细胞自噬与肿瘤发生_相建峰

·1283·

细胞自噬与肿瘤发生1121

相建峰，林盛明，相燕洁，张闽光

（1．上海中医药大学附属市中医医院临床学院放射科，上海200071；2．上海交通大学附属仁济医院妇科，上海200001）摘要：细胞自噬（autophagy）是广泛存在于真核细胞中的生命现象，是机体一种重要的防御和保护机制。细胞可以

消除、降解、消化受损、变性、衰老和失去功能的细胞、细胞器、变性蛋白质与核酸等生物大分子，为细通过自噬和溶酶体，

胞的重建、再生和修复提供必须原料，实现细胞的再循环和再利用。自噬异常与肿瘤的发生、发展密切相关，涉及影响肿瘤进程的多个层面，包括肿瘤基因、细胞周期、血管生成及溶酶体变化等。因此，通过对自噬作用的研究，既进一步揭示肿瘤发生、发展的潜在机制，也可能为肿瘤的预防和治疗提供新的思路。

关键词：细胞自噬；细胞死亡；肿瘤发生中图分类号：R2－03文献标识码：A文章编号：1000－1719（2012）07－1283－03

AutophagyandCancerTreatmentXIANGJian-feng1，LINSheng-ming1，XIANGYan-jie2，ZHANGMin-guang1（1．Departmentofradiology，ShanghaiHospitalofTCMAffiliatedtoShanghaiUniversityofTCM，Shanghai200071，China；

2．DepartmentofGynecology，ShanghaiJiaoTongUniversityofMedicine，Shanghai200001，China）Abstract：Autophagyiswidelyexistineukaryoticcells，thephenomenonoflife，isanimportantbodydefenseandprotection

的人患肿瘤居多，肿瘤病人中寒证居多，且肿瘤发展到晚期往往兼有阳虚证候。治疗药物常用附子、肉桂、干姜、鹿角胶、鹿茸等。对患者无明显火热症者，处方中肿瘤患者存在佐加温阳药可明显提高治愈率。因此，寒积内生（标、实）和肾阳亏虚（本、虚）的病机特点，温“积阳法在肿瘤的中医药治疗中占有重要地位。基于之始生，得寒乃生，厥乃成积”和“阳化气，阴成形”的理论，着眼于“阴成形”的可见之物—肿瘤，通过采用“阳化气”，温阳散寒，使凝结消散；基于“肾为水火之宅，元阴、元阳之所在，人之一身阳气藏于肾中”的理论，着眼于温阳要从肾阳入手，则需要通过温补肾阳来治疗肿瘤。当然，在中医标本兼治和扶正祛邪的治则指导之下，又存在温阳散寒和温补肾阳两法相互配伍治疗肿瘤的情况，所以在以上治疗肿瘤的处方中可以［14］

见到这种组方思路。3火神派与温补派区别火神派和温补派是中医学发展史上的两大重要学术流派，虽然在具体的立法用药中存在温阳散寒和温补肾阳的不同，但在具体的医疗活动中均注重扶助机以温阳为核心。肿瘤是一种常见且多发的体的阳气，疾病，近年来随着对该病诊断和治疗以及认识的逐步深入，越来越多的中医药应用于肿瘤的预防与治疗。温阳法是中医药治疗肿瘤的重要方法，而且在具体的治疗中存在温阳散寒和温补肾阳单用及相互配伍应用的情况。因此，以肿瘤这种疾病为研究对象，观察火神收稿日期：2012－01－14

基金项目：上海市卫生局科研课题资助项目（2007075）；上海市教育委

员会科研项目资助（07cz042）；国家自然科学基金资助项目（30973823）

作者简介：相建峰（1984－），男，山东济宁人，硕士研究生，研究方向：恶

性肿瘤的中西医结合介入治疗。

通讯作者：张闽光（1959－），男，江苏泰州人，博士研究生导师，博士，研

E－究方向：影像诊断及恶性肿瘤的中西医结合介入治疗，

mail：mgzhang09@hotmail．com。

派和温补派各自具有代表性的温阳散寒和温补肾阳方药分别及相互配伍对肿瘤发生、发展过程中不同阶段相关发病机理的影响，有助于认识这两种治法在治疗肿瘤时各自的适用对象和用药阶段及相互配伍的意有助于认识寒积内生和肾阳亏虚之间的相关性，能义，够促进火神派和温补派学说的相互补充和完善，对中医阳气相关理论的发展具有重要意义。参考文献［1］周计春，“扶阳学派”高淑辉，张弘．从的复兴看中医现状和发展

［J］．中医药文化，2009，12（1）：14－15．［2］张存悌．火神派与温补派的学术思想比较［J］．辽宁中医杂志，

2006，33（3）：363－364．［3］汪剑，“火神派”和中浚．四川概况及其学术思想特色探讨［J］．四

2007，25（4）：16－17．川中医，

［4］陈杰．“火神派”J］．江西中医药，2006，37（1）：54．用药重脾胃［［5］伍耀衡．含乌头碱类物质为主的中药温阳制剂抗肿瘤研究进展

［J］．河北中医，2007，29（5）：468－470．［6］孙秉严，孙丽嬴．孙秉严治癌40例经验集［M］．北京：华龄出版

1997．社，

［7］韦云．恶性肿瘤患者死亡时间与中医阴阳关系的研究［J］．北京中

2008，15（3）：5－8．医药大学学报（中医临床版），

［8］裴俊文．蒋士卿教授运用温阳法治疗恶性肿瘤经验［J］．河南中

2009，29（2）：129－130．医，

［9］伍耀衡．温阳祛淤治疗恶性肿瘤探讨［J］．河北中医，1997，19

（4）：39－41．［10］张建敏，黄克希．温肾补阳法治疗肿瘤的理论基础与临床运用

［J］．福建中医药，2001，（1）：35．

［11］王劲，．实用金炳根．华佗麻药神方温阳止痛外治癌痛82例［J］

1996，9（1）：13．中西医结合杂志，

［12］杨玲．补阳法在癌症治疗中的作用［J］．中医研究，2001，14（2）：

62－63．

［13］黄金昶．“以毒攻毒”“温阳”“破淤”“通利二便”四法治疗肿瘤

J］．中国临床医生，2005，33（10）：51－52．之我见［

［14］叶峥嵘，杨晓航，吴琳．温阳法治疗肿瘤的临床应用与基础研究

J］．陕西中医学院学报，2011，22（1）：88－91．进展［

·1284·

辽宁中医杂志2012年第39卷第7期

mechanisms．Cellscanthroughtheautophagyandthelysosome，eliminate，degradation，digestivedamage，degeneration，agingandlosefunctionofcells，organelles，denaturedproteinandnucleicacidandbiologicalmacromolecules，forthereconstructionofthecells，regenerationandrepairprovidethenecessaryrawmaterials，achievecellrecyclingandreuse．Autophagyabnormalitiesand

includingoncogenes，cellcycle，tumorsdevelopmentiscloselyrelatedtothetumorprocessinvolvingmultiplelevelsofinfluence，

angiogenesisandlysosomechanges，etc．Therefore，throughthestudyofeffectsofautophagy，notonlytofurtherrevealstumoroc-currenceanddevelopmentofpotentialmechanism，butalsomayprovidecancerpreventionandtreatmentofnewideas．

Keywords：autophagy；celldeath；tumor自噬现象最早是Ashford和Porter于1962年用电子显微镜在人的肝细胞中观察到。近年来随着酵母模分子生物学及基因技术的发展，对自噬的研型的建立，究有了很大的进展。现已证实自噬是广泛存在于包括人在内的所有真核生物共有的生命现象，是生物在其发育、老化过程中都存在的一个净化自身多余或受损细胞器、异常蛋白的一种高度进化保守的共同机制。自噬也与凋亡、坏死等一同被认为是程序性细胞死亡故自噬又称为II型程序性细胞死亡（typeIIpro-机制，gramedcelldeath）。研究发现自噬活性的变化与某些恶性肿瘤的发生、发展有关，本文就细胞自噬与肿瘤发生的关系作一综述。1自噬在肿瘤细胞中的作用自噬是肿瘤细胞对外源性应激具有不同反应的结果，许多研究者对细胞自噬在肿瘤发生发展过程中的作用提出不同观点，现在普遍认为自噬在肿瘤发生发展中起促进和抑制双重作用，在某些情况下可以相互转化。1.1自噬对肿瘤的促进（保护）作用自噬是保护肿瘤细胞免受低营养、电离辐射和治疗损伤等诱导的应激的一种保护机制。一方面，在肿瘤生长过程中，尤其是当肿瘤内还没有足够的血管形成为其扩增提供营养时，肿瘤细胞可以通过降低自噬，减少蛋白降解，增加合成，以保持蛋白平衡，克服营养缺乏和低氧环境，使癌前病变细胞的持续性生长得以存在。二乙基亚硝胺诱导的原发性肝癌和癌前结节自噬能力较正常肝细胞下降，正常肝细胞经种植瘤大鼠腹水作用后自噬性蛋白降解被完全抑制，而且从癌前结节中分离出的细胞在培养中较正常肝细胞在氨基酸缺失的状况下存活更［1］

好。体内研究中也提示，在癌前病变阶段，正蛋白平衡的维持可以提供更高的克隆优势。同时也有研究表明，在缺乏血清或氨基酸的情况下约3h，子宫颈癌细［2］

胞HeLa细胞中的自噬部分从4%上升到37%。肿瘤细胞所具有的这种高自噬活性能增强肿瘤对应激的适应性，对肿瘤细胞在恶劣环境中的生存起到了一定的保护作用。另一方面，自噬可以清除受电离辐射时损伤的大分子或细胞器（如线粒体等），保护肿瘤细胞免受电离辐射，从而逃避凋亡而存活下来。例如，乳腺、结肠和前列腺癌细胞对低剂量放射线损伤发生蓄AVO）［3］积酸性液泡细胞器（acidicvesicularorganelles，的反应。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。此外，自噬对线粒体的分隔可防止促凋亡因子如细胞色AIF）的扩素和凋亡诱导因子（apoptosisinducedfactor，［4］

散。自噬的这些作用能够帮助细胞逃逸凋亡。1.2自噬对肿瘤的抑制作用首先自噬可通过清除因化学致癌物、射线、氧化应激等而受损的细胞器，避ROS）对DNA免因活性氧物质（reactiveoxygenspecies，的损伤而造成遗传不稳定性，降低肿瘤发生率。其次自噬能够降解长寿命蛋白和内质网、高尔基体等细胞造成前恶变细胞处于蛋白质负平衡状态，抑制其失器，控性增殖。自噬的抑癌效应还在于过量自噬导致的自噬性死亡可以杀灭肿瘤细胞，如：他莫昔芬（tamoxifen）7（MichiganCancerFounda-可诱导人乳腺癌细胞MCF-tion-7）细胞发生自噬性死亡［5］；三氧化二砷缓解淋巴细胞性白血病和多发性骨髓瘤病情的作用也是通过诱［6］

导细胞自噬性死亡。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。进一步研究发现，在40%～75%的乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌中存在自噬相关基因Beclinl的单等位缺失。存在Beclinl缺陷的小鼠更容易发生淋巴瘤、肺癌、肝细胞［7］

肝癌和乳腺癌前病变。从具有Beclinl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。在体外实验中，将Beclinl重新导入人乳腺癌细胞株MCF－7中，自噬可被诱发，从而抑制细胞增殖及肿瘤形成。这些实验结果提示，自噬作用其实是一种肿瘤抑制机制，通过清除受损细胞器以避免有害自由基及突变的发生、限制DNA损伤以维持基因组完整性以及抑制细胞生长和诱发凋亡性细胞死亡来抑制肿瘤的发生发展。2参与调控自噬的癌基因和抑癌基因①c－mycc－myc作为myc基因家族一个经典的癌基因，既是一种可易位基因，又是一种多种物质调节的可调节基因，也是一种可使细胞无限增殖，获永生化myc基因参与细胞凋亡，c功能，促进细胞分裂的基因，－myc基因与多种肿瘤发生发展有关。除了促生长和c－myc还能够启动自噬作为一种保促凋亡的活性外，护机制限制肿瘤生长。②rasras诱导的自噬性细胞死亡是抵消ras诱导恶性转化的一个重要机制，通过调控自噬性细胞死亡活化ras信号转导途径是清除癌细PI3K－Akt途径10号染色胞的潜在策略。③PTEN、体缺失的具有磷酸酶活性的张力素同源基因（phos-phataseandtensinhomologuedeletedonchromosome10，PTEN）是一个抑癌基因。PTEN基因突变引起的功能丧失、磷脂酰肌醇3－激酶（phosphatidylinositol3－ki-nase，PI3K）和蛋白激酶B（即Akt，又称PKB或Rac）表达增高是人类肿瘤中的频发事件。Akt途径的激活使自噬活性下降，相反，负显性Akt可诱导很高的自噬速率，因而PTEN缺失使Akt途径活化，抑制细胞自DRP－1死亡噬，从而导致细胞恶性转化。④DAPK、DAPk）相关蛋白激酶（death－associatedproteinkinase，是一种钙调蛋白调节的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。在DAPK表达缺失或极一些恶性细胞系或肿瘤组织中，少表达，且与其基因启动子甲基化和基因缺失有关。DAPK主要通过caspase（含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶）依赖途径活化凋亡，免疫组化染色显示线粒辽宁中医杂志2012年第39卷第7期

·1285·

种酶的活性增加可以增加溶酶体的降解能力以及自噬体的更新，肿瘤细胞溶酶体的Caspase活性的增加可以导致溶酶体膜相关蛋白（LAMP－1和－2）的水解降解，而这两种酶对于溶酶体和自噬体的融合是必须的。Caspase活性提高的最终结果可以下调自噬体的因此，更新周转，以及随之而来的自噬能力的下降。然而，还没有证据能够表明肿瘤自噬体和溶酶体的融合被抑制。另一方面，与肿瘤相关的RabGGTs的上调可以通过激活膜上的Rab家族酶中一种小GTP酶而刺激膜融合，从而增加自噬体与溶酶体的融合。最后，当细胞外调节蛋白激酶（extracellularregulatedproteinkinases，ERK）通路被MEK1肿瘤蛋白持续活化时，就可以选择性的抑制自噬体的成熟而从改变自噬完整进程。自噬是真核细胞中一种普遍而又重要的生命现贯穿于正常细胞生长发育和生理病理过程，因此对象，细胞自噬作用和自噬性细胞死亡的研究不仅具有理论意义，而且也具有非常重要的应用价值，虽然近年来在自噬的分子机制和调控机制等方面取得了一些进展，但自噬与肿瘤关系的研才刚刚起步，自噬究竟是抑制肿瘤还是促进肿瘤，还未有明确定论，许多学者都暂认效应。相信随着对自噬作用机为自噬具有“双刃剑”制的深入研究，有助于更好地解释自噬在肿瘤发生发双刃剑”作用，充分利用自噬的有利方面展过程中的”消除不利方面，为恶性肿瘤的治疗提供更新的途径，也为克服癌症对化疗药物耐受提供新的方法。参考文献［1］温莹浩，殷正丰．自噬与肿瘤［J］．JournalofPracticalOncology，

2006，21（6）：482－485．

［2］郭德玉，孙慧勤．自噬及其与肿瘤关系的研究进展［J］．现代肿瘤

2010，18（6）：1247－1250．医学，［3］

PaglinS，HollisterT，DeloheryT，etal．Anovelresponseofcancercellstoradiationinvolvesautophagyandformationofacidicvesicles［J］．CancerRes，2001，61（2）：439－444．

DRP－1）位体分裂蛋白（Dynamin－relatedprotein1，DRP－1可能通过对自噬相关蛋白的磷酸于自噬体，而DAPk则可能影响化作用直接参与自噬体的形成，与自噬有关的细胞骨架。⑤Beclin1Beclin1是酵母对于自噬体自噬相关基因（autophagy－relatedgene），的形成至关重要。Beclin1基因定位于染色体17q21，乳腺癌、子宫颈癌、前列腺癌等多种人类肿瘤中存在Beclin1的等位基因缺失，已被确定为一个新的候选不表达Beclin1的MCF－7细胞株稳定转抑癌基因，染Beclin1后恶性表型降低，细胞增殖减缓，自噬活性致瘤能力下降。⑥Bcl－2基因家族根据结构域增高，Bcl－2家族可划分为3个以Bcl－2、Bax特点的不同，和Bak为代表的亚型。凋亡刺激剂诱导的细胞自噬性提示凋亡刺激剂以非凋亡死亡依赖于自噬相关基因，的自噬方式杀死源自促凋亡基因Bax和Bak敲除小鼠的胚胎成纤维细胞（embryonicfibroblastsfromBax/Bak－/－mice，Bax/Bak－/－MEFs）。转染实验显示，Bcl－2和Bcl－xL依赖Beclin1明显增强凋亡刺激剂［8］

诱导的Bax/Bak－/－MEFs自噬性死亡效应。3自噬与肿瘤细胞周期细胞周期受抑时往往可以观察到自噬的发生。恶性神经胶质瘤细在烷化剂替莫唑胺（temozolomide，TMZ）作用下可使细胞周期阻滞于G2/M期。临床剂量，可见微管相关蛋白轻链3（microtubule－associatedproteinlightchain3，LC3）定位于自噬体膜，自噬发生。3－MA）可干扰LC3三甲基腺嘌呤（3－Methyladenine，定位并抑制TMZ的抑瘤作用，而巴佛洛霉素A1（ba-filomycinA1）不影响LC3定位，并可增强肿瘤细胞对［9］

TMZ诱导凋亡的敏感性，这一凋亡信号的启动可能与自噬有关。同样，恶性神经胶质瘤细胞在三氧化二砷（As2O3）作用下，可见G2/M期滞留和自噬性细胞［10］

死亡。Komata等发现细胞周期阻滞基因p27对多可种神经胶质细胞瘤细胞系表现出较高的抑制能力，诱导细胞自噬性死亡，且无Ⅰ型凋亡发生，但对正常细胞的影响较小。4自噬与肿瘤血管生成自噬可能是抑制肿瘤血管形成和分布的一种方式。胶原蛋白裂解片段内皮抑素（Endostatin）具有强大的抑血管生成能力，可抑制新血管形成和肿瘤生长，人内皮电镜下可见大量自噬细胞在Endostatin作用6－24h后，囊泡形成。在实性肿瘤中，血管形成有助于肿瘤的转移和增长；通过自噬性细胞死亡抑制血管形成可以阻止肿［11］

瘤的进展。人类血纤维蛋白溶酶原Kringle5（K5）是可以提高内皮细胞中半胱一种有效的血管生成抑制剂，氨酸组织蛋白酶（Caspase）的活性和凋亡，当用K5处理内皮细胞后，可以出现特异性的自噬反应，以及Beclin1表达水平提高。K5和Endostatin在内皮细胞中诱导自噬并不依赖于营养缺乏或缺氧等因素甚至在血管内皮VEGF）的存生长因子（vascularendothelialgrowthfactor，［12］

在下也能激发自噬。5癌症相关的溶酶体变化影响了自噬的进程溶酶体与自噬体融合的能力以及溶酶体的降解能也是氨基酸、脂肪酸力对于自噬的完整进程是必须的，以及其他的细胞代谢产物循环利用所必须的。有趣的是，癌细胞的溶酶体的组成和转运存在着很大的改变，原癌基因转化增加了半胱氨酸组织蛋白酶的活性，这［4］杜海磊，邱伟华，杨卫平．细胞自噬与肿瘤［J］．中国病理生理杂

2010，26（2）：401－404．志，

［5］Qux，YuJ，BhagatG，etal．Promotionoftumorgenesisbyheterozygousdisruptionofthebeclin1autophagygene［J］．JClinInve2003，112

（12）：1809－1820．

［6］Qianw，liuJ，JinJ，etal．Arsenictrioxideinducesnotonlyapoptosisbutalsoautophagiccelldeathinleukemiacelllinesviaupregulation

ofBeclin1［J］．LeukRes，2007，31（3）：329－339．

［7］丁振斌，周俭，樊嘉，等．自噬基因Beclin1抑制肿瘤作用的研究2008，15（4）：515－517．进展［J］．中国临床医学，［8］ShimizuS，KanasekiT，MizushimaN，etal．RoleofBcl－2familypro-teinsinanon－apoptoticprogrammedcelldeathdependentonauto-phagygenes［J］．NatCellBiol，2004，6（12）：1221－1228．［9］KanzawaL，GermanoIM，KomataT，etal．Roleofautophagyintemo-zolomideinducedcytotoxicityformalignantgliomacells［J］．Cell

DeathDiffer，2004，11（4）：448－457．

［10］KomataT，KanzawaT，TakeuchiH，etal．Antitumoreffectofcyclin－

dependentkinaseinhibitors（p16（INK4A），p18（INK4C），p19（INK4D），p21（WAF1/CIP1）andp27（KIP1））onmalignant

glio－macells［J］．BrJCancer，2003，88（8）：1277－1280．

［11］RamakrishnanS，NguyenTM，SubramanianIV，etal．Autophagyandangiogenesisinhibition［J］．Autophagy，2007，3（5）：512－515．

［12］NguyenTM，SubramanianIV，KelekarA，etal．Kringle5ofhuman

plasminogen，anangiogenesisinhibitor，inducesbothautophagyand

apoptoticdeathinendothelialcells［J］．Blood，2007，109（11）：4793－4802．