自噬對TRAIL誘導的腫瘤細胞凋亡的影響

1. 自噬與腫瘤細胞凋亡
自噬是一種高度保守的細胞進程，可以通過給細胞提供所需營養、生物合成的單體和減輕細胞損傷來促進細胞在面對應激時的存活。目前對自噬的基本理解是，一方面，在饑餓和線粒體功能失常時，自噬可以保護細胞；另一方面，自噬通過降解細胞質中必要的組分促進細胞死亡。預測保護性自噬和自殺性自噬發生的特定環境仍然非常困難。無論是在細胞損傷和應激中，還是在正常的發育和形態形成中，細胞凋亡都被認為是調控細胞死亡的主要機制。在脊椎動物外周神經系統的成型中，細胞凋亡發揮著重要作用，為了使神經原數量和外周靶向組織相匹配，約有一半的新形成的神經元發生凋亡性死亡。

自噬和凋亡都是被嚴格控制的生物學進程，在發育、組織穩態和疾病中發揮著重要作用。這兩條途徑中的成分構成的復雜的交叉網絡可以被同種刺激物誘導。這個交叉網絡受多種通路的調控。在這個交叉網絡中有兩個關鍵蛋白發揮著重要作用，一個是caspase-8，另一個是Beclin-1。caspase-8是凋亡通路中的關鍵蛋白，同時在自噬向凋亡的轉換過程中發揮著重要作用。溶酶體可以降解cleaved caspase-8，關閉細胞凋亡通路，使腫瘤細胞對凋亡誘導劑產生抵抗。當使用siRNA技術抑制Beclin-1 或自噬抑制劑抑制細胞自噬后，細胞cleaved caspase-8和細胞凋亡都增加。Beclin-1是一個新發現的僅含有BH3結構域的蛋白，是自噬體形成啟動復合物Class III PI3K復合物的關鍵組分，在自噬的發生起始中發揮著重要作用。

Beclin-1和其他促凋亡分子相似，也擁有調控細胞凋亡的作用。Beclin-1存在著兩個caspase-3剪切位點。在細胞受到溫和短暫的刺激時，細胞通過活化Bcelin-1啟動自噬途徑，保護細胞免于死亡；在細胞受到持久而強烈的刺激時，通過對Beclin-1的剪切抑制細胞自噬而失去這種保護機制。Caspase-3對Beclin-1的剪切可以調控細胞自噬向細胞凋亡的轉換。Beclin-1在被caspase 剪切后就失去啟動自噬的作用，但是剪切后的Beclin-1的C-端碎片卻獲得新的功能，并可以放大線粒體凋亡。在不同的環境下，細胞自噬可分為保護性自噬和抑制性自噬。保護性自噬幫助腫瘤細胞應對外界的刺激，逃避化療藥物所誘導的細胞凋亡，與腫瘤細胞的藥物抵抗有密切關系；抑制性自噬可以增強細胞的凋亡，促進腫瘤細胞死亡。而這些都是由多種因素決定的，包括組織類型、腫瘤級別和致癌基因的突變類型等。

研究發現在增殖不同的腫瘤細胞中，基礎自噬水平會出現明顯的不同，而細胞與細胞間自噬水平的不同會導致腫瘤在面對凋亡誘導時出現不同反應；自噬可以決定腫瘤細胞的命運，但這種作用具有細胞特異性和誘導劑特異性。在HER2陽性乳腺細胞中，以自噬和凋亡為靶點是非常有效的治療方法。臨床試驗表明自噬抑制劑可以改善乳腺癌的治療，而且不僅僅限于HER2陽性乳腺細胞。自噬抑制劑有望成為促進腫瘤細胞凋亡的新藥，但是這其中的調控機制仍然不清楚，還需要更多的研究。
2. 自噬與TRAIL誘導的腫瘤細胞凋亡
TRAIL主要通過激活外源性途徑誘導腫瘤細胞凋亡，同時伴隨著內源性途徑的級聯放大作用。TRAIL與細胞膜表面的死亡受體結合后，死亡受體的膜內段活化并進行自身剪切形成死亡誘導信號復合體（death-inducing signaling complexes，DISCs）。Fas 相關死亡結構域（Fas-associated death domain，FADD）和caspase-8、caspase-10 前體的招募是DISCs形成的先決條件。caspase-8、caspase-10前體剪切后形成具有活性的cleaved caspase-8、cleaved caspase-10，隨之激活caspase-3、6、7，并啟動細胞凋亡。細胞FLICE 樣抑制蛋白（cellular FLICE-like inhibitory protein，cFLIP）可以和caspase-8競爭性與FADD結合，從而阻斷細胞凋亡通路。因此TRAIL誘導的腫瘤細胞凋亡效應與很多因素有關，如腫瘤細胞表面TRAIL受體的表達、凋亡蛋白酶、凋亡抑制蛋白酶等。

TRAIL在誘導細胞凋亡的同時，通過對自噬相關蛋白的剪切，激活細胞自噬。自噬可以調控細胞膜上TRAIL受體的表達量，同時也能調控細胞內凋亡蛋白酶和cFLIP的表達水平。自噬通過這些不同途徑參與對TRAIL誘導的凋亡通路的調控，從而發揮抑制或促進TRAIL誘導的腫瘤細胞凋亡的作用。

T2.1 自噬抑制TRAIL誘導的腫瘤細胞凋亡

腫瘤細胞自噬的激活能夠抑制TRAIL誘導的腫瘤細胞凋亡。在TRAIL抵抗的乳腺癌細胞中可以觀察到自噬體的大量聚集，阻止這些自噬體的功能可以增強TRAIL誘導細胞凋亡的作用。Di等發現自噬可以降低TRAIL受體在細胞表面的表達，使腫瘤細胞產生TRAIL抵抗。研究發現TRAIL抵抗的腫瘤細胞株自噬水平明顯高于TRAIL敏感的腫瘤細胞株；抑制自噬可增強TRAIL誘導的腫瘤細胞凋亡，使TRAIL抵抗的腫瘤細胞株逆轉為TRAIL敏感的細胞株。Monma等發現TRAIL抵抗的胰腺癌細胞存在保護性自噬，當使用PFT-μ后，自噬體與溶酶體無法融合，抑制NF-κB途徑，可抑制保護性自噬，增強TRAIL誘導的腫瘤細胞凋亡。

Kim等發現尼克酸可通過激活細胞自噬抑制TRAIL誘導的細胞凋亡。這些研究表明，自噬在TRAIL所誘導的凋亡通路的不同層面上調控凋亡信號的傳遞，抑制腫瘤細胞的凋亡。

2.2 自噬增強TRAIL誘導的腫瘤細胞凋亡

有研究發現自噬的激活可以增強TRAIL誘導的腫瘤細胞凋亡，自噬可以降解TRAIL誘導的凋亡抑制蛋白，從而增強TRAIL誘導的凋亡。TRAIL可以誘導腫瘤細胞凋亡，但對正常細胞幾乎沒有細胞毒性。自噬在TRAIL誘導的腫瘤細胞凋亡過程中具有重要作用，可以調控TRAIL受體、凋亡蛋白酶的表達。自噬抑制劑和TRAIL聯用明顯增強TRAIL誘導的腫瘤細胞凋亡。但同時自噬對TRAIL誘導的腫瘤細胞凋亡具有促進作用。因此還需要更多的研究闡明自噬對TRAIL誘導的腫瘤細胞凋亡的調控機制，找到腫瘤細胞保護性自噬與抑制性自噬的發生條件，使得TRAIL聯合自噬調節可以成為一種有效的克服TRAIL抵抗，治療腫瘤的治療方法。