【關(guān)鍵詞】 腫瘤耐藥耐藥逆轉(zhuǎn)神經(jīng)酰胺P糖蛋白

腫瘤耐藥是腫瘤治療失敗最為重要的原因之一，癌癥患者如果失去了手術(shù)根除病灶的時(shí)機(jī)便很少再有通過(guò)化療治愈的可能。腫瘤細(xì)胞可通過(guò)多種機(jī)制引發(fā)耐藥：減少細(xì)胞內(nèi)藥物的濃度，如P糖蛋白(Pgp)介導(dǎo)的腫瘤多藥耐藥；加快藥物的分解代謝；細(xì)胞內(nèi)藥物靶點(diǎn)的表達(dá)發(fā)生改變或突變；癌細(xì)胞的自我修復(fù)能力加強(qiáng)；癌細(xì)胞的生存能力，如抗凋亡能力加強(qiáng)等等。上世紀(jì)九十年代以來(lái)，大量研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)酰胺(Ceramide，Cer)及其代謝產(chǎn)物作為鞘脂類家族成員，不僅是構(gòu)成細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的重要組分之一，還可作為脂質(zhì)第二信使調(diào)節(jié)細(xì)胞的凋亡和增殖，并參與腫瘤細(xì)胞的耐藥機(jī)制；此后又發(fā)現(xiàn)Cer的代謝與Pgp在誘導(dǎo)腫瘤多藥耐藥的過(guò)程中存在聯(lián)系，改變了以往對(duì)于Pgp過(guò)于簡(jiǎn)單化的認(rèn)識(shí)。本文主要就近年來(lái)對(duì)Cer的代謝在腫瘤治療和耐藥中的作用及耐藥逆轉(zhuǎn)策略的研究情況作一綜述。

1 Cer的代謝過(guò)程及其代謝產(chǎn)物的生物學(xué)功能

Cer是鞘磷脂(Sphingomylin，SM)的基本單位，多種因素可刺激其產(chǎn)生，如生長(zhǎng)因子剝奪、細(xì)胞因子、離子射線、熱休克、細(xì)胞毒性物質(zhì)及環(huán)境變化等，此外許多配體亦可以通過(guò)和相應(yīng)受體結(jié)合啟動(dòng)Cer介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，如1，25二羥VitD3、TNFα、CD28和FasL等。它可以在Cer合成酶的作用下由神經(jīng)鞘氨醇(Sphinganine)乙?；铣桑―e Novo synthesis，主要在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，高爾基體、線粒體膜和核膜中可能也有）；亦可以由鞘磷脂酶(Sphingomylinase，SMase)水解鞘磷脂產(chǎn)生（細(xì)胞漿膜和溶酶體中含有酸性鞘磷脂酶，而細(xì)胞膜穴樣內(nèi)陷中含有中性鞘磷脂酶) [1，2]。并通過(guò)以下代謝途徑有效地調(diào)節(jié)其在細(xì)胞里的濃度[3]在鞘磷脂合成酶的作用下結(jié)合磷酸膽堿，形成鞘磷脂；先后在神經(jīng)酰胺酶和鞘氨醇1激酶的作用下轉(zhuǎn)化為鞘氨醇1磷酸（S1P）；在葡萄糖神經(jīng)酰胺合成酶的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)節(jié)苷脂的前體葡萄糖神經(jīng)酰胺（Glucosylceramide，GlcCer）。

Cer可由以下途徑發(fā)揮其生物學(xué)功能：由 CD95/APO1/Fas或SAPK/JNK路徑轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)，導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯、細(xì)胞分化及誘導(dǎo)凋亡[1]；應(yīng)激信號(hào)能激活酸性SMase水解細(xì)胞表面的鞘磷脂產(chǎn)生大量Cer，而Cer為多種受體如Fas交聯(lián)、聚集成多聚體進(jìn)而發(fā)揮生物學(xué)作用所必需[4，5]；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中產(chǎn)生的Cer由相應(yīng)的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（CERT）運(yùn)送到高爾基體后被水解為鞘氨醇，鞘氨醇累積導(dǎo)致大量液泡形成，最終致使高爾基體裂解、細(xì)胞骨架合成受阻、細(xì)胞形態(tài)學(xué)改變[6]；Cer能調(diào)控端粒酶的活性，過(guò)多內(nèi)源性的Cer對(duì)端粒酶產(chǎn)生抑制作用[7]。此外，Cer累積可通過(guò)多種途徑引發(fā)Caspase級(jí)鏈反應(yīng)導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，但這種效應(yīng)可被抗凋亡基因bcl2過(guò)度表達(dá)而抵消[1]。

S1P既是一種特異性G蛋白偶連受體Edg的天然配體，還作為第二信使參與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，促進(jìn)鈣離子流動(dòng)、激活磷脂酶D、使p125FAK酪氨酸磷酸化并且抑制NFκΒ和促進(jìn)Akt磷酸化，從而刺激細(xì)胞增殖、抑制凋亡[8，9]。S1P的抗凋亡作用由其細(xì)胞內(nèi)通路實(shí)現(xiàn)，并不依賴于其受體[10]。

GlcCer能促進(jìn)、維持細(xì)胞增生，并中和Cer積累對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生的毒性[11]。

2 Cer及其代謝產(chǎn)物在腫瘤化療及耐藥中的作用

許多化療藥物能通過(guò)不同的途徑誘導(dǎo)Cer產(chǎn)生：如柔紅霉素、長(zhǎng)春新堿能活化中性SMase[3，12]而吉西他濱能活化酸性SMase[13]使SM水解產(chǎn)生Cer；又如依托鉑甙能激活絲氨酸棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶來(lái)促進(jìn)Cer從頭合成，最終導(dǎo)致Cer大量累積，產(chǎn)生細(xì)胞毒作用[14，15]。

Itoh等[16]發(fā)現(xiàn)在阿霉素的作用下，敏感細(xì)胞株HL60中Cer的量明顯增加，而耐藥株HL60/ADR卻沒(méi)有相應(yīng)的變化，但其GCS和SM合成酶的活性卻較敏感株明顯增高。添加外源性Cer能夠加強(qiáng)阿霉素在耐藥株中的誘導(dǎo)凋亡作用。提示Cer通過(guò)GCS和SM合成酶的代謝過(guò)程可能與腫瘤耐藥相關(guān)。

有研究發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)S1P裂解酶過(guò)度表達(dá)或抑制鞘氨醇激酶能增加腫瘤細(xì)胞對(duì)鉑類化療藥物的敏感性，但是這種效應(yīng)是有選擇性的，如對(duì)阿霉素、5Fu、依托鉑甙、苯丁酸氮芥和長(zhǎng)春新堿等無(wú)效。因?yàn)檫@種增敏效應(yīng)是通過(guò)p38和MAPK介導(dǎo)的，而長(zhǎng)春新堿的細(xì)胞毒作用并不依賴上述通路[17，18]。

Lavie等[19]發(fā)現(xiàn)耐長(zhǎng)春堿的細(xì)胞株KBV1中GlcCer的量明顯增多，而相應(yīng)敏感細(xì)胞株KB31卻沒(méi)有這種情況。同時(shí)多藥耐藥的OVCAR3細(xì)胞亦有GlcCer表達(dá)增多，提示GlcCer可能參與腫瘤耐藥。Liu等[20]把GCS基因?qū)雽?duì)阿霉素敏感的MCF7細(xì)胞（MCF7/GCS），使其GCS的表達(dá)量為原來(lái)的11倍，結(jié)果MCF7/GCS對(duì)阿霉素和Cer的耐受性較原來(lái)明顯提高，其耐受程度同GCS活性成正相關(guān)。該小組又把GCS基因的反義核苷酸導(dǎo)入耐阿霉素細(xì)胞MCF7AdrR中構(gòu)建成MCF7AdrR/asGCS[21]。用阿霉素處理該細(xì)胞時(shí)，細(xì)胞GCS表達(dá)減少，內(nèi)源性的Cer和Caspase3明顯增多，并恢復(fù)了對(duì)該藥的敏感性。

3 Cer的代謝產(chǎn)物與Pgp在腫瘤多藥耐藥中的聯(lián)系

許多研究小組在工作中發(fā)現(xiàn)Cer的代謝與Pgp在誘導(dǎo)腫瘤耐藥的過(guò)程中存在各種聯(lián)系。如Gouaze等[22]發(fā)現(xiàn)耐長(zhǎng)春堿的KB31細(xì)胞株GlcCer的量隨著耐藥程度的提高而增加，其GCS和Pgp的mRNA、蛋白質(zhì)表達(dá)水平同步提高。而且多種耐藥細(xì)胞株都有類似情況，其中耐阿霉素的MCF7細(xì)胞（MCF7AdrR，過(guò)度表達(dá)Pgp）的GCS啟動(dòng)子活性較相應(yīng)敏感細(xì)胞增高15倍。他們[23]把GCS基因的反義核苷酸轉(zhuǎn)染入MCF7AdrR細(xì)胞，結(jié)果細(xì)胞內(nèi)Cer明顯增多、神經(jīng)節(jié)苷脂明顯減少、和多種化療藥物接觸后其細(xì)胞內(nèi)的藥物含量明顯增高、Pgp的表達(dá)明顯減少并不同程度的恢復(fù)了對(duì)相應(yīng)藥物的敏感性。

Shabbits等[24]用亞細(xì)胞毒濃度的GCS抑制劑PDMP能使MCF7AdrR細(xì)胞（過(guò)度表達(dá)GCS和Pgp）和轉(zhuǎn)染了MDR1基因的MDA435/LCC6MDR1細(xì)胞（僅過(guò)度表達(dá)Pgp）恢復(fù)對(duì)紫杉醇和長(zhǎng)春新堿的敏感性。當(dāng)這兩種細(xì)胞預(yù)先用Pgp阻滯劑（valspodar）處理后， PDMP對(duì)MCF7/Adr的作用減少了3倍，而對(duì)MDA435/LCC6MDR1無(wú)效。由此認(rèn)為Pgp能調(diào)節(jié)Cer糖基化為GlcCer，并推測(cè)：Pgp能將GlcCer轉(zhuǎn)運(yùn)入高爾基體而減少因其在胞漿中積累對(duì)GCS產(chǎn)生的反饋抑制作用，有利于Cer不斷轉(zhuǎn)變?yōu)镚lcCer。De Rosa MF等[25]證實(shí)Pgp具有GlcCer翻轉(zhuǎn)酶的功能，能將GlcCer由高爾基體的胞漿面轉(zhuǎn)運(yùn)至腔內(nèi)使其中的GlcCer、乳糖神經(jīng)酰胺(LacCer)和神經(jīng)酰胺三己糖苷等中性鞘糖酯的量明顯增多。

Plo等[26]發(fā)現(xiàn)PDMP能使多株過(guò)度表達(dá)Pgp的白血病細(xì)胞恢復(fù)對(duì)藥物的敏感性，并使細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)Cer積累以及Cer的糖基化產(chǎn)物如GlcCer、LacCer、單涎神經(jīng)節(jié)苷酯(GM3)和雙涎神經(jīng)節(jié)苷酯(GD3)減少。加入外源性的GM3和GD3能活化Pgp，而加入GlcCer和LacCer無(wú)效。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)GM3，可能還有GD3能使KG1a/200細(xì)胞Pgp的絲氨酸殘基磷酸化。認(rèn)為至少在白血病細(xì)胞，神經(jīng)節(jié)苷酯能使Pgp磷酸化來(lái)調(diào)節(jié)其功能，而PDMP能通過(guò)消耗神經(jīng)節(jié)苷酯逆轉(zhuǎn)耐藥。

此外，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)中的鞘脂類有利于維持Pgp的基本功能。Pgp定位于細(xì)胞膜的低密度抗去垢劑微區(qū)間，該區(qū)間含較多鞘脂類(有時(shí)還包括膽固醇)。一方面，鞘脂類及膽固醇的比例增加能改變藥物分配系數(shù)，有利于藥物進(jìn)入細(xì)胞膜而在Pgp周圍形成較高的局部藥物濃度，提高藥物和Pgp結(jié)合的效率。另外，鞘脂和膽固醇能增加細(xì)胞膜脂質(zhì)雙層的剛性，避免其中脂質(zhì)成分水平移動(dòng)，為Pgp提供了一個(gè)穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu)，有利于其和藥物結(jié)合后發(fā)生構(gòu)象變化和提高其ATP酶的催化效率[27]。

4 干擾Cer的代謝與腫瘤耐藥逆轉(zhuǎn)

由于Cer的代謝是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過(guò)程，化療藥物誘導(dǎo)產(chǎn)生的Cer可能很快被代謝成無(wú)毒或具有抗凋亡作用的產(chǎn)物，如SM、S1P和GlcCer等。因此，可考慮在化療方案中加入能夠抑制Cer糖基化、抑制Cer水解及鞘氨醇磷酸化的藥物；能夠促進(jìn)Cer從頭合成及SM水解的藥物以提高化療效率，預(yù)防和逆轉(zhuǎn)耐藥。

Cer糖基化抑制劑：目前應(yīng)用最多的為GCS特異性抑制劑PDMP、PPMP，主要用于Cer及其糖基化代謝產(chǎn)物的研究（如前所述）。它能提高Cer的量來(lái)增加腫瘤細(xì)胞對(duì)某些藥物的敏感性；并能抑制細(xì)胞的藥物泵作用而維持細(xì)胞內(nèi)有效的藥物濃度[28]。還有不少新的抑制GlcCer合成的藥物正在研發(fā)階段，如OGT2378[29]，它能有效的減少腫瘤組織中GlcCer和神經(jīng)節(jié)苷酯的量，小鼠腫瘤移植實(shí)驗(yàn)提示口服給藥能明顯減慢腫瘤的發(fā)展。另外，目前臨床用于逆轉(zhuǎn)MDR的藥物如環(huán)孢素A﹑他莫西芬﹑維拉帕米等都有抑制Cer糖基化的作用[30]。

鞘氨醇激酶抑制劑：現(xiàn)有3種藥物有抑制鞘氨醇激酶的作用：DMS、D，Lthreo二氫鞘氨醇和N，N，N三甲基鞘氨醇。但這些藥物并不直接作用于鞘氨醇激酶，而是通過(guò)調(diào)節(jié)蛋白激酶C﹑鞘氨醇依賴性蛋白激酶和酪蛋白激酶II來(lái)影響其的活性。目前以鞘氨醇激酶直接作為靶點(diǎn)的藥物正在研發(fā)中[31]。

Cer類似物：Struckhoff AP等[32]研究認(rèn)為4，6二烯Cer是目前作用最強(qiáng)的Cer類似物，它在類神經(jīng)鞘骨架的C6～C7間有一個(gè)反式雙鍵。在對(duì)TNFα耐受和敏感的細(xì)胞株，4，6二烯Cer較Cer有更強(qiáng)的誘導(dǎo)凋亡的能力，提示4，6二烯Cer 等Cer類似物具有應(yīng)用于腫瘤治療的潛力。

鞘磷脂類似物：Darroch等[33]報(bào)道了一種新的鞘磷脂的硫脲類衍生物：AD2765。該物質(zhì)能被細(xì)胞攝取并抑制鞘磷脂水解，但又能抑制由Cer合成鞘磷脂的過(guò)程。這種抑制鞘磷脂代謝作用的效果是劑量依賴性的，當(dāng)其濃度>10μM時(shí)可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)Cer積聚及細(xì)胞死亡。

外源性鞘磷脂：Modrak等[13]發(fā)現(xiàn)用吉西他濱處理前后的人胰腺癌細(xì)胞，其Cer的含量沒(méi)有差別，如果同時(shí)加入0.2 mg/ml的鞘磷脂，Cer的量將明顯增加。因?yàn)榧魉麨I能活化酸性SMase，添加無(wú)毒的SM作為酸性SMase的底物能增加Cer的產(chǎn)量，加強(qiáng)吉西他濱的細(xì)胞毒作用。

SDZ PSC 833：作為環(huán)孢素A的類似物，PSC833能抑制Pgp的活性逆轉(zhuǎn)耐藥早已引人注目，近年來(lái)發(fā)現(xiàn)它能促進(jìn)Cer的合成代謝。Wang等[34]發(fā)現(xiàn)用PSC833處理的乳腺癌細(xì)胞，其神經(jīng)鞘氨醇和Cer的含量明顯增加，絲氨酸棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶抑制劑能抑制這種效應(yīng)，并進(jìn)一步證實(shí)PSC833能通過(guò)活化絲氨酸棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶來(lái)促進(jìn)Cer從頭合成。

綜上所述，Cer及其代謝產(chǎn)物可通過(guò)不同的途徑在腫瘤化療和耐藥的中發(fā)揮作用，不斷深入這方面的研究，將有助于進(jìn)一步明確腫瘤耐藥的機(jī)制；并為研發(fā)相關(guān)的藥物以完善化療方案、提高化療效率提供了理論依據(jù)。