前列腺癌的靶向治疗研究现状与展望
2020-07-29
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736 生技术通讯LTTER E1Tr S INBIOTECHNOLOGYV…o1.. 2—1 No.. Sep.5一sep.,2, —0—10 doi:10.3969 ̄.issn.1009—0002.2010.05.031 综 述 前列腺癌的靶向治疗研究现状与展望 陈登宇综述;窦骏审校 东南大学医学院病原生物学与免疫学系,江苏南京210009 [摘要】 前列腺癌难以根治,研究雄激素非依赖型前列腺癌的靶向治疗具有实际的临床意义,涉及抗体靶向治疗、 靶向抗前列腺癌药物研制、细胞生长信号转导通路抑制、微小RNA应用等多方面,而靶向清除肿瘤干细胞则是根治 前列腺癌的有效策略。 [关键词] 前列腺癌;靶向治疗;肿瘤干细胞 [中图分类号]R730 [文献标识码]A [文章编号] 1009—0002(2010)05—0736—04 Research Current Situation and Prospect in Targeting Therapy f0r Prostate Cancer CHEN Deng-Yu,DOU Jun Department of Pathogenic Biology and Immunology,Medical College,Southeast University,Nanjing 210009,China [Abstract]Prostate cancer is difficult to be cured.It is very important to study targeting therapy for hormonal refractory prostate cancer,which includes monoclonal antibody,targeting therapeutic drugs,signaling pathways in・ hibitors and microRNA application.In addition,it is the most effective strategy to clear tumor stem cell in prostate cancer therapy. [Key words】prostate cancer;targeting therapy;tumor stem cell 前列腺癌近年来的发病率不断上升,目前已成 为危害男性健康的重要肿瘤之一,在美国男性癌症 具有化疗抗性和抗放射性,常规肿瘤治疗方法难以 用于治疗rrSC 。推测前列腺癌肿瘤组织中rI’SC未 被清除是肿瘤复发的原因,HRPC含有rrSC,彻底清 除TSC才能最终治愈前列腺癌。靶向治疗前列腺癌 的研究现状主要有抗体靶向治疗、靶向抗前列腺癌 死亡率中位居第二,在中国也是男性较常见的一种 恶性肿瘤。由于前列腺癌起病隐匿,常不能早期诊 断,发现时多有骨转移。大多数早期前列腺癌是雄 激素依赖型的,对内分泌治疗敏感,但一般经抗雄 激素治疗12~18个月后转为雄激素非依赖型前列 腺癌(hormonal refractory prostate cancer,HRPC), 药物研制、细胞生长信号转导通路抑制、微小RNA 应用等多方面研究,现作简要综述。 对内分泌治疗耐受,患者在雄激素去除后肿瘤仍不 断增殖,病情进展恶化,最终导致患者死亡。HRPC 患者的生存期一般不超过18个月,因此,研究抗雄 激素非依赖型前列腺癌治疗方案是一个极具挑战 性的课题 。 1 应用单克隆抗体治疗前列腺癌 肿瘤抗体靶向治疗得益于单克隆抗体(mAb)制 备和抗体人源化两个关键性技术的突破。对前列腺 癌的抗体靶向治疗研究显示,前列腺特异性膜抗原 (prostate specific membrane antigen,PSMA)是高表 肿瘤干细胞(tumor stem cell,TSC)或肿瘤起始 细胞(tumor initiating cells,TIC),或称癌干细胞 达于恶性前列腺上皮细胞的细胞表面肽酶,制备的 (cancer stem cell,CSC),是肿瘤组织中少数具有无 限增殖潜能的细胞,驱动肿瘤的形成和生长,目前 己在多种肿瘤中得到证实。虽然TSC在肿瘤中只占 极少数,但它极有可能是肿瘤发生、耐药、复发及转 移的根源。TSC与肿瘤的发生、发展与细胞增殖、凋 针对PSMA的靶向抗体J591(HuJ591)能结合PSMA 胞外域的人源化mAb,再结合上放射性核素,可用 于HRPC的骨和软组织转移灶的治疗f 2_3l。 [收稿日期]2010—03一Ol [作者简介]陈登宇(1978-),男,博士研究生 [通信作者]窦骏,(E—mail)njdoujun@yahoo.com.cn 亡等信号转导通路中某个环节异常密切相关。TSC 陈登字等:前列腺癌的靶向治疗研究现状与展望 前列腺干细胞抗原(prostate stem cell antigen, PSCA)是一种表达在正常前列腺细胞表面的抗原, 高表达于前列腺癌组织上。Saffran等嘲将人前列腺 癌种植于小鼠模型中,考察了针对PSCA的2种 mAb(1G8和3C5)的抗肿瘤活性。结果显示,抗 PSCA mAb可抑制肿瘤的生长和转移,延长了荷瘤 小鼠的寿命。Olafsen等 研究了人源化抗PSCA mAb 1G8用于抗前列腺癌的作用,在鼠模型中直接 结合PSCA的鼠源性1G8可阻止前列腺肿瘤的定 植、生长和转移。体内试验中,在接种PC3一PSCA移 植物的裸鼠模型中,人源化1G8抗PSCA抗体对前 列腺肿瘤移植物有50%的抑制率,而鼠源性1G8无 效。该结果显示可以发展人源化PSCA mAb,用于泌 尿生殖道来源的肿瘤诊断和靶向治疗。但前列腺癌 是实体瘤,抗体不易进入实体肿瘤内部,因此治疗 大体积前列腺癌的疗效仍不十分理想。 2靶向抗前列腺癌药物的研究 前列腺癌细胞特异性分泌大量的前列腺特异 性抗原(prostate speciifc antigen,PSA)、人腺激肽释 放酶2(human glandular kallikrein 2,hK2)和 PSMA,设计合成被PSA L I、hK2t91和PSMA㈣水解活化 的前药,可以针对前列腺癌进行靶向治疗。前药的 结构是PSA、hK2和PSMA特异性寡肽和抗肿瘤药 物的偶连物,在血浆中没有活性,在瘤组织中多肽 链被PSA、hK2或PSMA水解,释放出抗肿瘤药物, 杀伤癌细胞。前药既降低了抗肿瘤药物的毒副作 用,又提高了治疗时杀伤癌细胞的针对性。 PSA是高表达于前列腺癌的一种丝氨酸蛋白 酶,可作为前药选择性释放抗癌剂的靶分子。Felix 等设计了结合含有丝氨酸蛋白的前药,可被PSA切 割释放出阿霉素,在表达PSA分子的前列腺癌移植 物中有很好的活性,而在血管中有很好的水溶性网。 hK2和PsA均为前列腺癌细胞分泌的独特蛋 白酶,可提供前药激活的靶,用于转移性前列腺癌 全身疗法。Janssen等研究了hK2激活前药毒素(胡 萝卜素)的药物代谢动力学、生物活性和抗癌效能。 结果显示,此前药在体内稳定,易被hK2切割活化 发挥抗瘤作用,但其半衰期和稳定度尚须提高19]。 PSMA是前列腺上皮细胞Ⅱ型跨膜糖蛋白,具 有谷氨酸羧肽酶活性,在正常的前列腺上皮细胞和 前列腺癌上皮细胞中都高表达,而在正常组织内皮 细胞中不表达或低表达。PSMA在膜外有一个能与 药物识别的结构域,为设计酶激活的前药提供了可 737 能性。Mhaka等合成了一系列能被PSMA激活的甲 氨蝶呤类偶合物,PSMA发挥外肽酶作用,释放出甲 氨蝶呤,发挥杀瘤作用_】01。 分子靶向药物治疗是对肿瘤特异性分子靶点 选择性抑制或杀死肿瘤细胞,不损伤正常细胞,因 此具有很广泛的应用前景。 3 抑制前列腺癌重要生长信号转导通路 PI3K/Akt/mT0R途径在前列腺癌发生中具有 突出作用,其信号传导通路抑制剂可应用于前列腺 癌的治疗。研究发现,在30%~50%的前列腺癌中常 因trI'EN的丧失,诱发PI3K/Akt/mT0R信号转导通 路发生上调而导致肿瘤的生长发展,而应用mTOR 抑制剂阻断该通路可以抑制前列腺癌的生长f1 1。 Wnt信号通路是调控细胞增殖和分化的关键途 径之一。异常Wnt信号通路活化致癌的关键,是胞 质内过量游离的B一连环蛋白聚积并进入细胞核,诱 导细胞恶性生长,因而针对Wnt信号通路中8一连 环蛋白分子的靶向治疗方法可应用于前列腺癌的 治疗。Yardy[ 等通过免疫组化法研究,观察到7l% 的前列腺癌临床标本中的B一连环蛋白异常表达,提 示Wnt途径失调;对8个前列腺癌细胞株的基因检 测发现1个APC突变、2个B一连环蛋白基因突变和 Axin基因中7个DNA序列变化,此资料有助于了 解在前列腺发生肿瘤中Wnt途径失调在其中发挥 的致瘤作用。 Hedgehog通路亦是调控细胞增殖和分化的关 键途径之一,其抑制剂西洛帕明可用于前列腺癌的 治疗。Shaw等 的研究表明,Hedgehog途径过度活 化导致HRPC癌细胞的生长,Hedgehog受体和前列 腺癌特异性基因DD3(PCA3)高表达在前列腺癌病 人的血液的前列腺癌细胞中,针对Hedgehog途径的 阻断剂可用于HRPC的靶向治疗。 4微小RNA的应用 微小RNA(microRNA,miRNA)是一类内源性的 参与转录后调控的单链非编码小分子RNA,通过碱 基配对原则结合到靶基因mRNA的3"UTR,通过抑 制核糖体功能、脱5 端帽结构、去多聚腺苷酸尾,降 解靶基因mRNA,进而调控mRNA的翻译功能。在 脊椎动物,一种miRNA可调控多种靶基因表达,同 一靶基因可受多种miRNA调控。miRNA在真核细 胞中发挥重要的生物学调节功能,如细胞增殖、分 738 化、凋亡及干细胞自我更新和肿瘤形成等 ~63。因 此,miRNA作为一种新的调控基因表达的小分子, 可能成为研究肿瘤及TSC的新策略。目前已有几种 微小RNA用于前列腺癌的治疗。 miR一17—3p可抑制弹性蛋白的表达,从而抑制 前列腺癌的形成。前列腺癌M12细胞株中弹性蛋白 高表达,而前列腺癌F6和P69细胞株中低表达。对 弹性蛋白保守的3"UTR分析表明,微小RNA可结 合此部位调节蛋白表达。若miR一17—3p表达缺乏, 相关弹性蛋白合成增加,致肿瘤性增强。体内外实 验表明,在前列腺癌M12细胞株中,miR一17—3p稳 定表达可减少弹性蛋白表达,减轻肿瘤形成。临床 切除的人前列腺标本检验也证明,肿瘤细胞中miR一 17—3p水平降低。因而转染前列腺癌细胞高表达 miR一17—3p可抑制肿瘤的生长_】71。 miR一16在前列腺癌细胞中低表达,在体内体外 可影响人前列腺癌细胞株的增殖。人工瞬时转染 rniR一16,能显著降低22Rvl、Du145、PPC一1和PC一 3M—luc等前列腺癌细胞株的增殖。在动物模型中, miR一16转染可抑制前列腺癌细胞的骨转移。miR一 16通过调节细胞周期,控制细胞增殖相关基因 CDK1和CDK2的表达而抑制前列腺癌的生长 ]。 miR一330在前列腺癌细胞株中比在非致瘤性前 列腺上皮细胞中的表达显著降低。生物信息学方法 分析揭示,miR一330结合的保守靶位在E2F1 3"UTR的1018~1024核苷酸处。miR一330可显著抑 制结合于E2F1 3"UTR的萤光素酶的活性。miR一 330可作为肿瘤抑制物,通过下调E2F1表达,从而 抑制Akt的磷酸化,诱导前列腺癌细胞的凋亡,发挥 靶向治疗前列腺癌的作用【l 9】。 肿瘤抑制物p53转录调节miR一34a的表达, miR一34a参与细胞周期控制、凋亡基因翻译抑制和 mRNA降解。增强miR一34a的表达可抑制SIRT1等 mRNA和蛋白表达,从而导致细胞周期停滞和生长 抑制,减弱对抗癌药喜树碱诱导凋亡的药物抗性, 显示miR一34a可用于p53缺陷前列腺癌的治疗 。 5 其他 Bcl一2为抗凋亡蛋白,其高表达势必维持肿瘤 的生长,在前列腺癌也是如此。若减少Bcl一2的表 达,可促进前列腺癌细胞凋亡。有研究显示,ABT- 737能拮抗Bcl一2作用,导致前列腺癌细胞易于凋 亡,并对化疗药杀伤作用的敏感性增强【2】]。Sakai等 发现,拮抗Bcl一2还可抑制前列腺癌新生血管的形 生 物 技 术 通 讯 LETFERS IN BIOTECHNOLOGY Vo1.21 No.5 Sep.,2010 成,有助于治疗前列腺癌阎。 6展望 抗前列腺癌靶向治疗目前还多在探索阶段,但 已有一些可喜的研究结果,为根治前列腺癌带来了 希望。特别是目前针对前列腺癌中CSC的靶向治疗 展现出良好的前景,希望籍此能获得根治前列腺癌 的新思路和新策略。对前列腺癌中CSC的研究,涉 及前列腺癌的CSC的生物学性状、鉴定及其靶向治 疗策略等。对前列腺癌中CSC的靶向治疗还可借鉴 其他肿瘤CSC靶向治疗的经验,尤其是应用微小 RNA分子的靶向调节作用,可特异性杀伤CSC。因 为肿瘤是基因改变形成的,因而针对基因表达有调 控作用的微小RNA会在肿瘤治疗中发挥很大作 用。通过对导致前列腺癌生长信号途径的深入了 解,对这些关键通路加以调控,尤其是微小RNA的 应用,将成为治疗前列腺癌及CSC的最有希望的新 途径。 参考文献 [1】Hurt E M,Kawasaki B-r,Klarmann G J,et a1.CD44+CD24 (一)prostate ceils are early cancer progenitor/stem ceils that provide a model for patients with poor prognosis[J].Br J Can— cer,2008,98(4):756—765. 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