神经酰胺的代谢在肿瘤化疗和耐药中的作用

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1、神经酰胺的代谢在肿瘤化疗和耐药中的作用【关键词】肿瘤耐药　耐药逆转　神经酰胺　P糖蛋白　　肿瘤耐药是肿瘤治疗失败最为重要的原因之一，癌症患者如果失去了手术根除病灶的时机便很少再有通过化疗治愈的可能。肿瘤细胞可通过多种机制引发耐药：减少细胞内药物的浓度，如P糖蛋白(Pgp)介导的肿瘤多药耐药；加快药物的分解代谢；细胞内药物靶点的表达发生改变或突变；癌细胞的自我修复能力加强；癌细胞的生存能力，如抗凋亡能力加强等等。上世纪九十年代以来，大量研究发现神经酰胺(Ceramide，Cer)及其代谢产物作为鞘脂类家族成员，

2、不仅是构成细胞膜结构的重要组分之一，还可作为脂质第二信使调节细胞的凋亡和增殖，并参与肿瘤细胞的耐药机制；此后又发现Cer的代谢与Pgp在诱导肿瘤多药耐药的过程中存在联系，改变了以往对于Pgp过于简单化的认识。本文主要就近年来对Cer的代谢在肿瘤治疗和耐药中的作用及耐药逆转策略的研究情况作一综述。1Cer的代谢过程及其代谢产物的生物学功能Cer是鞘磷脂(Sphingomylin，SM)的基本单位，多种因素可刺激其产生，如生长因子剥夺、细胞因子、离子射线、热休克、细胞毒性物质及环境变化等，此外许多配体亦可以通过和相

3、应受体结合启动Cer介导的细胞信号转导，如1,25二羟VitD3、TNFα、CD28和FasL等。它可以在Cer合成酶的作用下由神经鞘氨醇(Sphinganine)乙酰化合成（DeNovosynthesis，主要在内质网中，高尔基体、线粒体膜和核膜中可能也有）；亦可以由鞘磷脂酶(Sphingomylinase，SMase)水解鞘磷脂产生（细胞浆膜和溶酶体中含有酸性鞘磷脂酶，而细胞膜穴样内陷中含有中性鞘磷脂酶)[1,2]。并通过以下代谢途径有效地调节其在细胞里的浓度[3]在鞘磷脂合成酶的作用下结合磷酸胆碱，形成

4、鞘磷脂；先后在神经酰胺酶和鞘氨醇1激酶的作用下转化为鞘氨醇1磷酸（S1P）；在葡萄糖神经酰胺合成酶的作用下转变为神经节苷脂的前体葡萄糖神经酰胺（Glucosylceramide，GlcCer）。Cer可由以下途径发挥其生物学功能：由CD95/APO1/Fas或SAPK/JNK路径转导信号，导致细胞周期停滞、细胞分化及诱导凋亡[1]；应激信号能激活酸性SMase水解细胞表面的鞘磷脂产生大量Cer，而Cer为多种受体如Fas交联、聚集成多聚体进而发挥生物学作用所必需[4,5]；内质网中产生的Cer由相应的转

5、运蛋白（CERT）运送到高尔基体后被水解为鞘氨醇，鞘氨醇累积导致大量液泡形成，最终致使高尔基体裂解、细胞骨架合成受阻、细胞形态学改变[6]；Cer能调控端粒酶的活性，过多内源性的Cer对端粒酶产生抑制作用[7]。此外，Cer累积可通过多种途径引发Caspase级链反应导致细胞凋亡，但这种效应可被抗凋亡基因bcl2过度表达而抵消[1]。S1P既是一种特异性G蛋白偶连受体Edg的天然配体，还作为第二信使参与细胞内信号转导，促进钙离子流动、激活磷脂酶D、使p125FAK酪氨酸磷酸化并且抑制NFκΒ和促进Akt磷酸化，

6、从而刺激细胞增殖、抑制凋亡[8,9]。S1P的抗凋亡作用由其细胞内通路实现，并不依赖于其受体[10]。GlcCer能促进、维持细胞增生，并中和Cer积累对细胞产生的毒性[11]。2Cer及其代谢产物在肿瘤化疗及耐药中的作用许多化疗药物能通过不同的途径诱导Cer产生：如柔红霉素、长春新碱能活化中性SMase[3,12]而吉西他滨能活化酸性SMase[13]使SM水解产生Cer；又如依托铂甙能激活丝氨酸棕榈酰转移酶来促进Cer从头合成，最终导致Cer大量累积，产生细胞毒作用[14,15]。Itoh等[16]发现在阿霉素

7、的作用下，敏感细胞株HL60中Cer的量明显增加，而耐药株HL60/ADR却没有相应的变化，但其GCS和SM合成酶的活性却较敏感株明显增高。添加外源性Cer能够加强阿霉素在耐药株中的诱导凋亡作用。提示Cer通过GCS和SM合成酶的代谢过程可能与肿瘤耐药相关。有研究发现诱导S1P裂解酶过度表达或抑制鞘氨醇激酶能增加肿瘤细胞对铂类化疗药物的敏感性，但是这种效应是有选择性的，如对阿霉素、5Fu、依托铂甙、苯丁酸氮芥和长春新碱等无效。因为这种增敏效应是通过p38和MAPK介导的，而长春新碱的细胞毒作用并不依赖上述通路

8、[17,18]。Lavie等[19]发现耐长春碱的细胞株KBV1中GlcCer的量明显增多，而相应敏感细胞株KB31却没有这种情况。同时多药耐药的OVCAR3细胞亦有GlcCer表达增多，提示GlcCer可能参与肿瘤耐药。Liu等[20]把GCS基因导入对阿霉素敏感的MCF7细胞（MCF7/GCS），使其GCS的表达量为原来的11倍，结果MCF