功能自噬的促进生存、维持细胞自我稳态Apg5的结合使之能与Apg16(哺乳动物细胞中为Apg16L 的作用已经在细胞和器官水平得到了广泛证实。脑组织中结合形成复合物Apg12/Apg5/Apgl6(Apg16L),并维持其 选择性地敲除Atg5或Atg7基因可以引起聚泛素化蛋白的稳定性。Apg16(Apg16L)可以依靠自身的卷曲螺旋结构发 积聚和神经元退行性改变。T细胞的存活和增殖依赖于生同源寡聚,于是,Apg12/Apg5/Apg16(Apg16)复合物便 Atg5。Atg5缺陷的小鼠无法度过新生期,其组织呈氨基通过Apg6(Apg161)之间的同源寡聚作用形成更大的复合 酸耗竭、代谢不足的表现。生长因子缺乏的条件下,造血物(酵母细胞中分子量约350,乳动物细胞中分子量约 细胞的自噬作用明显增强,以维持ATP供应和细胞生存51。8000这一复合物结合于形成中的自噬小体的外膜,帮 自噬作用是正常组织中的生理过程,在外界环境压力(氨基助其延伸,在自噬小体完全形成后即脱落。另一泛素样结 酸缺乏、葡萄糖供应不足、氧供减少)或内环境变化(蛋白、合系统包含Apsδ及其靶向分子磷脂酰乙醇胺 DNA线粒体损伤微生物感染)的条件下细胞通过自噬作( phosphatidylethanolamine,PE)。Apg4是一种半胱氨酸天 用“自我消化”一部分内容物,达到抵御代谢压力或清除损伤冬氨酸酶,它首先将Apg8羧基端部分氨基酸残基裂解,显露 细胞器的目的。持续的基础水平的自噬作用对于正常组织其氨基乙酸末端使Apg8通过酰胺键与PE结合。结合之 维持自我稳态具有重要作用。 后,Apg即紧密附着于自噬小体膜上。③成熟阶段:涉 但是在死亡细胞中也观察到了自噬小泡的存在。那么,及晚期内涵体与溶酶体的融合及自噬体的降解。自噬后期 自噬作用究竟是细胞死亡的原因还是细胞死亡之前赖以生自噬体的体积和数量都有所增加,其内常充满髓磷脂或液 存的机制?如今,自噬性细胞死亡的存在已经得到了证实。体,胞质中可见灰白成分,少数可见核固缩 例如,苗勒管的闭合以及胚胎期肠腔的形成靠的就是细胞的 自噬的检测方法透射电镜检测常被认为是检测自噬 自噬性死亡;自噬抑制物3-甲基腺嘌呤(3- methyladenine,体的金标准,在透射电镜下可见损伤的细胞器,如肿胀变性 MA)可使肝细胞在氨基酸缺乏的条件下生存24h。在细的线粒体,其周围出现空泡状双层膜样结构,继而双层膜环 胞水平可以观察到,在某些情况下细胞内自噬小泡所占据的绕成自噬体,并与溶酶体融合、消化,也可见自噬溶酶体内最 细胞成分要远多于小泡之外的胞质和细胞器。这样高水平终不能降解的残体等。通过计算自噬体的面积或体积占整 的自噬作用必然可以破坏细胞的大部分结构,最后导致细胞个细胞的总面积或总体积的比例,还可以对自噬进行定量检 不可逆的功能丧失和瓦解 测,但达不到很精确的程度。 自噬作用既是细胞在代谢压力下的生存机制,也可以造 自噬体膜上的标志性蛋白有Apg12/Apg5结合体和微 成细胞的自噬性死亡。当自噬水平无限制地持续上调时,可管相关蛋白1轻链3- microtubule-associated protein1 light 以引起细胞死亡。自噬性细胞死亡可能是通过促进凋亡实 chain33,MAPC3Ⅱ,简称IC3),通过与携带绿色荧光蛋 现的,也可能是大量细胞成分被降解的结果 白( Green fluorescent protein,GFP)的抗体结合,即可实现对 自噬作用的分子机制自噬的整个过程受基因调控。自噬体的检测。 Kanawa等通过IC3标记来计算呈自噬 最初,人们以酿酒酵母S. cerevisiae为模型研究其分子机制,状态的细胞比例,从而间接定量检测自噬。单丹酰戊二铵 所发现的一系列调控基因(Apg、Aat、Cw)最后统一命名为(MC)染色法是一种可在分子水平分析自噬发生机制的特 “自噬相关基因”(Ag),其产物即“自噬相关蛋白”异性的检测方法。自噬体形成依赖的第2个泛素样蛋白结 (ATG)。随后在哺乳动物细胞中发现了许多Ag的同源合系统(Apg)位于自噬囊泡膜上,可与MDC特异结合,因 基因,并且这些基因及其产物的功能是高度保守的。自噬过此,通过荧光染色,MIC可被细胞吸收并选择性地聚集于自 程可以分为3个阶段:①启动阶段:自噬小泡膜开始形成,噬囊泡,在荧光显微镜下可见核周区域阳性显色,呈点状结 参与自噬信号转导的是其中的 classⅢPI3- kinase及其产物构。故可利用这种方法对自噬进行定量检测。然而大多数 3-磷酸磷脂酰肌醇(PI3P),它对自噬空泡形成的早期至关的MDC并不与 GFP-LO3共标记,而且后者主要代表着自噬 重要切,PI3- kinase抑制物3-甲基腺嘌呤(3-MA)可以有效体,所以这也提示MXC并非自噬体的可靠标志物 地抑制酵母的自噬作用。启动阶段的关键分子是Tor/mTor 除上述的IC3GFP检测法外,还可利用自噬体溶酶体 激酶,它是一种丝氨酸/苏氨酸激酶,可以感受细胞内氨基酸及其不能降解的产物—一残体进行检测。对残体的检测主 和ATP的数量从而控制细胞的自噬活性,被称为自噬作用要是通过对脂褐素颗粒的显微观察进行的。另外,吖啶橙是 的门控分子( gate-keeper)。Tor/mIor激酶是抗真菌药物雷一种荧光染料,在自噬溶酶体内酸性磷酸酶活性增强时显著 帕霉素( Rapamycin)的靶向分子,在哺乳动物和酵母细胞中着色,也可用于自噬的定量检测 都观察到 Rapamycin可以抑制Tor/mTor激酶的活性,促进 自噬对肿瘤的双重作用自噬与众多疾病的发生存在

王树彦,等.自噬与肿瘤的发生和治疗研究进展 细胞质中的成分,形成一个内在的囊泡。微自噬与巨自噬的 区别就在于前者的胞质成份是直接被溶酶体包裹的,没有形 成自噬小体的过程。③ 分子伴侣介导的自噬(chaperon mediatedautophagy,CMA):与前两者不同,没有形成膜性结 构的过程,而是具有特殊基序的胞质蛋白被分子伴侣识别 后,与 溶 酶 体 膜 上 的 特 殊 受 体———溶 酶 体 相 关 膜 蛋 白 (lysosomalassociatedmembraneprotein,LAMP)2a型相结 合,从而进入溶酶体被降解。 自噬的双重功能 自噬的促进生存、维持细胞自我稳态 的作用已经在细胞和器官水平得到了广泛证实。脑组织中 选择性地敲除 Atg5或 Atg7基因可以引起聚泛素化蛋白的 积聚和神经元退行性改变[2]。T细胞的存活和增殖依赖于 Atg5[4]。Atg5缺陷的小鼠无法度过新生期,其组织呈氨基 酸耗竭、代谢不足的表现[1]。生长因子缺乏的条件下,造血 细胞的自噬作用明显增强,以维持 ATP供应和细胞生存[5]。 自噬作用是正常组织中的生理过程,在外界环境压力(氨基 酸缺乏、葡萄糖供应不足、氧供减少)或内环境变化(蛋白、 DNA、线粒体损伤,微生物感染)的条件下,细胞通过自噬作 用“自我消化”一部分内容物,达到抵御代谢压力或清除损伤 细胞器的目的。持续的基础水平的自噬作用对于正常组织 维持自我稳态具有重要作用。 但是在死亡细胞中也观察到了自噬小泡的存在。那么, 自噬作用究竟是细胞死亡的原因,还是细胞死亡之前赖以生 存的机制?如今,自噬性细胞死亡的存在已经得到了证实。 例如,苗勒管的闭合以及胚胎期肠腔的形成靠的就是细胞的 自噬性死亡;自噬抑制物3甲基腺嘌呤(3methyladenine, 3MA)可使肝细胞在氨基酸缺乏的条件下生存24h。在细 胞水平可以观察到,在某些情况下细胞内自噬小泡所占据的 细胞成分要远多于小泡之外的胞质和细胞器。这样高水平 的自噬作用必然可以破坏细胞的大部分结构,最后导致细胞 不可逆的功能丧失和瓦解。 自噬作用既是细胞在代谢压力下的生存机制,也可以造 成细胞的自噬性死亡。当自噬水平无限制地持续上调时,可 以引起细胞死亡。自噬性细胞死亡可能是通过促进凋亡实 现的,也可能是大量细胞成分被降解的结果。 自噬作用的分子机制 自噬的整个过程受基因调控。 最初,人们以酿酒酵母S.cerevisiae为模型研究其分子机制, 所发现的一系列调控基因(犃狆犵、犃狌狋、犆狏狋)最后统一命名为 “自噬 相 关 基 因”(犃狋犵),其 产 物 即 “自 噬 相 关 蛋 白” (ATG)[6]。随后在哺乳动物细胞中发现了许多犃狋犵的同源 基因,并且这些基因及其产物的功能是高度保守的。自噬过 程可以分为3个阶段:① 启动阶段:自噬小泡膜开始形成, 参与自噬信号转导的是其中的classⅢPI3kinase及其产物 3磷酸磷脂酰肌醇(PI3P),它对自噬空泡形成的早期至关 重要[7],PI3kinase抑制物3甲基腺嘌呤(3MA)可以有效 地抑制酵母的自噬作用。启动阶段的关键分子是 Tor/mTor 激酶,它是一种丝氨酸/苏氨酸激酶,可以感受细胞内氨基酸 和 ATP的数量从而控制细胞的自噬活性,被称为自噬作用 的门控分子(gatekeeper)。Tor/mTor激酶是抗真菌药物雷 帕霉素(Rapamycin)的靶向分子,在哺乳动物和酵母细胞中 都观察到,Rapamycin可以抑制Tor/mTor激酶的活性,促进 自噬作用。② 延长阶段:自噬小泡膜弯曲、延伸,形成吞噬 体膜以包裹吞噬的成分。泛素样结合系统(ubiquitinlike conjugationsystems)参与自噬小泡膜的延伸,是自噬小体形 成不可或缺的分子途径。目前发现有两个泛素样结合系统 参与 这 一 过 程,一 是 Apg12/Apg5 系 统,这 一 系 统 包 含 Apg12、Apg5、Apg7、Apg10以及 Apg16等。首先,Apg7(E1 样酶)活化 Apg12,然后将 Apg12传递给 Apg10(E2样酶)。 接着,Apg12与 Apg5以类泛素化的形式相结合。Apg12与 Apg5的结合使之能与 Apg16(哺乳动物细胞中为 Apg16L) 结合形成复合物 Apg12/Apg5/Apg16(Apg16L),并维持其 稳定性。Apg16(Apg16L)可以依靠自身的卷曲螺旋结构发 生同源寡聚,于是,Apg12/Apg5/Apg16(Apg16L)复合物便 通过 Apg16(Apg16L)之间的同源寡聚作用形成更大的复合 物(酵母细胞中分子量约350000,哺乳动物细胞中分子量约 800000)。这一复合物结合于形成中的自噬小体的外膜,帮 助其延伸,在自噬小体完全形成后即脱落[7]。另一泛素样结 合 系 统 包 含 Apg8 及 其 靶 向 分 子 磷 脂 酰 乙 醇 胺 (phosphatidylethanolamine,PE)。Apg4是一种半胱氨酸天 冬氨酸酶,它首先将Apg8羧基端部分氨基酸残基裂解,显露 其氨基乙酸末端,使 Apg8通过酰胺键与PE结合。结合之 后,Apg8即紧密附着于自噬小体膜上[8]。③ 成熟阶段:涉 及晚期内涵体与溶酶体的融合及自噬体的降解。自噬后期, 自噬体的体积和数量都有所增加,其内常充满髓磷脂或液 体,胞质中可见灰白成分,少数可见核固缩。 自噬的检测方法 透射电镜检测常被认为是检测自噬 体的金标准,在透射电镜下可见损伤的细胞器,如肿胀变性 的线粒体,其周围出现空泡状双层膜样结构,继而双层膜环 绕成自噬体,并与溶酶体融合、消化,也可见自噬溶酶体内最 终不能降解的残体等。通过计算自噬体的面积或体积占整 个细胞的总面积或总体积的比例,还可以对自噬进行定量检 测,但达不到很精确的程度。 自噬体膜上的标志性蛋白有 Apg12/Apg5结合体和微 管相关蛋白1轻链3β(microtubuleassociatedprotein1light chain3β,MAP1LC3Ⅱ,简称LC3),通过与携带绿色荧光蛋 白(Greenfluorescentprotein,GFP)的抗体结合,即可实现对 自噬体的检测。Kanzawa等[9]通过 LC3标记来计算呈自噬 状态的细胞比例,从而间接定量检测自噬。单丹酰戊二铵 (MDC)染色法是一种可在分子水平分析自噬发生机制的特 异性的检测方法。自噬体形成依赖的第2个泛素样蛋白结 合系统(Apg8)位于自噬囊泡膜上,可与 MDC特异结合,因 此,通过荧光染色,MDC可被细胞吸收并选择性地聚集于自 噬囊泡,在荧光显微镜下可见核周区域阳性显色,呈点状结 构。故可利用这种方法对自噬进行定量检测。然而大多数 的 MDC并不与GFPLC3共标记,而且后者主要代表着自噬 体,所以这也提示 MDC并非自噬体的可靠标志物。 除上述的LC3GFP检测法外,还可利用自噬体溶酶体 及其不能降解的产物———残体进行检测。对残体的检测主 要是通过对脂褐素颗粒的显微观察进行的。另外,吖啶橙是 一种荧光染料,在自噬溶酶体内酸性磷酸酶活性增强时显著 着色,也可用于自噬的定量检测。 自噬对肿瘤的双重作用 自噬与众多疾病的发生存在 929

930 复旦学报(医学版)2008年11月,35(6) 着密切关系。其中,肿瘤是最早发现的与自噬作用有关的疾自噬作用其实是一种肿瘤抑制机制,并且, Beclin1等被认为 病之一。自噬作用的调节异常与肿瘤的发生、发展相关 是新的抑癌基因 自噬对肿瘤的保护作用及其机制虽然,在某些情况下 在缺乏自噬作用的条件下,肿瘤细胞是如何应对代谢压 自噬作用可以诱导肿瘤细胞的凋亡和 Caspase依赖的死力,生存并增殖的?目前有两种假说。 亡,但在多数情况下,自噬作用可以促进肿瘤细胞的生存并 第一种假说认为,肿瘤细胞的坏死和炎症反应激发了 维持其活性。在大多数的人类肿瘤细胞中都观察到了P13种慢性损伤——修复反应,造成肿瘤的进一步发展。肿 Kinase途径的持续活化。实体肿瘤微环境的共同特点就瘤细胞处于缺血缺氧、代谢压力的环境,在自噬缺陷时,ATP 是存在着巨大的代谢压力,由于血供不足所造成的营养、生生成不足,肿瘤细胞就发生坏死和炎症反应,导致细胞膜无 长因子、氧供不足等。肿瘤细胞能够在这样艰难的环境中生法保持完整性 起细胞溶解。众多恶性肿瘤的发生与 存并保持其活性依靠的就是自噬作用。Yan等[研究了响慢性炎症有关如慢性胃溃疡与胃癌、溃疡性结肠炎与结肠 尾蛇毒对白血病K-562细胞的作用,发现自噬可以延缓凋癌等。而发生凋亡和自噬性死亡的肿瘤细胞不会释放炎性 亡,维持细胞活力。 Paglin等发现结肠癌、乳腺癌及前列介质,也不会造成慢性的炎症反应 腺癌细胞在接受小剂量放疗后,均存在酸性囊泡样细胞器 第二种假说与基因突变有关。在代谢压力、氧化损伤的 (AⅤO.即自噬泡)堆积现象。事实上AVO是保护照射后细条件下,细胞自身会发生突变,这种有害突变可导致肿瘤进 胞的一种防御机制,因为抑制AO后,辐照细胞的死亡率升步发展。自噬作用可以及时清除这种有害突变阻止肿瘤 高。有人推测自噬是凋亡的早期反应,当细胞的损伤超过自进一步发展。反之,自噬作用缺失时,肿瘤细胞的有害突变 噬保护负荷后线粒体的准凋亡因子将激活细胞死亡程序,就会不断累积,造成肿瘤的发展甚至转移ω。这其中可能 因此提高自噬能力可减轻或者避免因凋亡所引起的死亡。的机制包括:细胞器功能异常;损伤蛋白、细胞器、DNA的大 自噬对肿瘤的抑制作用及其机制自噬作用可以缓解量堆积;ATP水平不足无法维持基因完整性, 细胞的代谢压力,并且保持其活性,可以认为,自噬作用是肿 自噬作用与肿瘤治疗 瘤细胞的生存机制。然而,许多实验却看到了与之相悖的结抑制自噬作用肿瘤细胞的代谢依赖于糖酵解,这是一 果:自噬途径的功能缺失突变与肿瘤的发展存在相关性。实种效率很低的代谢方式,因而肿瘤细胞对能量缺失显得特别 验表明,在转化的成纤维细胞中蛋白的降解率较之于同名未敏感。无论是传统的放疗、化疗,还是新近的血管生长因子 转化细胞低,尤其是在血清/氨基酸撤除后更为明显。这说及其受体的阻断剂,目的都是减少肿瘤细胞的能量供应,使 明细胞的增殖率受蛋白合成率及长寿命蛋白自噬性降解率残余的肿瘤细胞在代谢压力下变得脆弱。如果同时抑制其 平衡的影响,后者在増殖的细胞中显著低于稳定的细胞。随自噬作用,肿瘤细胞将无法应对代谢压力而发生坏死 后,在肿瘤的动物模型中也观察到了类似现象。如化学致癌于具有凋亡缺陷的细胞来说尤其有效。氯喹可以通过抑制 物诱发的肝癌细胞,早在癌变前期的肝结节中就已经出现了溶酶体的酸化而阻断自噬作用。 amaravadi等的实验显 自噬能力下降的现象,而且从肝结节和肝癌组织中分离得到示,氯喹和烷化剂共同使用,可以明显抑制实验鼠体内肿瘤 的自噬泡的溶酶体酶类活性降低。鼠的胰腺细胞经致癌物的生长。自噬途径的特异性抑制剂,如Atg1激酶抑制剂,也 质诱导后,癌变前期结节和所形成腺瘤的自噬及降解能力均可以产生类似的效果。 增加,但当形成癌细胞后自噬能力下降。这些例子说明 进自噬作用由于自噬作用的缺失可以造成细胞突 尽管大多数细胞癌变前自噬能力各有不同,但在癌变后其自变的累积,形成肿瘤甚至转移灶,可通过抑制mTor等促进 噬能力均减弱。自噬引起的蛋白正平衡可促进癌变前细胞自噬作用,预防肿瘤的发生发展,或使肿瘤在过度的自噬作 的克隆扩增。与此相反,用药物诱导自噬活性可抑制肿瘤细用下发生自噬性死亡。这一设想在治疗与异常蛋白积聚有 胞的增殖。如在芦荟大黄素的作用下,鼠C6神经胶质细胞关的退行性疾病中取得了一定的效果。目前的许多化疗药 瘤可以发生自噬性死亡[。Ito等[构建的人端粒酶反转物及放疗都可以增加肿瘤细胞中的自噬小体数量。它莫 录酶启动子Ad( human telomerase reverse transcriptase西芬( Tamoxifen)可以提高MCF-7乳腺癌细胞的自噬水平 promoter-Ad)条件性复制腺病毒,可以通过诱导自噬来杀死并且促进肿瘤细胞的死亡。 端粒酶阳性的癌细胞。Shao等认为组蛋白去乙酰酶 自噬向凋亡转化凋亡和自噬分别是I型程序化细胞 ( histone deacetylase,HDAC)抑制剂诱发的自噬性细胞死亡死亡和Ⅱ型程序化细胞死亡,它们有着不同的形态特征,是 在治疗凋亡缺陷性癌细胞时具有显著的临床应用价值。对两个不同的过程,但它们有一些共同的调节因子,它们的信 乳腺癌、前列腺癌及结肠癌细胞系的放疗处理均可诱导自噬号转导途径包含一些共同的成分。凋亡被认为是一种“良 性细胞死亡。自噬作用下调后,细胞饥饿时蛋白丢失减少,性”的细胞死亡方式,是肿瘤抑制的关键。许多肿瘤细胞都 可提高蛋白正平衡,使细胞易于存活。在40%~75%的乳腺存在凋亡缺陷,如Bkl2的过度表达,使得它们在代谢压力下 癌、卵巢癌、前列腺癌中存在自噬相关基因 Beclin1的单等位逃避了凋亡作用。故可通过某种手段,使具有或不具有凋亡 缺失。存在 Beclin1缺陷的小鼠更容易发生淋巴瘤、肺癌、肝缺陷的肿瘤细胞丧失自噬作用,恢复到凋亡性细胞死亡, 细胞肝癌和乳腺癌前病变。从具有 Beclin1缺陷的小鼠体内 在不少实验中都观察到了自噬与凋亡存在某种联系。 取出肾脏和乳腺上皮细胞,植入实验动物体内后,这些细胞在一些实验中发现了自噬作用拮抗凋亡作用的现象。 Bauvy 比正常细胞更容易恶变。在动物模型中,其他的自噬相关基等2用一种非甾体类抗炎药硫化舒林酸来诱导HT-29结肠 因(如Atg4c等)也具有肿瘤抑制作用。这些实验结果提示,癌细胞的凋亡反应。当自噬抑制物作用于HT-29细胞时

复旦学报(医学版) 2008年11月,35(6) 着密切关系。其中,肿瘤是最早发现的与自噬作用有关的疾 病之一[10]。自噬作用的调节异常与肿瘤的发生、发展相关。 自噬对肿瘤的保护作用及其机制 虽然,在某些情况下 自噬作用可以诱导肿瘤细胞的凋亡[5]和 Caspase依赖的死 亡,但在多数情况下,自噬作用可以促进肿瘤细胞的生存并 维持其活性。在大多数的人类肿瘤细胞中都观察到了PI3 Kinase途径的持续活化[11]。实体肿瘤微环境的共同特点就 是存在着巨大的代谢压力,由于血供不足所造成的营养、生 长因子、氧供不足等。肿瘤细胞能够在这样艰难的环境中生 存并保持其活性,依靠的就是自噬作用。Yan等[12]研究了响 尾蛇毒对白血病 K562细胞的作用,发现自噬可以延缓凋 亡,维持细胞活力。Paglin等[13]发现结肠癌、乳腺癌及前列 腺癌细胞在接受小剂量放疗后,均存在酸性囊泡样细胞器 (AVO,即自噬泡)堆积现象。事实上 AVO是保护照射后细 胞的一种防御机制,因为抑制 AVO后,辐照细胞的死亡率升 高。有人推测自噬是凋亡的早期反应,当细胞的损伤超过自 噬保护负荷后,线粒体的准凋亡因子将激活细胞死亡程序, 因此提高自噬能力可减轻或者避免因凋亡所引起的死亡。 自噬对肿瘤的抑制作用及其机制 自噬作用可以缓解 细胞的代谢压力,并且保持其活性,可以认为,自噬作用是肿 瘤细胞的生存机制。然而,许多实验却看到了与之相悖的结 果:自噬途径的功能缺失突变与肿瘤的发展存在相关性。实 验表明,在转化的成纤维细胞中蛋白的降解率较之于同名未 转化细胞低,尤其是在血清/氨基酸撤除后更为明显。这说 明细胞的增殖率受蛋白合成率及长寿命蛋白自噬性降解率 平衡的影响,后者在增殖的细胞中显著低于稳定的细胞。随 后,在肿瘤的动物模型中也观察到了类似现象。如化学致癌 物诱发的肝癌细胞,早在癌变前期的肝结节中就已经出现了 自噬能力下降的现象,而且从肝结节和肝癌组织中分离得到 的自噬泡的溶酶体酶类活性降低。鼠的胰腺细胞经致癌物 质诱导后,癌变前期结节和所形成腺瘤的自噬及降解能力均 增加,但当形成癌细胞后自噬能力下降[14]。这些例子说明 尽管大多数细胞癌变前自噬能力各有不同,但在癌变后其自 噬能力均减弱。自噬引起的蛋白正平衡可促进癌变前细胞 的克隆扩增。与此相反,用药物诱导自噬活性可抑制肿瘤细 胞的增殖。如在芦荟大黄素的作用下,鼠 C6神经胶质细胞 瘤可以发生自噬性死亡[15]。Ito等[16]构建的人端粒酶反转 录 酶 启 动 子Ad(humantelomerasereversetranscriptase promoterAd)条件性复制腺病毒,可以通过诱导自噬来杀死 端粒酶阳性的癌细胞。Shao等[17]认为组蛋白去乙酰酶 (histonedeacetylase,HDAC)抑制剂诱发的自噬性细胞死亡 在治疗凋亡缺陷性癌细胞时具有显著的临床应用价值。对 乳腺癌、前列腺癌及结肠癌细胞系的放疗处理均可诱导自噬 性细胞死亡。自噬作用下调后,细胞饥饿时蛋白丢失减少, 可提高蛋白正平衡,使细胞易于存活。在40%~75%的乳腺 癌、卵巢癌、前列腺癌中存在自噬相关基因Beclin1的单等位 缺失。存在Beclin1缺陷的小鼠更容易发生淋巴瘤、肺癌、肝 细胞肝癌和乳腺癌前病变。从具有Beclin1缺陷的小鼠体内 取出肾脏和乳腺上皮细胞,植入实验动物体内后,这些细胞 比正常细胞更容易恶变。在动物模型中,其他的自噬相关基 因(如 Atg4c等)也具有肿瘤抑制作用。这些实验结果提示, 自噬作用其实是一种肿瘤抑制机制,并且,Beclin1等被认为 是新的抑癌基因。 在缺乏自噬作用的条件下,肿瘤细胞是如何应对代谢压 力,生存并增殖的?目前有两种假说。 第一种假说认为,肿瘤细胞的坏死和炎症反应激发了一 种慢性损伤———修复反应,造成肿瘤的进一步发展[18]。肿 瘤细胞处于缺血缺氧、代谢压力的环境,在自噬缺陷时,ATP 生成不足,肿瘤细胞就发生坏死和炎症反应,导致细胞膜无 法保持完整性,最后引起细胞溶解。众多恶性肿瘤的发生与 慢性炎症有关,如慢性胃溃疡与胃癌、溃疡性结肠炎与结肠 癌等。而发生凋亡和自噬性死亡的肿瘤细胞不会释放炎性 介质,也不会造成慢性的炎症反应。 第二种假说与基因突变有关。在代谢压力、氧化损伤的 条件下,细胞自身会发生突变,这种有害突变可导致肿瘤进 一步发展。自噬作用可以及时清除这种有害突变,阻止肿瘤 进一步发展。反之,自噬作用缺失时,肿瘤细胞的有害突变 就会不断累积,造成肿瘤的发展甚至转移[19]。这其中可能 的机制包括:细胞器功能异常;损伤蛋白、细胞器、DNA的大 量堆积;ATP水平不足无法维持基因完整性。 自噬作用与肿瘤治疗 抑制自噬作用 肿瘤细胞的代谢依赖于糖酵解,这是一 种效率很低的代谢方式,因而肿瘤细胞对能量缺失显得特别 敏感。无论是传统的放疗、化疗,还是新近的血管生长因子 及其受体的阻断剂,目的都是减少肿瘤细胞的能量供应,使 残余的肿瘤细胞在代谢压力下变得脆弱。如果同时抑制其 自噬作用,肿瘤细胞将无法应对代谢压力而发生坏死。这对 于具有凋亡缺陷的细胞来说尤其有效。氯喹可以通过抑制 溶酶体的酸化而阻断自噬作用。Amaravadi等[20]的实验显 示,氯喹和烷化剂共同使用,可以明显抑制实验鼠体内肿瘤 的生长。自噬途径的特异性抑制剂,如 Atg1激酶抑制剂,也 可以产生类似的效果。 促进自噬作用 由于自噬作用的缺失可以造成细胞突 变的累积,形成肿瘤甚至转移灶,可通过抑制 mTor等促进 自噬作用,预防肿瘤的发生发展,或使肿瘤在过度的自噬作 用下发生自噬性死亡。这一设想在治疗与异常蛋白积聚有 关的退行性疾病中取得了一定的效果。目前的许多化疗药 物及放疗都可以增加肿瘤细胞中的自噬小体数量[21]。它莫 西芬(Tamoxifen)可以提高 MCF7乳腺癌细胞的自噬水平, 并且促进肿瘤细胞的死亡。 自噬向凋亡转化 凋亡和自噬分别是Ⅰ型程序化细胞 死亡和Ⅱ型程序化细胞死亡,它们有着不同的形态特征,是 两个不同的过程,但它们有一些共同的调节因子,它们的信 号转导途径包含一些共同的成分。凋亡被认为是一种“良 性”的细胞死亡方式,是肿瘤抑制的关键。许多肿瘤细胞都 存在凋亡缺陷,如Bcl2的过度表达,使得它们在代谢压力下 逃避了凋亡作用。故可通过某种手段,使具有或不具有凋亡 缺陷的肿瘤细胞丧失自噬作用,恢复到凋亡性细胞死亡。 在不少实验中都观察到了自噬与凋亡存在某种联系。 在一些实验中发现了自噬作用拮抗凋亡作用的现象。Bauvy 等[22]用一种非甾体类抗炎药硫化舒林酸来诱导 HT29结肠 癌细胞的凋亡反应。当自噬抑制物作用于 HT29细胞时, 930

王树彦,等.自噬与肿瘤的发生和治疗研究进展 其凋亡活性得到进一步增强。但在另一些实验中可以看到 mice[J]. Nature,2006,441:885-889 凋亡的执行依赖于自噬作用。在一项对交感神经元的研究[3] Yoshimori t. Autophagy: a regulated bulk degradation 中发现在生长因子缺乏或给予阿糖胞苷(Ara-C)的条件下, process inside cells [J]. Biochemical&Biophysical Res 其自噬活性增加了30倍,随后即出现了DNA降解等一系列 凋亡的标志。给予自噬抑制物3MA之后,细胞即停留在细[4+] Pua HH, Dzhagalo. Chuck M.ea. A critical role for the 胞色素C释放和 Caspase活化的阶段而不出现凋亡。相反 autophagy gene Atg5 in T cell survival and proliferation[]. J Erp Med,2007,204:25 给予 Caspase抑制物 Boc-Asp(OMe)fmnk之后,细胞的自噬[5]LmJ, Bauer de, Kong m,etal. Growth factor regulation of 活性并不受影响。 autophagy and cell survival in the absence of apoptosis[J] 高迁移率族蛋白1( high mobility group box-1,HMGB1) Cel,2005,120:237-248 的释放和活化可以抑制肿瘤细胞的凋亡,但它对自噬作[6] Klionsky D,cegM, Dunn wA.ra. A unified 用的影响目前尚不清楚,它可能是凋亡与自噬的中心调节分 nomenclature for yeast autophagy-related genes [J]. 子。通过阻断HMGB1与其受体的互相作用,或者阻碍 Developmental Cell, 2003. 5(4): 539-545. HMGB1的释放使得代谢压力下的肿瘤细胞不发生自噬,[7] Mizushima n. Yamamoto A, Hatano M,ral. Dissection of 继而代之以凋亡从而达到治疗肿瘤的目的可能是一个有前 autophagosome formation using Apgp-deficient mouse embryonic 景的研究方向 stem cells]. J Cell Biology, 2001. 152(4):657-667. 小结与展里自噬是一种普遍而又重要的生命现象,广[8] Kirisako T,ibaM,lhrN,eal. Formation process of 泛参与多种生理和病理过程,特别是与细胞死亡相关的生命 autophagosome is traced with Apg8/Aut7p in heast[J]. Cell 活动。然而,自噬在肿瘤发生、发展中的作用尚无定论。根 Biology,1999,147(2):435-446. [9] Kanzawa T, Zhang L, Xiao L, et al. Arsennic trioxide induces 据现有的研究结果,自噬与肿瘤可能存在着双重关系:①对 autophagic cell death in malignant glioma cells by upregulati 不同的细胞,自噬的作用可能不同。②相同的细胞在不同 of mitochondrial cell death protein BNIP3 [J]. Oncogene 的外部因素作用时,自噬的作用可能不同。③在肿瘤发生 2005,24(6):980-991 发展的不同阶段,自噬的作用可能不同。肿瘤生长的早期阶[10] Levine b, Kroemer G. Autophagy in the pathogenesis of 段自噬增强,是由于此时肿瘤的血管化作用不足,癌细胞的 teaseD].Cell,2008,132:27-42. 营养供给有限需要通过自噬为自身提供营养。肿瘤进入发[11] Manning BD, Cantley LC.AKT/ PKB signaling: navigating 展阶段后基因突变积累,使包括 Beclin1在内的众多抑癌基 downstrean[].Cel,2007,129:1261-1274 因失活,自噬活力降低。④对单个细胞和对整个肿瘤的阻12]YamC, Liang Zo.iua,eta. Contributions of autophagic 滞作用可能不同。自噬功能不全的细胞容易坏死,但是坏死 and apoptotic mechanisms to CrTX-induced death of K562 组织产生的细胞因子(包括部分生长因子)反而会促进肿瘤 cells]. Torian,2006,47(5):521-530. [13 Paglin S, Hollister T. Delohery T, et al. A novel response of cancer cells to radiation involves autophagy and formation of 肿瘤复发是临床上的一个极其常见而又棘手的问题。 acidic vesicles[J]. Cancer Res, 2001. 61(2):439-444 原发肿瘤被根除后,经过长时间的“休眠期”,肿瘤出现复发 [14] Toth S, Nagy K, Palfia Z, et al. Cellular autophagic capacity 而且,其恢复增殖能力的过程是迅速而高效的。真正致命 changes during azaserine-induced tumour progression in the 的,往往并不是那些新生的原发肿瘤细胞,而是那些经历长 rat pancreas. Upregulation in all premalignant stages an 时间的代谢压力后“重获新生”的残余细胞。这些残余的肿 downregulation with loss of cycloheximide sensitivity of 瘤细胞是如何恢复活性的,是亟需解决的问题,也是肿瘤治 segregation along with malignant transformation [J]. Cell 疗的关键。自噬作用很可能是问题的答案。然而,究竟是自 Tissue res,2002,309(3):409-416. 噬作用的活化帮助肿瘤细胞度过能量缺乏期,赋予其强大的[15] Mijamvic S. Maksimoviolvanic l. Radovic J,nal.Ant 适应性和再生能力;还是自噬作用的抑制增加了肿瘤细胞的 ction of aloe emodin: the role of ERK inhibition[J] 有害突变,增强了其侵蚀性,有待进一步研究。在今后的研 Life sci,2005,62(5):589-598. 究中,随着基因技术、自噬检测技术等的不断改进,在分子水 [16 Ito H, Aoki H, Kutnel F, et al. Autophagic cell death of malignant glioma cells induced by a conditionally replicating 平对自噬认识的不断积累,相信对自噬的了解将会更为全面 adenovirus[J]. J Natl Cancer Inst, 2006.98(9):625-636 和深入,并为肿瘤发病机制的研究以及肿瘤的临床治疗提供[i7]shaY.Ga0z, Marks pa. et al. Apoptotic and autophagic cell 新的思路 death induced by histone deacetylase inhibitors[J]. Pros Natl Acad Sci usa,2004,101(52):18030-18035. [18] Suzuki K, Kirisako T, Kamada Y, et aL. The pre- autophagosomal structure organized by concerted functions of [1] Kuma A, Hatano M, Matsui M, et al. The role of autophagy APG genes is essential for autophagosome formation [J]. during the early neonatal starvation period[J].Nature, 2004 EMBJ,2001,20(21):5971-5981. 432:1032-1036. [19] Karantza-Wadsworth V, et al. Autophagy mitigates metabolic [2] Hara T Nakamura K, Matsui M, et al. Suppression of basal stress and genome damage in mammary tumorigenesis [J]. autophagy in neural cells causes neurodegenerative disease in Genes Dev,2007,21:1621-1635 (下转第934页)

王树彦,等.自噬与肿瘤的发生和治疗研究进展 其凋亡活性得到进一步增强。但在另一些实验中可以看到, 凋亡的执行依赖于自噬作用。在一项对交感神经元的研究 中发现,在生长因子缺乏或给予阿糖胞苷(AraC)的条件下, 其自噬活性增加了30倍,随后即出现了DNA降解等一系列 凋亡的标志。给予自噬抑制物3MA之后,细胞即停留在细 胞色素C释放和Caspase活化的阶段而不出现凋亡。相反, 给予Caspase抑制物 BocAsp(OMe)fmk之后,细胞的自噬 活性并不受影响[23]。 高迁移率族蛋白1(highmobilitygroupbox1,HMGB1) 的释放和活化可以抑制肿瘤细胞的凋亡[24],但它对自噬作 用的影响目前尚不清楚,它可能是凋亡与自噬的中心调节分 子。通过阻断 HMGB1与其受体的互相作用,或者阻碍 HMGB1的释放,使得代谢压力下的肿瘤细胞不发生自噬, 继而代之以凋亡从而达到治疗肿瘤的目的可能是一个有前 景的研究方向。 小结与展望 自噬是一种普遍而又重要的生命现象,广 泛参与多种生理和病理过程,特别是与细胞死亡相关的生命 活动。然而,自噬在肿瘤发生、发展中的作用尚无定论。根 据现有的研究结果,自噬与肿瘤可能存在着双重关系:① 对 不同的细胞,自噬的作用可能不同。② 相同的细胞在不同 的外部因素作用时,自噬的作用可能不同。③ 在肿瘤发生 发展的不同阶段,自噬的作用可能不同。肿瘤生长的早期阶 段自噬增强,是由于此时肿瘤的血管化作用不足,癌细胞的 营养供给有限,需要通过自噬为自身提供营养。肿瘤进入发 展阶段后基因突变积累,使包括Beclin1在内的众多抑癌基 因失活,自噬活力降低。④ 对单个细胞和对整个肿瘤的阻 滞作用可能不同。自噬功能不全的细胞容易坏死,但是坏死 组织产生的细胞因子(包括部分生长因子)反而会促进肿瘤 的生长。 肿瘤复发是临床上的一个极其常见而又棘手的问题。 原发肿瘤被根除后,经过长时间的“休眠期”,肿瘤出现复发。 而且,其恢复增殖能力的过程是迅速而高效的。真正致命 的,往往并不是那些新生的原发肿瘤细胞,而是那些经历长 时间的代谢压力后“重获新生”的残余细胞。这些残余的肿 瘤细胞是如何恢复活性的,是亟需解决的问题,也是肿瘤治 疗的关键。自噬作用很可能是问题的答案。然而,究竟是自 噬作用的活化帮助肿瘤细胞度过能量缺乏期,赋予其强大的 适应性和再生能力;还是自噬作用的抑制增加了肿瘤细胞的 有害突变,增强了其侵蚀性,有待进一步研究。在今后的研 究中,随着基因技术、自噬检测技术等的不断改进,在分子水 平对自噬认识的不断积累,相信对自噬的了解将会更为全面 和深入,并为肿瘤发病机制的研究以及肿瘤的临床治疗提供 新的思路。 参 考 文 献 [1] KumaA,HatanoM,MatsuiM,犲狋犪犾.Theroleofautophagy duringtheearlyneonatalstarvationperiod[J].犖犪狋狌狉犲,2004, 432:1032-1036. [2] HaraT,NakamuraK,MatsuiM,犲狋犪犾.Suppressionofbasal autophagyinneuralcellscausesneurodegenerativediseasein mice[J].犖犪狋狌狉犲,2006,441:885-889. [3] YoshimoriT.Autophagy: a regulated bulk degradation processinsidecells[J].犅犻狅犮犺犲犿犻犮犪犾 牔 犅犻狅狆犺狔狊犻犮犪犾 犚犲狊 犆狅犿犿狌狀犻犮犪狋犻狅狀,2004,313:453-458. [4] PuaHH,DzhagalovI,ChuckM,犲狋犪犾.Acriticalroleforthe autophagygeneAtg5inTcellsurvivalandproliferation[J].犑 犈狓狆犕犲犱,2007,204:25-31. [5] LumJJ,BauerDE,KongM,犲狋犪犾.Growthfactorregulationof autophagyandcellsurvivalintheabsenceofapoptosis[J]. 犆犲犾犾,2005,120:237-248. [6] KlionskyDJ,Cregg JM,Dunn WA,犲狋 犪犾.A unified nomenclature for yeast autophagyrelated genes [J]. 犇犲狏犲犾狅狆犿犲狀狋犪犾犆犲犾犾,2003,5(4):539-545. [7] MizushimaN,Yamamoto A,Hatano M,犲狋犪犾.Dissection of autophagosomeformationusing Apg5deficientmouseembryonic stemcells[J].犑犆犲犾犾犅犻狅犾狅犵狔,2001,152(4):657-667. [8] KirisakoT,BabaM,IshiharaN,犲狋犪犾.Formationprocessof autophagosomeistracedwithApg8/Aut7pinheast[J].犑犆犲犾犾 犅犻狅犾狅犵狔,1999,147(2):435-446. [9] KanzawaT,ZhangL,XiaoL,犲狋犪犾.Arsennictrioxideinduces autophagiccelldeathinmalignantgliomacellsbyupregulation ofmitochondrialcelldeath protein BNIP3[J].犗狀犮狅犵犲狀犲, 2005,24(6):980-991. [10] LevineB,Kroemer G.Autophagyin the pathogenesis of disease[J].犆犲犾犾,2008,132:27-42. [11] ManningBD,Cantley LC.AKT/PKBsignaling:navigating downstream[J].犆犲犾犾,2007,129:1261-1274. [12] YanCH,LiangZQ,GuZL,犲狋犪犾.Contributionsofautophagic andapoptoticmechanismstoCrTXinduceddeathofK562 cells[J].犜狅狓犻犮犪狀,2006,47(5):521-530. [13] PaglinS,HollisterT,DeloheryT,犲狋犪犾.Anovelresponseof cancercellstoradiationinvolvesautophagyandformationof acidicvesicles[J].犆犪狀犮犲狉犚犲狊,2001,61(2):439-444. [14] TothS,NagyK,PalfiaZ,犲狋犪犾.Cellularautophagiccapacity changesduringazaserineinducedtumourprogressioninthe ratpancreas.Upregulationinallpremalignantstagesand downregulation withloss ofcycloheximide sensitivity of segregationalong with malignanttransformation[J].犆犲犾犾 犜犻狊狊狌犲犚犲狊,2002,309(3):409-416. [15] MijamvicS,MaksimoviolvanicD,RadovicJ,犲狋犪犾.Antiglioma actionofaloeemodin:theroleofERKinhibition[J].犆犲犾犾犕狅犾 犔犻犳犲犛犮犻,2005,62(5):589-598. [16] ItoH,Aoki H,KutnelF,犲狋犪犾.Autophagiccelldeathof malignantgliomacellsinducedbyaconditionallyreplicating adenovirus[J].犑犖犪狋犾犆犪狀犮犲狉犐狀狊狋,2006,98(9):625-636. [17] ShaoY,GaoZ,MarksPA,犲狋犪犾.Apoptoticandautophagiccell deathinducedbyhistonedeacetylaseinhibitors[J].犘狉狅狊犖犪狋犾 犃犮犪犱犛犮犻犝犛犃,2004,101(52):18030-18035. [18] SuzukiK,Kirisako T,Kamada Y,犲狋 犪犾.The pre autophagosomalstructureorganizedbyconcertedfunctionsof APGgenesisessentialforautophagosomeformation[J]. 犈犕犅犗犑,2001,20(21):5971-5981. [19] KarantzaWadsworthV,犲狋犪犾.Autophagymitigatesmetabolic stressandgenomedamagein mammarytumorigenesis[J]. 犌犲狀犲狊犇犲狏,2007,21:1621-1635. (下转第934页) 931

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