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JCH:他汀类药物——肝癌治疗中的“双刃剑”

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发表于 2020-10-22 20:39 | 显示全部楼层 |阅读模式









他汀类药物作为降胆固醇药物已经在心血管及代谢性疾病中得到广泛的运用。近年来发现,他汀类药物在胆固醇正常的患者中也能降低心血管疾病的发病率。这一现象表明,他汀类药物可能具有非胆固醇依赖的保护作用。现有研究[1]表明,他汀类药物在前列腺癌、肺癌、乳腺癌、卵巢癌多种肿瘤中能发挥积极治疗作用。而在肝癌中,他汀类药物的作用则存在争议。在病毒性肝炎所致的肝癌中,他汀类药物治疗能增加HBV及HCV患者对抗病毒治疗的应答率,降低肝纤维化发生率并预防肝癌的发生[2-3]。在代谢性脂肪性肝病(MAFLD)所致的肝癌中,也有研究[4]提示他汀类药物能降低MAFLD所致的肝癌发病率。近期的临床研究[5]发现,他汀类药物并不能降低肝癌的总体发病率。相反,较高的胆固醇水平可能与更低的肝癌发病风险相关。在基础研究[6]中也发现, 他汀类药物并不能降低化学药物二乙基硝胺所诱导的肝癌发生率。高胆固醇水平能增强免疫调控,抑制肝癌的生长,用他汀类药物降低胆固醇后反而促进小鼠模型中肝癌的增殖和转移[7-8]。以上研究提示,他汀类药物在肝癌的发生发展中可能存在着双向作用。在此将对其相关分子机制进行综述。









1甲羟戊酸(MVA)途径在肝癌发生发展中的作用


MVA途径是细胞内胆固醇从头合成的主要途径。目前,MVA途径在肿瘤发生、增殖及转移等方面的作用得到广泛关注。经典的MVA途径能利用acetyl-CoA、NADP(H)及ATP生成多种固醇及类异戊二烯类化合物。这些代谢产物,为肿瘤细胞的生存提供代谢底物[9]


一方面,MVA途径的代谢终产物胆固醇在肿瘤的发生发展中发挥重要作用。胆固醇作为细胞膜性结构的重要组成成分,它能调控对细胞膜的流动性,并维持细胞膜上脂筏结构的正常形成。在肿瘤细胞中,脂筏参与细胞骨架形成、信号转导、蛋白合成及免疫监视等环节。有研究[10]表明,他汀类药物可通过减少细胞膜上胆固醇含量而对细胞骨架及脂筏进行重塑,进而抑制肿瘤的增殖和转移。


另一方面,MVA的异戊二烯类代谢产物也参与到肿瘤的增殖及凋亡过程[11]。MVA的异戊二烯类代谢产物异戊二烯法尼基二磷酸盐、法尼基焦磷酸盐(FPP)及香叶酰焦磷酸盐(GGPP)是固醇、长醇、泛醌、异戊二烯及类胡萝卜素等的前体物质。这些物质参与蛋白质的N-糖基化(长醇)、线粒体电子传递(泛醌)、蛋白在细胞膜上的锚定(异戊二烯)及自由基清除(类胡萝卜素)等生物学过程。同时,FPP及GGPP等还为Ras及Rho蛋白家族的翻译后修饰提供底物,从而促进肿瘤细胞增殖[12]


现有研究证实,肿瘤细胞会发生代谢重编程,胆固醇从头合成的MVA途径会上调以满足肿瘤细胞对能量代谢的需要。他汀类药物作为MVA代谢途径限速酶HMG-CoA还原酶的抑制剂,能够显著抑制MVA及其下游代谢产物固醇、泛醌、长醇、FPP及GGPP等的生成。另一方面,他汀类药物也可通过抑制MVA而促进肿瘤细胞自噬,从而导致细胞周期阻滞及细胞凋亡。补充甲羟戊酸或GGPP则能削弱他汀类药物对肿瘤细胞的抑制作用[13]。以上研究提示,他汀类药物能通过抑制甲羟戊酸途径的代谢产物而发挥抑制肿瘤的作用。






2他汀类药物参与氧化应激


由活性氧产生和清除失衡所导致的氧化应激已被证实在肿瘤、纤维化及动脉粥样硬化等疾病的发生发展中发挥重要作用。在肿瘤细胞中,氧化应激会导致肿瘤细胞基因组不稳定,增强肿瘤细胞的增殖和侵袭迁移能力[14]。既往研究已证实,他汀类药物除了降低胆固醇作用外,还有明显的抗氧化作用。


在众多氧化抗氧化机制中,激活PI3K/Akt及AMPK蛋白激酶通路、抑制Rho相关蛋白激活及抑制caveolin-1蛋白被认为是他汀类药物发挥抗氧化作用的关键机制。既往研究证实转录因子Nrf-2是肿瘤细胞中发挥抗氧化作用的关键分子。Nrf-2激活能在肝脏中减弱细胞的损伤,减少细胞凋亡,降低肝癌的发生风险。而Jang等[15]研究发现,他汀类药物能通过ERK及PI3K/Akt通路促进Nrf-2核转位,并上调HO-1、NQO1、GCLC等的表达,进而抑制肿瘤细胞的增殖能力。


除Nrf-2以外,他汀类药物还可以上调一氧化氮(NO),增加NO利用度,增强清除氧自由基的能力。他汀类药物主要通过抑制Rho/ROCH、激活PI3K/Akt或AMPK通路上调NO合成酶(NOS)的表达量。如前所述,他汀类药物可通过MVA途径抑制FPP和GGPP,从而抑制Rho蛋白的香叶酰化及法尼基化,导致Rho蛋白从胞浆到胞膜的转运异常。最终抑制ROCK信号通路,导致NOS的mRNA半衰期延长,上调NOS表达量。他汀类药物同样也可通过抑制Rho,从而增加Akt的磷酸化,促进NOS表达[16]


他汀类药物对AMPK的激活作用则是通过另一机制实现。一方面AMPK作为能量感受器能感知细胞内胆固醇的变化。他汀类药物通过降低细胞内胆固醇含量激活AMPK。另一方面,他汀类药物能通过增强Rac1的激活而增加AMPK上172苏氨酸位点的磷酸化,从而激活AMPK并激活NOS[17]。以上研究提示,他汀类药物能通过氧化应激途径发挥抗肿瘤作用。






3他汀类药物的抗炎作用


炎症反应已经被认为是肿瘤发生发展的七大标志性事件[18]。非甾体抗炎药已经在体内及体外实验中被证实具有抗肿瘤作用。既往在心血管疾病的研究[19]中发现,他汀类药物能显著降低单核巨噬细胞的炎症反应,降低CRP及IL-6的表达。NF-κB是介导炎症反应的关键蛋白。在心血管疾病中研究发现,他汀类药物可通过下调TNFα受体而减弱NF-κB的活化。在肿瘤中,他汀类药物可通过抑制NF-κB而促进肿瘤细胞的凋亡[20]


现有研究[21]证实,衰老反应是炎症产生的重要来源,并且在肿瘤的发生发展中发挥“双刃剑”的作用。一方面, 衰老反应可以阻止潜在癌变的细胞进一步发展。另一面,衰老相关的分泌表型(SASP)可通过分泌多种细胞因子、蛋白酶而促进炎症反应并促进肿瘤的发生和转移。而衰老细胞分泌的高迁移率族蛋白B1则被认为是他汀类药物发挥抗炎作用的靶点。Liu等[22]研究提示,辛伐他汀类药物可通过降低GTP酶的异戊二烯化而降低SASP。因此,他汀类药物的抗炎作用可能为肿瘤的治疗提供新的策略。






4他汀类药物的“双刃剑”作用


虽然大量研究提示他汀类药物在肿瘤治疗中可发挥积极作用,但是目前仍有部分研究报道他汀类药物对预防部分肿瘤的发生及改善预后无效,甚至还会促进肝癌发生发展。因此,明确影响他汀类药物敏感性及耐受性的机制对拓展其在肿瘤治疗中的应用具有重要意义。过去认为,他汀类药物的抗肿瘤作用与其疏水性有关。脂溶性他汀类药物比水溶性他汀类药物具有更好的抗肿瘤作用,但机制尚不明确[23]。近年来的研究则发现了更多引起他汀类药物抵抗的分子机制。


首先,细胞内的脂质负反馈循环可能影响他汀类药物的抗肿瘤作用。他汀类药物通过MVA途径抑制肿瘤细胞内的胆固醇从头合成,降低细胞内胆固醇含量,而导致内质网上的固醇原件结合蛋白SREBP2激活。SREBP2激活后可入核激活HMGCR、LDLr等基因上调胆固醇含量。而SREBP2入核后同样会激活c-Myc等癌基因,削弱他汀类药物的抗肿瘤作用[24]。抑制SREBP2则能抑制肿瘤增殖。基于脂质负反馈循环,其他一些机制也可能影响他汀类药物在肿瘤治疗中的敏感性。Chen等[25]研究发现,炎症压力可促进脂质负反馈循环,而增加HepG2细胞内胆固醇含量。这些研究可为以后增强他汀类药物抗肿瘤治疗的敏感性提供线索。


最近,一些研究致力于寻找反映肿瘤细胞对他汀类药物敏感性的生物学标志物。p53突变体被认为是反映他汀类药物敏感性的生物学标志物。Nishikawa等[26]发现,在p53基因突变的患者中,使用他汀类药物的患者生存期更长。然而,在野生型p53患者中,他汀类药物降低了患者生存期。其机制可能是p53促进胆固醇转运基因ABCA1转录,阻断MVA通路关键转录因子SREBP2的成熟。在体内,p53的缺失促进可通过促进SREBP2成熟而促进肿瘤形成[27]。但他汀类药物导致野生型p53基因患者预后恶化的原因尚不清楚。


为了确定癌细胞对他汀类药物敏感性的生物学标志物,Raghu等[28]运用生物信息学的方法分析了14种癌细胞的转录组数据,发现他汀类药物的耐药性与癌细胞膜上的E-cadherin表达相关。同样ATP8B1、CKAP4、IL13RA2、KRT7等基因也与肿瘤细胞对他汀类药物的敏感性相关。但这些基因靶点均为生物信息学方法演算得出,其在他汀类药物耐药中的实际作用还有待进一步体内及体外实验验证。






5结论与展望


根据大量的临床研究分析,他汀类药物在预防肝癌发生和改善肝癌预后方面取得了良好的效果。但是,仍有一些因素制约着他汀类药物的治疗效果,如炎症应激、p53基因突变等。因此,寻找更多反应他汀类药物敏感性的标志物,对进一步规范他汀类药物用于肝癌治疗的适应证及帮助患者取得更好的疗效具有重要意义。


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引证本文
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本文编辑:刘晓红
公众号编辑:邢翔宇


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