《细胞信号转导与肿瘤靶向治疗》由会员分享，可在线阅读，更多相关《细胞信号转导与肿瘤靶向治疗（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、细胞信号转导与肿瘤靶向治疗细胞信号转导与肿瘤靶向治疗 肿瘤严重威胁人类健康，其发病率有逐年上肿瘤严重威胁人类健康，其发病率有逐年上升的趋势。目前治疗方法主要有升的趋势。目前治疗方法主要有手术切除手术切除、放疗放疗、化疗化疗、生物治疗生物治疗和和内分泌治疗内分泌治疗。 发展方向：发展方向：针对针对肿瘤相关信号途径的靶向治肿瘤相关信号途径的靶向治疗疗更具有发展前景。更具有发展前景。细胞增殖、凋亡信号途径与肿细胞增殖、凋亡信号途径与肿瘤的发生及其靶向治疗瘤的发生及其靶向治疗 肿瘤的发生与细胞增殖和凋亡密切相关，肿瘤的发生与细胞增殖和凋亡密切相关，细细胞增殖胞增殖和和细胞凋亡细胞凋亡是两个是两个相反相
2、反的生理过程，在正的生理过程，在正常情况下，两者都有常情况下，两者都有严密的调控严密的调控机制，以保证胚机制，以保证胚胎发育、个体成长及成体中新生的细胞替代衰老、胎发育、个体成长及成体中新生的细胞替代衰老、死亡的细胞。死亡的细胞。 在胚胎发育及个体成长阶段，细胞增殖占优在胚胎发育及个体成长阶段，细胞增殖占优势；在成体中，细胞增殖与细胞死亡势；在成体中，细胞增殖与细胞死亡达成平衡达成平衡，这一这一平衡平衡的的破坏破坏可导致可导致肿瘤肿瘤或其他细胞增生性或其他细胞增生性疾疾病病的发生。的发生。一、细胞增殖信号通路与一、细胞增殖信号通路与肿瘤发生及其治疗肿瘤发生及其治疗（一）细胞增殖的概念（一）细胞
3、增殖的概念 细胞增殖（细胞增殖（proliferation）是个体生长发育的是个体生长发育的重要过程之一，也是一种重要的生命现象。这种重要过程之一，也是一种重要的生命现象。这种现象不仅存在于胚胎时期，而且在出生后仍然存现象不仅存在于胚胎时期，而且在出生后仍然存在；它不仅在正常的生理条件下发生，而且也和在；它不仅在正常的生理条件下发生，而且也和某些某些疾病密切相关疾病密切相关。细胞增殖主要受到。细胞增殖主要受到生长因子生长因子(growth factors)的的调控调控，涉及很，涉及很多基因表达多基因表达(gene expression)的的变化变化和和信号传导信号传导(signal trans
4、duction)途径的途径的介导介导。任何一个环节。任何一个环节失调失调(misadjustment)都有可能导致都有可能导致疾病疾病的发生。的发生。（二）细胞增殖信号通路与肿瘤发（二）细胞增殖信号通路与肿瘤发生及其治疗生及其治疗 生长因子受体生长因子受体是细胞膜上具有是细胞膜上具有酪氨酸蛋白激酪氨酸蛋白激酶（酶（RTKs）活性的活性的跨膜蛋白质跨膜蛋白质分子。当有相应的分子。当有相应的生长因子结合时，导致这些生长因子受体发生生长因子结合时，导致这些生长因子受体发生自自磷酸化磷酸化和和构象变化构象变化，表现出，表现出酪氨酸蛋白激酶活性酪氨酸蛋白激酶活性，使使细胞内的信号蛋白分子磷酸化细胞内的信
5、号蛋白分子磷酸化，与受体复合物，与受体复合物的细胞内结构域结合，导致的细胞内结构域结合，导致细胞增殖信号细胞增殖信号的传导。的传导。 细胞膜上的这些受体分子包括表皮生长因子受细胞膜上的这些受体分子包括表皮生长因子受体体(EGFR)、血小板衍生生长因子受体、血小板衍生生长因子受体(PDGFR）、）、血管内皮生长因子受体（血管内皮生长因子受体（VEGFR）等。在肿瘤组织）等。在肿瘤组织中，由于其自身基因的突变或相应生长因子的刺激，中，由于其自身基因的突变或相应生长因子的刺激，它们常常处于它们常常处于持续激活持续激活状态。从而导致下游状态。从而导致下游增殖信增殖信号途径号途径的持续激活。与的持续激活
6、。与肿瘤肿瘤发生发生有关有关的生长因子受的生长因子受体体下游信号途径下游信号途径主要有：主要有：PI3K/Akt 和和Ras/ MAPK途途径。径。1. PI3K/Akt 信号通路信号通路 PI3K（磷脂酰肌醇（磷脂酰肌醇-3-激酶）是一个异二聚体激酶）是一个异二聚体激酶（家族），由激酶（家族），由调节亚基调节亚基p85和和催化亚基基催化亚基基p110组成。组成。 p85是是RTKs（ VEGFR, EGFR 和和 PDGFR ）的磷酸化底物，）的磷酸化底物， RTKs磷酸化磷酸化p85，并使，并使PI3K募募集集到到RTKs和和激活激活。激活的。激活的PI3K催化催化PIP2磷酸化成磷酸化成
7、PIP3。 细胞内细胞内PIP3的水平除了受的水平除了受PI3K控制外，同时也控制外，同时也受受PTEN（ phosphatase with tensin homology ）控）控制。制。 PTEN可将可将PIP3转化成转化成PIP2，负性调节负性调节PI3K/Akt信号途径，信号途径， PTEN是一是一肿瘤抑制基因肿瘤抑制基因，在多种在多种肿瘤肿瘤中发生中发生突变突变。 PIP3募集募集Akt（蛋白激酶（蛋白激酶B）到细胞膜内表面，）到细胞膜内表面，然后然后Akt在在Thr308和和Ser473被被PDK1、PDK2或或PKC磷酸化而激活磷酸化而激活。 Akt本身也是丝氨酸本身也是丝氨酸/
8、苏氨酸苏氨酸蛋白激蛋白激酶酶，是一细胞内的，是一细胞内的重要信号蛋白质分子重要信号蛋白质分子， Akt通过通过使使BAD, FKHR (forkhead transcription factors ) 和和 caspase 9磷酸化磷酸化?而使它们而使它们失活失活，从而抑制凋亡、，从而抑制凋亡、促进生存。此外，促进生存。此外， Akt也可也可上调上调NF-B、激活激活MDM2，而促生存、抑制凋亡。，而促生存、抑制凋亡。 除了调节抗凋亡信号途径外，除了调节抗凋亡信号途径外，Akt通过通过抑制抑制GSK3（糖元合成酶激酶（糖元合成酶激酶3）而直接）而直接促进细胞增促进细胞增生生。 Akt通过通过m
9、TOR 信号途径信号途径促进促进细胞体积增大细胞体积增大。肿瘤组织中肿瘤组织中PTEN活性的活性的降低降低和和Akt活性的活性的增加增加与与恶性程度恶性程度增加和增加和病人生存病人生存降低降低相关相关。 虽然虽然Akt对细胞生存和增生起着重要的对细胞生存和增生起着重要的促进作用，但单一的促进作用，但单一的Akt激活是不足以诱导激活是不足以诱导肿瘤发生的，只能诱导细胞生存和组织增肿瘤发生的，只能诱导细胞生存和组织增生。只有当生。只有当Ras和和Akt等多条信号通路同时等多条信号通路同时激活时，才能诱导肿瘤的发生。激活时，才能诱导肿瘤的发生。2. Ras/MAPK 信号通路信号通路 Ras是一是一
10、膜膜结合结合G蛋白蛋白，可，可激活激活MAPK（促分裂（促分裂原活化蛋白激酶）原活化蛋白激酶）信号通路信号通路。激活的。激活的生长因子受体生长因子受体有一有一磷酸化磷酸化的细胞内的的细胞内的酪氨酸残基酪氨酸残基，此残基通过与，此残基通过与衔接蛋白衔接蛋白（adaptor protein ）如）如Grb2相互作用激活相互作用激活Ras。此外，。此外， 法呢基转移酶法呢基转移酶（ farnesyltransferase ）将法呢基转移到将法呢基转移到Ras的羧基端也是的羧基端也是Ras激活所必须激活所必须的。的。激活的激活的Ras募集募集Raf到细胞膜，使到细胞膜，使Raf能被其它激酶能被其它激酶
11、（Src激酶或激酶或PKC）磷酸化而激活。）磷酸化而激活。Ras在多种肿瘤在多种肿瘤中发生突变，持续激活，与肿瘤的发生密切相关。中发生突变，持续激活，与肿瘤的发生密切相关。 当当Raf分子上的分子上的酪氨酸残基酪氨酸残基被被Src激酶或激酶或PKC磷磷酸化酸化时，时， Raf被被激活激活。 Raf的下游分子是的下游分子是MAPK，其中最为突出重要的是其中最为突出重要的是 MEK-1 和和MEK-2，它们被，它们被Raf磷酸化而激活，磷酸化而激活， 随后它们又磷酸化激活下游分随后它们又磷酸化激活下游分子子ERK-1 和和 ERK-2，磷酸化的，磷酸化的ERK-1 和和 ERK-2转转位到位到细胞
12、核细胞核，激活激活许多许多核内靶分子核内靶分子。 ERK可激活很多靶分子，包括可激活很多靶分子，包括topoisomerase II-和和p90RSK， p90RSK是一丝氨酸是一丝氨酸/苏氨酸蛋白激苏氨酸蛋白激酶，可酶，可磷酸化激活很多转录因子磷酸化激活很多转录因子如如CREB（cAMP反应元件结合蛋白）、反应元件结合蛋白）、 ER-、 I-B/NF-B 和和 c-Fos等。这些转录因子可等。这些转录因子可启动多种癌基因的转录启动多种癌基因的转录，促进细胞周期、细胞增殖、新生血管生成、抗凋促进细胞周期、细胞增殖、新生血管生成、抗凋亡。亡。3. 靶向靶向PI3K/Akt 和和 Ras/MAPK
13、 通路通路的肿瘤治疗的肿瘤治疗 目前有很多目前有很多治疗策略针对治疗策略针对肿瘤细胞的肿瘤细胞的生存信生存信号通路号通路，包括针对，包括针对生长因子及其生长因子及其细胞表面细胞表面受体受体的的单克隆抗体单克隆抗体、小分子、小分子激酶抑制剂激酶抑制剂、细胞内信号蛋、细胞内信号蛋白质分子的白质分子的特异性抑制剂特异性抑制剂等。等。单克隆抗体单克隆抗体 针对针对循环系统循环系统生长因子生长因子的单克隆的单克隆抗体抗体可降低可降低肿瘤细胞过度表达的生长因子受体的活性，同时肿瘤细胞过度表达的生长因子受体的活性，同时针对针对生长因子受体生长因子受体的的抗体抗体可防止受体与配体的结可防止受体与配体的结合和受
14、体的激活，是防止生长信号通路激活合和受体的激活，是防止生长信号通路激活最源最源头有效头有效的方法。如的方法。如Bevacizumab（贝伐珠单抗）（贝伐珠单抗）是针对是针对VEGF的人源化单抗，的人源化单抗， Cetuximab（西妥西妥昔单抗）是针对昔单抗）是针对EGFR细胞外配体结合域的单抗。细胞外配体结合域的单抗。小分子激酶抑制剂小分子激酶抑制剂 小分子小分子RTK抑制剂抑制剂可与可与ATP相竞争地结合到相竞争地结合到受体分子的受体分子的酪氨酸激酶结构域酪氨酸激酶结构域上，抑制上，抑制RTK的酪的酪氨酸激酶，阻止氨酸激酶，阻止RTK介导的信号传导。介导的信号传导。 此外，此外， Sora
15、fenib是是多种激酶多种激酶的的抑制剂抑制剂，可抑，可抑制制Raf、VEGFR、PDGFR- 和和 c-Kit等激酶的活等激酶的活性，导致性，导致MEK 和和 ERK活性的下调。活性的下调。 细胞生存信号抑制剂细胞生存信号抑制剂Sirolimus 及其类似物及其类似物 everolimus、 temsirolimus 和和 AP23573是是mTOR的小分子抑制剂。的小分子抑制剂。Tamoxifen是非类固醇是非类固醇抗雌激素，抗雌激素，用于治疗雌激素用于治疗雌激素受体阳性的乳腺癌。此外，受体阳性的乳腺癌。此外，Tamoxifen也可抑制也可抑制PKC活性，对活性，对PI3K/Akt信号途径
16、有抑制作用。信号途径有抑制作用。Enzastaurin是是PKC抑制剂，也可抑制抑制剂，也可抑制GSK3, ribosomal S6 和和 Akt 的磷酸化，从而抑制的磷酸化，从而抑制PI3K/Akt信号途径。信号途径。Tipifarnib 和和 lonafarnib是法尼基转移酶抑制剂，是法尼基转移酶抑制剂，抑制抑制Ras法尼基化，法尼基化，导致导致Ras/MAPK信号通路的抑信号通路的抑制。制。Bortezomib是蛋白酶体抑制剂，可是蛋白酶体抑制剂，可抑制抑制NF-kB的的活性，与活性，与lonafarnib联合，可导致联合，可导致p-Akt水平的下水平的下调。调。 Wnt是一分泌型糖蛋
17、白家族，激活信号传导，是一分泌型糖蛋白家族，激活信号传导，稳定稳定-catenin（连环蛋白）。（连环蛋白）。 Wnt/-catenin 信号信号通路通路失调失调导致许多导致许多靶基因靶基因（ c-myc, cyclin D1、metalloproteinases 和和 VEGF ）持续转录，细胞增持续转录，细胞增生和肿瘤发生。生和肿瘤发生。4. Wnt/-catenin 信号通路与肿瘤的信号通路与肿瘤的发生及其治疗发生及其治疗Wnt/-catenin 信号通路信号通路 在没有在没有Wnt刺激时，刺激时， -catenin的丝氨酸的丝氨酸/苏氨苏氨酸残基被酸残基被Casein激酶激酶和和GSK
18、-3磷酸化磷酸化，支架蛋白，支架蛋白Axin 和和APC促进促进-catenin与激酶的相互作用，这与激酶的相互作用，这些蛋白质分子形成些蛋白质分子形成-catenin 降解复合物，降解复合物，使磷酸使磷酸化的化的-catenin 被被 -TrCP识别、识别、泛素化、泛素化、被被蛋白蛋白酶体酶体降解。此时，降解。此时， Tcf 与与Groucho相互作用，形成相互作用，形成复合物，复合物，抑制抑制Wnt 靶基因的转录。靶基因的转录。 当有当有Wnt刺激刺激时，诱导时，诱导Dsh磷酸化，磷酸化， GSK-3活性降低，活性降低， 抑制抑制-catenin磷酸化磷酸化和和降解，降解，使使-caten
19、in在细胞质内在细胞质内积累积累，转位转位到到核内核内，与，与Tcf结合，结合，解除其转录抑制作用，解除其转录抑制作用，激活激活靶基因靶基因转录。转录。 肿瘤中肿瘤中Wnt信号通路分子常有遗传的、后生信号通路分子常有遗传的、后生的异常表达变化，针对此信号通路的的异常表达变化，针对此信号通路的治疗策略治疗策略将将是是阻止阻止-catenin-Tcf 复合物的形成，抑制复合物的形成，抑制Wnt 靶靶基因的转录。基因的转录。靶向靶向Wnt/ -catenin 通路的肿通路的肿瘤治疗瘤治疗 靶向靶向Wnt/ -catenin 通路的主要治疗策略是通路的主要治疗策略是增强增强-catenin 的的蛋白酶
20、体降解蛋白酶体降解过程，过程，抑制抑制其在细其在细胞质胞质积累积累、转位到核内转位到核内、激活靶基因的表达。、激活靶基因的表达。-catenin蛋白水平的调节蛋白水平的调节 Wnt/-catenin信号通路的许多蛋白都是信号通路的许多蛋白都是负调负调节分子节分子（如（如APC 和和Axin），具有抑制肿瘤的功能。），具有抑制肿瘤的功能。APC分子的分子的-catenin 结合域结合域足以具有肿瘤抑制活足以具有肿瘤抑制活性，基于这一结构基础，构建了重组腺病毒性，基于这一结构基础，构建了重组腺病毒Ad-CBR，可组成性，可组成性表达表达APC分子的分子的-catenin结合域结合域。 Ad-CBR
21、可可抑制抑制-catenin的的积累积累和和核转移核转移，抑制，抑制-catenin/Tcf的的反式激活作用反式激活作用，使肿瘤细胞，使肿瘤细胞生长抑生长抑制、凋亡，制、凋亡，是一有效的抗肿瘤药物。是一有效的抗肿瘤药物。 此外，负调节因子此外，负调节因子Idax、Axam 和和ICAT可抑可抑制制APC、-catenin 和和 Axin 发生突变的肿瘤细胞发生突变的肿瘤细胞增生，具有治疗肿瘤的作用。增生，具有治疗肿瘤的作用。-catenin蛋白酶体降解过程的激活蛋白酶体降解过程的激活 -catenin在细胞质中的在细胞质中的积累积累是是Wnt/-catenin信信号通路激活的号通路激活的关键关
22、键，细胞质，细胞质-catenin稳定性由稳定性由Skp1/Cull1/F box (SCF) 泛素化装置泛素化装置调节。基于这调节。基于这一观点，一观点， E-cadherin 的的-catenin结合域与结合域与-TrCP泛素化蛋白连接酶形成重组分子，使稳定的泛素化蛋白连接酶形成重组分子，使稳定的-catenin突变体被募集到突变体被募集到SCF 泛素化装置上，致使泛素化装置上，致使被泛素化和降解。被泛素化和降解。反义核酸、反义核酸、RNA干扰降低干扰降低-catenin的的表达表达 Wnt信号通路异常的信号通路异常的肿瘤肿瘤大多表现出大多表现出- catenin 水平增加水平增加，反义核
23、酸反义核酸、RNA 干扰干扰可消除或可消除或降低降低- catenin 水平，从而水平，从而阻止阻止肿瘤组织过度激活的肿瘤组织过度激活的Wnt信信号通路号通路。抗癌药的作用抗癌药的作用 目前，有很多抗癌药正在试验中，有些已被目前，有很多抗癌药正在试验中，有些已被FDA批准使用，其中最为突出的是非类固醇抗炎批准使用，其中最为突出的是非类固醇抗炎症药物（症药物（ NSAIDs ），包括选择性的），包括选择性的COX-2（环（环加氧酶）加氧酶）抑制剂抑制剂。肿瘤细胞。肿瘤细胞-catenin 高水平与高水平与COX-2过表有关，过表有关， NSAIDs的肿瘤治疗作用与其的肿瘤治疗作用与其对对COX-
24、2的直接抑制作用有关。的直接抑制作用有关。 临床前试验表明临床前试验表明 NSAIDs 和其它几种抗癌药可靶和其它几种抗癌药可靶向向 Wnt信号通路，包括信号通路，包括Indomethacin、 Sulindac 及及其代谢物、其代谢物、Aspirin 及其衍生物、及其衍生物、 Glivec/Gleevec、Bcr和和 Endostatin。Bcr对对Wnt/ -catenin 通路有通路有负调节负调节作用，可与作用，可与-catenin形成复合物，对形成复合物，对c-Myc表达具有负调节作用。表达具有负调节作用。Endostatin是一血管生成抑制蛋白，对是一血管生成抑制蛋白，对APC突变的
25、突变的大肠癌细胞中的大肠癌细胞中的Wnt/ -catenin 通路具有通路具有抑制作用，抑制作用，诱导凋亡。诱导凋亡。GnRH（促性腺激素释放激素）类嵌合蛋白（促性腺激素释放激素）类嵌合蛋白 近年近年在肿瘤靶向治疗研究中的一个策略之一是构建和使在肿瘤靶向治疗研究中的一个策略之一是构建和使用嵌合蛋白用嵌合蛋白 ，嵌合毒素嵌合毒素是一类可以识别和摧毁过是一类可以识别和摧毁过表达某种受体的肿瘤细胞的靶向药物，这些分子是表达某种受体的肿瘤细胞的靶向药物，这些分子是用用基因融合技术基因融合技术构建的、由构建的、由靶向结构靶向结构和和细胞杀伤结细胞杀伤结构构组成。目前已经开发出一类以组成。目前已经开发出一
26、类以GnRH类似物为靶类似物为靶向结构的嵌合蛋白。由于大多数肿瘤表达向结构的嵌合蛋白。由于大多数肿瘤表达 GnRH受受体，因此，体，因此， GnRH类嵌合蛋白可以靶向并杀伤肿瘤类嵌合蛋白可以靶向并杀伤肿瘤细胞，在肿瘤治疗中具有很好的发展前景。细胞，在肿瘤治疗中具有很好的发展前景。Dab2 蛋白的蛋白的缺乏缺乏可导致核内可导致核内-catenin水平增高水平增高和和-catenin/Tcf/LEF-1诱导的基因转录，因此，使肿瘤诱导的基因转录，因此，使肿瘤细胞过表达细胞过表达Dab2也是一种有效的治疗策略。也是一种有效的治疗策略。CHOP (GADD153) 属于属于C/EBP转录因子转录因子家
27、族，可家族，可与与C/EBP家族中的其它成员分子形成家族中的其它成员分子形成二聚体二聚体，影响，影响它们的它们的DNA 结合及反式作用功能。研究发现，结合及反式作用功能。研究发现，CHOP能与能与Tcf 结合结合，从而抑制，从而抑制Tcf 结合到结合到DNA 反反应元件上，因此，应元件上，因此， CHOP是是Wnt/Tcf 通路的特异性通路的特异性抑制因子。抑制因子。二、细胞凋亡与肿瘤发生二、细胞凋亡与肿瘤发生及其治疗及其治疗 细胞凋亡（细胞凋亡（apoptosis）是是1972年由年由Kerr JFR 等首先提出的，是指在一定的条件下，细胞接受等首先提出的，是指在一定的条件下，细胞接受某种某
28、种信号的刺激信号的刺激后，自行后，自行控制发生控制发生的的自杀死亡过自杀死亡过程程。这是机体清除多余、变异或癌变细胞的一种。这是机体清除多余、变异或癌变细胞的一种主动的生理过程，在保持机体的自身稳定，调节主动的生理过程，在保持机体的自身稳定，调节细胞增殖和恶性肿瘤的发生发展中起重要作用。细胞增殖和恶性肿瘤的发生发展中起重要作用。 （一）细胞凋亡的概念（一）细胞凋亡的概念 细胞在发生凋亡过程中体积变小，胞浆浓缩，细胞在发生凋亡过程中体积变小，胞浆浓缩，胞膜皱缩，形成泡状突起，胞核固缩，染色质浓胞膜皱缩，形成泡状突起，胞核固缩，染色质浓染致密，呈斑块或边际呈月牙状，进而胞膜内陷，染致密，呈斑块或边
29、际呈月牙状，进而胞膜内陷，将细胞自行分割为多个有膜包绕的凋亡小体。这将细胞自行分割为多个有膜包绕的凋亡小体。这些凋亡小体被其他细胞吞噬，细胞内物质不会外些凋亡小体被其他细胞吞噬，细胞内物质不会外漏，也不会引起周围组织的炎症。漏，也不会引起周围组织的炎症。 肿瘤不仅是细胞增生性疾病，同时也与细胞肿瘤不仅是细胞增生性疾病，同时也与细胞凋亡有关。正常成体中的细胞增殖与凋亡是平衡凋亡有关。正常成体中的细胞增殖与凋亡是平衡的，当增殖大于凋亡时，这一平衡破坏将导致肿的，当增殖大于凋亡时，这一平衡破坏将导致肿瘤和其它增生性疾病的发生，肿瘤细胞表现出过瘤和其它增生性疾病的发生，肿瘤细胞表现出过度增生和抗凋亡的
30、特性。度增生和抗凋亡的特性。（二）细胞凋亡信号通路与肿（二）细胞凋亡信号通路与肿瘤发生及其靶向治疗瘤发生及其靶向治疗 细胞凋亡细胞凋亡是一个及其复杂的过程，涉及到细是一个及其复杂的过程，涉及到细胞内胞内信号传递信号传递，酶活化酶活化，蛋白质合成以及，蛋白质合成以及基因表基因表达达等一系列细胞代谢的主动过程。首先，凋亡的等一系列细胞代谢的主动过程。首先，凋亡的启动需要有启动需要有诱发因素诱发因素，包括生理因素和非生理因，包括生理因素和非生理因素。素。生理因素生理因素如肿瘤坏死因子，甲状腺素，糖皮如肿瘤坏死因子，甲状腺素，糖皮质激素等。质激素等。非生理因素非生理因素有化疗，辐射，毒性物质有化疗，辐
31、射，毒性物质等。这些因素均可激发或诱导与凋亡有关的一系等。这些因素均可激发或诱导与凋亡有关的一系列基因的转录，从而影响细胞凋亡的进程。列基因的转录，从而影响细胞凋亡的进程。 细胞凋亡信号通路细胞凋亡信号通路 细胞凋亡是由细胞内的细胞凋亡是由细胞内的caspases（胱天蛋白酶）（胱天蛋白酶）介导的，介导的， caspases分为上游启动和下游执行者，分为上游启动和下游执行者，上游启动者有上游启动者有caspases-8、9、10，下游执行者包，下游执行者包括括caspases-3、6、7。 caspases以无活性的酶原形以无活性的酶原形式被合成出来，通过式被合成出来，通过蛋白水解蛋白水解或或
32、相互聚集相互聚集（级联级联放大放大）而被）而被激活激活，水解细胞骨架蛋白等细胞内蛋，水解细胞骨架蛋白等细胞内蛋白质分子，导致细胞缩小、外形改变、细胞凋亡。白质分子，导致细胞缩小、外形改变、细胞凋亡。 细胞凋亡主要可通过细胞凋亡主要可通过两条两条信号通路进行：内源信号通路进行：内源性和外源性通路。性和外源性通路。内源性通路内源性通路由由BCL家族的促凋家族的促凋亡分子亡分子BAX和和BAK促进线粒体分子促进线粒体分子Cyto C释放启释放启动的；动的；外源性通路外源性通路由配体激活的细胞表面死亡受由配体激活的细胞表面死亡受体启动的。体启动的。内源性通路内源性通路线粒体途径线粒体途径 内源性通路内
33、源性通路通常是由细胞通常是由细胞损伤（化疗药物或损伤（化疗药物或射线）射线）和和应激启动应激启动，由，由P53传导实现的。传导实现的。 BCL2家家族族分子通过抗凋亡和促凋亡在细胞凋亡内源性通分子通过抗凋亡和促凋亡在细胞凋亡内源性通路中路中发挥发挥着重要的着重要的作用作用。抗凋亡的。抗凋亡的BCL2家族分子家族分子（BCL2、BCLX和和MCL1) 与促凋亡分子与促凋亡分子BAX 和和BAK相互作用，抑制线粒体相互作用，抑制线粒体Cyto C 的释放，从而的释放，从而抑制凋亡的发生。抑制凋亡的发生。 当细胞的当细胞的DNA发生发生严重损伤严重损伤时，通过时，通过激活激活p53上调上调BAX和和
34、BAK的表达，的表达， BAX和和BAK在线粒体在线粒体上上形成通道形成通道，使线粒体中的，使线粒体中的Cyto C 释放释放到细胞液，到细胞液，与细胞液中与细胞液中APAF1（凋亡蛋白酶激活因子（凋亡蛋白酶激活因子1）结合）结合并使之并使之活化活化。 APAF1又结合又结合caspase-9，导致其水，导致其水解解活化活化。 caspase-9、APAF1 和和Cyto C构成的复构成的复合体称合体称apoptosome（凋亡体），该复合物激活（凋亡体），该复合物激活caspase-3、6、7，导致细胞凋亡。，导致细胞凋亡。 此外，小分子蛋白此外，小分子蛋白Smac 也可从线粒体释放到也可从
35、线粒体释放到细胞液，细胞液， Smac可使凋亡抑制分子可使凋亡抑制分子IAPs：XIAP、IAP1、IAP2 和和 Survivin 失活失活。 XIAP是是caspases抑制剂抑制剂；其它的；其它的IAP可可促使促使 caspases 泛素泛素化并降化并降解；解； Survivin 是一促生存分子，在肿瘤细胞中的是一促生存分子，在肿瘤细胞中的特异性表达。特异性表达。内源性通路内源性通路死亡受体途径死亡受体途径 内源性通路内源性通路由细胞表面由细胞表面死亡受体死亡受体的配体激活，的配体激活，因此又称之为因此又称之为死亡受体途径死亡受体途径。这些受体分子包括。这些受体分子包括TNF受体受体（肿
36、瘤坏死因子受体）、（肿瘤坏死因子受体）、 FAS1以及以及TRAIL（ TNF 相关凋亡诱导配体）相关凋亡诱导配体）/ Apo2L的的受体受体，配体，配体分子（分子（ TNF、 Fas L或或TRAIL ）与它们相应的受体）与它们相应的受体结合后，激活受体分子的死亡结构域，死亡结构域结合后，激活受体分子的死亡结构域，死亡结构域募集募集衔接分子衔接分子FADD（ FAS-associated death domain protein ），）， FADD的死亡效应域募集并激的死亡效应域募集并激活活caspase-8、10，激活的，激活的caspase-8、10水解并激活水解并激活caspase-3
37、、6、7，导致细胞凋亡。，导致细胞凋亡。 内源性和外源性凋亡途径可交互联系，内源性和外源性凋亡途径可交互联系，共同作用越过细胞的凋亡阀，导致细胞发生共同作用越过细胞的凋亡阀，导致细胞发生凋亡。凋亡。 在很多肿瘤中在很多肿瘤中抗凋亡的抗凋亡的BCL2家族家族分子（分子（ BCL2 和和 BCLX ）过表达。此外，）过表达。此外， IAPs（survivin、XIAP、IAP1和和IAP2）在临床肿瘤标本和肿瘤细胞）在临床肿瘤标本和肿瘤细胞株中也常常株中也常常过表达过表达。这些抗凋亡分子水平的增加，。这些抗凋亡分子水平的增加，使使肿瘤细胞肿瘤细胞具有具有较高的凋亡阀值较高的凋亡阀值，表现出抗凋亡活
38、，表现出抗凋亡活性。因此，抑制肿瘤细胞的抗凋亡活性是有效的治性。因此，抑制肿瘤细胞的抗凋亡活性是有效的治疗策略。疗策略。靶向内源性凋亡信号通路的肿瘤治疗靶向内源性凋亡信号通路的肿瘤治疗 临床前的研究表明，临床前的研究表明， BCL2、XIAP和和Survivin的的下调下调， Smac 的的上调上调，可启动，可启动肿瘤肿瘤细胞株和移植细胞株和移植瘤瘤凋亡凋亡，同时也，同时也增加肿瘤增加肿瘤细胞株和移植瘤对细胞株和移植瘤对放疗放疗或或化疗化疗的的敏感性敏感性。细胞内。细胞内抗抗凋亡分子与凋亡分子与促促凋亡分子的凋亡分子的比例比例似乎比它们的绝对量似乎比它们的绝对量更更为为重要重要。 目前，主要用
39、目前，主要用三种治疗策略三种治疗策略来抑制抗凋亡信来抑制抗凋亡信号，靶向内源性凋亡途径，包括号，靶向内源性凋亡途径，包括反义寡核苷酸反义寡核苷酸、小分子抑制剂小分子抑制剂和和模拟分子模拟分子。此外，有几种具有广。此外，有几种具有广谱作用机理的药物也具有抑制抗凋亡信号的作用，谱作用机理的药物也具有抑制抗凋亡信号的作用，如如 proteasome 抑制剂抑制剂、HSP90 抑制剂抑制剂等。等。反义寡核苷酸反义寡核苷酸 反义寡核苷酸可反义寡核苷酸可与特异与特异mRNA序列杂交序列杂交，通，通过过依赖依赖RNase-H的的mRNA降解降解过程，过程，抑制抑制抗凋亡抗凋亡分子的分子的翻译表达翻译表达。
40、反义寡核苷酸通过细胞吞噬作用被摄入胞内，反义寡核苷酸通过细胞吞噬作用被摄入胞内，易被胞内的核酸酶降解，只有很少比例能保留发易被胞内的核酸酶降解，只有很少比例能保留发挥作用。因此，需要反复静脉或皮下注射，以弥挥作用。因此，需要反复静脉或皮下注射，以弥补它的短的半衰期。补它的短的半衰期。 Oblimersen是第一代抑制是第一代抑制BCL2的反义核酸。的反义核酸。 SPC2996也是也是BCL2的反义核酸，具有高亲和性、的反义核酸，具有高亲和性、抗核酸酶的性能。抗核酸酶的性能。 LY2181308是是 Survivin 的反义核酸。的反义核酸。 AEG35156是是XIAP的反义核酸。的反义核酸。
41、小分子抑制剂和模拟分子小分子抑制剂和模拟分子 BCL2家族的抗凋亡成员分子（家族的抗凋亡成员分子（ BCL2、BCLX 和和 MCL1 ）有一个）有一个疏水疏水的能与促凋亡分子的能与促凋亡分子的的BH3结构域结合的结构域结合的“口袋口袋”， Gossypol是从棉是从棉籽中提取的一种多酚，可与籽中提取的一种多酚，可与BCL2、BCLX和和 MCL1 的的疏水疏水“口袋口袋”结合结合，抑制它们的功能。，抑制它们的功能。 Gossypol能诱导肿瘤细胞凋亡，与放疗或化疗药能诱导肿瘤细胞凋亡，与放疗或化疗药物（物（ docetaxel、topotecan、carboplatin、etoposide
42、）联合具有更好的疗效。）联合具有更好的疗效。Obatoclax (GX15-070)和和ABT-263能与能与BCL2家族家族的抗凋亡成员分子结合，对多种肿瘤细胞具有细的抗凋亡成员分子结合，对多种肿瘤细胞具有细胞毒作用。胞毒作用。Smac 模拟分子模拟分子可与可与IAPs分子的分子的凹槽结合凹槽结合，抑制，抑制其功能。体内外研究表明，其功能。体内外研究表明， Smac 模拟分子能使模拟分子能使肿瘤细胞对促凋亡信号更为敏感。肿瘤细胞对促凋亡信号更为敏感。 GDC-0152 是是一一Smac模拟分子模拟分子，又称，又称IAP 拮抗剂拮抗剂。 26S蛋白酶体蛋白酶体通过通过降解泛素化降解泛素化的的蛋
43、白质蛋白质，对细，对细胞内的蛋白质分子种类和水平具有重要的调节作胞内的蛋白质分子种类和水平具有重要的调节作用，对蛋白酶体的抑制具有直接的促凋亡作用。用，对蛋白酶体的抑制具有直接的促凋亡作用。 Bortezomib是一种小分子蛋白酶体抑制剂，它可是一种小分子蛋白酶体抑制剂，它可以通过以通过保护保护NF-B的抑制分子的抑制分子I-B的降解的降解而而降低降低NF-B的水平，也可的水平，也可增加增加FAS1、P53和和BAX的水的水平，对多种肿瘤细胞具有平，对多种肿瘤细胞具有促凋亡作用促凋亡作用。同时，。同时， Bortezomib还可以还可以上调上调TRAIL受体受体的表达，使的表达，使肿肿瘤瘤细胞
44、对促细胞对促凋亡刺激更为敏感凋亡刺激更为敏感。Proteasome 抑制剂抑制剂抑制抗凋亡信号的其它策略抑制抗凋亡信号的其它策略Terameprocol 是是转录抑制剂转录抑制剂，通过结合到一些基，通过结合到一些基因（因（ Survivin ）的启动子上，抑制其表达。）的启动子上，抑制其表达。YM-155可在可在mRNA和蛋白质水平上和蛋白质水平上抑制抑制 Survivin的表达。的表达。HSP-90是是Survivin的分子伴侣。因此，的分子伴侣。因此， HSP-90 抑制剂抑制剂17-AAG和和 shepherdin可可抑制抑制 Survivin 的的功能，具有功能，具有促凋亡促凋亡作用。
45、作用。靶向死亡受体途径的治疗策略靶向死亡受体途径的治疗策略 针对死亡受体途径，有两个直接促凋亡的治针对死亡受体途径，有两个直接促凋亡的治疗策略：疗策略：TRAIL受体激动性抗体受体激动性抗体和和重组的促凋亡重组的促凋亡配体分子配体分子。Mapatumumab (HGS-ETR1)是人源化的针对是人源化的针对TRAIL-R1的激动性抗体。临床前的研究表明，的激动性抗体。临床前的研究表明，它可诱导它可诱导TRAIL-R1阳性的多种肿瘤细胞株和肿阳性的多种肿瘤细胞株和肿瘤移植物凋亡。瘤移植物凋亡。目前，至少有目前，至少有四种针对四种针对TRAIL-R2的激动性抗体的激动性抗体Lexatumumab
46、(HGS-ETR2)、Apomab、 AMG-655 和和LBY-135。TRAIL受体激动性抗体受体激动性抗体重组的促凋亡配体分子重组的促凋亡配体分子重组的人重组的人TRAIL (rhTRAIL) 以以p53非依赖非依赖的方式的方式启动多种肿瘤细胞启动多种肿瘤细胞凋亡凋亡，对非瘤性细胞几乎没有，对非瘤性细胞几乎没有影响。影响。APO010是是重组重组的人的人Fas L，是由，是由Fas L的胞外结构的胞外结构域与胶原的部分结构域形成的域与胶原的部分结构域形成的融合蛋白融合蛋白。TNFerade是一复制缺陷型腺病毒，由是一复制缺陷型腺病毒，由放射诱导启放射诱导启动子动子调控表达人调控表达人TNF- ， TNFerade 注射到瘤体注射到瘤体内，放疗诱导内，放疗诱导TNF-表达，与表达，与放疗协同放疗协同诱导肿瘤诱导肿瘤细胞凋亡。细胞凋亡。小小 结结 综上所述，肿瘤的发生发展与肿瘤细胞综上所述，肿瘤的发生发展与肿瘤细胞增殖增殖能力增强、能力增强、抗凋亡抗凋亡密切相关。密切相关。因此，因此，在抑制肿瘤细胞增殖的同时，诱导凋亡的在抑制肿瘤细胞增殖的同时，诱导凋亡的发生发生是肿瘤治疗目前正在开发和利用的是肿瘤治疗目前正在开发和利用的前前瞻性瞻性治疗策略。治疗策略。
