自噬與白血病耐藥的研究進(jìn)程范文
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白血病是一種惡性造血系統(tǒng)腫瘤，大部分患者通過化療達(dá)到完全緩解甚至治愈。目前，白血病患者的無病生存率（DFS）較前顯著增加，但是，仍有些患者由于耐藥存在而死亡。自噬是一種參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)降解的溶酶體途徑[1]，在各種應(yīng)激條件下，自噬維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)，它通過清除缺陷的細(xì)胞器、侵入性微生物或蛋白質(zhì)聚體，維持細(xì)胞的完整性，從而在應(yīng)激環(huán)境中促進(jìn)細(xì)胞正常功能[2]。自噬在白血病中扮演雙重角色：一方面，自噬的“促死亡”作用能抑制白血病的形成及發(fā)展。在白血病細(xì)胞的形成過程中，自噬缺乏可能會(huì)表現(xiàn)為基因組不穩(wěn)定性，這些都可能促進(jìn)白血病發(fā)生發(fā)展[3]。另一方面，自噬的“保生存”作用促使白血病細(xì)胞在應(yīng)激壓力下生存。化療藥物等能誘導(dǎo)白血病細(xì)胞產(chǎn)生保護(hù)性自噬，使白血病細(xì)胞適應(yīng)惡劣環(huán)境而存活[4]。如何進(jìn)行自噬的調(diào)控———減少“保生存”自噬，更多消滅白血病細(xì)胞，減少白血病耐藥，是我們面對(duì)難題。自噬在實(shí)體腫瘤的化療耐藥的作用已經(jīng)有較多的研究[5]。下面總結(jié)自噬和不同類型的白血病耐藥相關(guān)研究。
1自噬與急性髓系白血病耐藥
眾所周知，抑制自噬促進(jìn)早期惡性腫瘤發(fā)生和發(fā)展[6]。在小鼠造血干細(xì)胞中缺失ATG7基因會(huì)導(dǎo)致髓系發(fā)育不良和類似人類急性髓系白血病的表型[7]。但是，臨床研究[8]也已經(jīng)證明白血病細(xì)胞在常規(guī)化療后誘導(dǎo)保護(hù)性自噬。柔紅霉素是一種蒽環(huán)類化療藥物，在人白血病K562細(xì)胞株中，柔紅霉素可以促使微管相關(guān)蛋白LC3-I轉(zhuǎn)化LC3-II，也可以激活有絲分裂原活化蛋白酶MEK/ERK信號(hào)通路誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生保護(hù)性自噬[8]。自噬抑制劑如氯喹和自噬相關(guān)基因Atg5和Atg7抑制可抑制自噬體的形成，從而提高柔紅霉素化療療效[8]。在人髓系白血病細(xì)胞株REH和HL-60，阿糖胞苷也出現(xiàn)類似的自噬誘導(dǎo)[9]。缺氧、代謝抑制的骨髓微環(huán)境增加白血病細(xì)胞的化療耐藥性，急性髓系白血病（AML）細(xì)胞與間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞（MSC）的共培養(yǎng)誘導(dǎo)AML細(xì)胞出現(xiàn)自噬并增加對(duì)阿糖胞苷和伊達(dá)比星的化療耐藥。AML中沉默ATG7的遺傳增強(qiáng)了對(duì)這些化療藥的敏感性，自噬抑制（特別是ATG7抑制）使AML有更好的治療效果[10]。哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路在腫瘤細(xì)胞的存活和生長(zhǎng)中起著關(guān)鍵作用，該通路的異常激活在急性髓系白血病的病理生理中同樣重要[11-12]。mTOR抑制劑治療AML細(xì)胞誘導(dǎo)的自噬促進(jìn)白血病細(xì)胞存活。雙哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白復(fù)合物mTORC1/mTORC2抑制劑誘導(dǎo)的自噬保護(hù)殘留白血病免受這些藥物的抑制作用。自噬抑制劑氯喹或通過降低Atg1/ULK1（在酵母命名為Atg1其哺乳動(dòng)物同源蛋白命名為ULK1），同時(shí)阻斷自噬導(dǎo)致增強(qiáng)的抗白血病作用[13]。雙mTORC1/mTORC2抑制劑和自噬抑制劑聯(lián)合應(yīng)用在表達(dá)BCR/ABL（9號(hào)染色體長(zhǎng)臂C-abl原癌基因易位至22號(hào)染色體的斷裂點(diǎn)的集中區(qū)bcr形成）融合基因的白血病細(xì)胞中取得較好的作用[14]，并有可能成為治療白血病一種新方法。高遷移率族蛋白1（HMGB1）是動(dòng)物和植物細(xì)胞中高度保守的核蛋白，受細(xì)胞因子、損傷和藥物刺激后可從細(xì)胞內(nèi)釋放，是一種自噬的新型調(diào)節(jié)因子[15]。白血病發(fā)病和化療耐藥機(jī)制與HMGB1的表達(dá)息息相關(guān)。通過對(duì)HMGB1的研究揭示了化療藥誘導(dǎo)白血病細(xì)胞保護(hù)性自噬進(jìn)一步證據(jù)。在阿糖胞苷和依托泊苷治療的急性髓系白血病細(xì)胞系中，加入HMGB1中和抗體能顯著增加白血病細(xì)胞死亡[16]。同樣，用HMGB1蛋白處理增強(qiáng)了耐藥性，這種效應(yīng)依賴于增加的自噬，因?yàn)橥ㄟ^藥物抑制自噬可以逆轉(zhuǎn)耐藥性。總之，自噬是在白血病細(xì)胞中誘導(dǎo)的，至少部分是由于死亡和應(yīng)激細(xì)胞釋放HMGB1，從而產(chǎn)生化療耐藥。
2自噬與急性淋巴細(xì)胞白血病耐藥
化療藥物使急性淋巴細(xì)胞白血病細(xì)胞發(fā)生自噬性死亡。誘導(dǎo)自噬可以治療急性淋巴細(xì)胞白血病。但同樣，保護(hù)性自噬抑制能減少急性淋巴細(xì)胞白血病的化療耐藥性。成人急性淋巴細(xì)胞白血病（ALL）因?yàn)閺?fù)發(fā)率高，難治性高，仍然是很有挑戰(zhàn)性的疾病。硼替佐米作為一種蛋白酶體抑制劑，對(duì)ALL細(xì)胞有明顯的細(xì)胞毒作用，并增加了常規(guī)化療藥物的敏感性。硼替佐米抑制急性淋巴細(xì)胞白血病Nalm-6細(xì)胞株增殖，誘導(dǎo)凋亡，阻滯細(xì)胞周期并誘導(dǎo)自噬，同時(shí)促進(jìn)了B淋巴細(xì)胞瘤-2（Bcl-2）/Beclin-1（酵母ATG6的同系物）復(fù)合物破環(huán)并增加Beclin-1/胞內(nèi)磷脂酰肌醇激酶C3（PI3KC3）復(fù)合物的形成，導(dǎo)致自噬的啟動(dòng)。自噬抑制劑使用增強(qiáng)硼替佐米的抗ALL細(xì)胞活性[17]。總之，自噬保護(hù)ALL細(xì)胞抵抗硼替佐米的細(xì)胞毒性，并且與自噬抑制劑組合可以增強(qiáng)硼替佐米抗癌作用[17]。急性淋巴細(xì)胞白血病也是最常見的兒童白血病，盡管緩解率高以及預(yù)后比成人好，但目前兒童急性淋巴細(xì)胞白血病的治療方案往往具有嚴(yán)重的副作用，容易發(fā)生中樞復(fù)發(fā)。巴弗洛霉素A1常用于晚期自噬抑制。它通過激活mTOR和減弱Ⅲ型磷脂酰肌醇激酶（Beclin1-Vps34）復(fù)合物形成以及自噬溶酶體抑制來靶向抑制自噬。同時(shí)誘導(dǎo)Beclin1與Bcl-2的結(jié)合來進(jìn)一步抑制保護(hù)性自噬，促進(jìn)ALL細(xì)胞凋亡[18]。
3自噬與慢性髓系白血病
酪氨酸激酶抑制劑（TKIs）（伊馬替尼、尼羅替尼或達(dá)沙替尼）都顯著改善慢性髓系白血病（CML）患者的生存期。然而，抗TKIs存在仍然是一個(gè)重大的臨床挑戰(zhàn)[19]。TKIs不能完全清除殘余的白血病干細(xì)胞，從而形成微小的殘留病灶，最終會(huì)導(dǎo)致疾病的耐藥和復(fù)發(fā)。目前研究表明自噬可以影響TKIs對(duì)慢性髓系白血病的治療敏感性。TKIs會(huì)誘導(dǎo)保護(hù)性自噬產(chǎn)生，減輕對(duì)白血病的抑制作用。2009年發(fā)現(xiàn)自噬抑制可增強(qiáng)伊馬替尼治療慢性髓系白血病的療效[20]。自噬抑制結(jié)合TKIs（伊馬替尼、達(dá)沙替尼或尼羅替尼）基本完全清除CML干細(xì)胞[21]。在慢性髓系白血病治療過程中，伊馬替尼通過提高Beclin1和ATG5基因的水平誘導(dǎo)發(fā)生保護(hù)性自噬，保護(hù)性自噬使CML細(xì)胞能夠存活，抑制其可以顯著提高伊馬替尼的療效[22]。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，塞來昔布抑制溶酶體功能阻斷保護(hù)性自噬來誘發(fā)耐伊馬替尼CML細(xì)胞死亡，抑制保護(hù)性自噬對(duì)耐伊馬替尼CML細(xì)胞有治療作用。塞來昔布和伊馬替尼的聯(lián)合應(yīng)用可能是一種治療耐伊馬替尼CML細(xì)胞治療策略[23]。在耐伊馬替尼CML細(xì)胞中，還發(fā)現(xiàn)在抑制mTOR來促進(jìn)自噬過程中血紅素加氧酶（HO-1）表達(dá)異常增加。通過提高CML細(xì)胞HO-1的表達(dá)，發(fā)生明顯的自噬和伊馬替尼耐藥。CML細(xì)胞中沉默HO-1表達(dá)，自噬受到抑制，對(duì)伊馬替尼的敏感性增加[24]。同樣，天冬酰胺誘導(dǎo)CML細(xì)胞的自噬。天冬酰胺酶誘導(dǎo)的自噬作用涉及雷帕霉素哺乳動(dòng)物靶點(diǎn)（Akt/mTOR）和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)酶（Erk）信號(hào)通路。此外，自噬抑制劑（氯喹等）增加了天冬酰胺酶誘導(dǎo)的CML細(xì)胞死亡和凋亡[25]。
4自噬與慢性淋巴細(xì)胞白血病耐藥
慢性淋巴細(xì)胞白血病（CLL）的特征在于CD5陽性B淋巴細(xì)胞在血液和淋巴器官中增殖。盡管治療方案取得了重大進(jìn)展，但這種惡性腫瘤仍然無法治愈。治療失敗和復(fù)發(fā)的主要原因是化療耐藥。白血病細(xì)胞可以通過激活自噬來逃避死亡，這是白血病治療的一個(gè)重要障礙。自噬體現(xiàn)在CLL作用是直接的細(xì)胞毒性還是防止細(xì)胞死亡？雖然自噬能被所有經(jīng)典途徑所激活，但是只有在蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）應(yīng)激介導(dǎo)的自噬保護(hù)免于細(xì)胞死亡。CLL化療藥物（氟達(dá)拉濱、GS-1101、夫拉平度）也會(huì)誘導(dǎo)自噬。令人感興趣的是，自噬被拮抗（氯喹或siRNA）時(shí)，細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑（夫拉平度）增加CLL細(xì)胞死亡。自噬激活通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和CDK5抑制參與耐藥[26-27]。組蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制劑MGCD0103通過降低CLL細(xì)胞的保護(hù)性自噬，激活PI3K/AKT/mTOR和半胱氨酸蛋白酶途徑，誘導(dǎo)細(xì)胞死亡或凋亡。另外，MGCD0103和夫拉平度聯(lián)合使用，能進(jìn)一步提高CLL的療效[28]。人腫瘤蛋白p53（TP53）突變或染色體17P缺失（del17p）的CLL是預(yù)后較差一類。達(dá)沙替尼在體外對(duì)CLL淋巴細(xì)胞具有細(xì)胞毒性,但達(dá)沙替尼對(duì)表達(dá)p53的CLL細(xì)胞的耐藥明顯增強(qiáng)[29]。因?yàn)檫_(dá)沙替尼誘導(dǎo)的自噬受到p53的調(diào)控。P53激活磷酸腺苷活化的蛋白激酶（AMPK）配體，通過AMPK/mTOR信號(hào)傳導(dǎo)途徑誘導(dǎo)自噬[30]。
總之，自噬介導(dǎo)對(duì)化療藥物的抵抗，這個(gè)過程與p53調(diào)節(jié)密切相關(guān)。進(jìn)一步研究[31]表明，p53突變型CLL細(xì)胞，達(dá)沙替尼誘導(dǎo)的保護(hù)性自噬抑制可以增加耐藥細(xì)胞的敏感性，這提供達(dá)沙替尼治療p53突變的慢性淋巴細(xì)胞白血病的證據(jù)。自噬的研究，為白血病耐藥提供了新方向，無論是誘導(dǎo)自噬來促進(jìn)自噬性死亡，或者通過抑制保護(hù)性自噬增加凋亡，都可以更好的治療白血病（尤其是發(fā)生耐藥的白血病）。自噬可能會(huì)成為凋亡之后的新的研究方向。因此，自噬作為靶點(diǎn)的藥物可能在白血病耐藥的治療上有更好的臨床應(yīng)用價(jià)值。
作者：胡美薇；傅麗娟；范翠華；成志；陳霞君；鄭兵榮
