您好,欢迎来到星星旅游。
搜索
您的当前位置:首页缺氧诱导因子-1α在头颈肿瘤中的研究进展

缺氧诱导因子-1α在头颈肿瘤中的研究进展

来源:星星旅游
・1650・ MODERN ONCOLOGY,Aug.2010,VOI.18,NO.08 2005,3(5):374. [23]朱莹,刘新祥,毛以林.黄芪注射液对中晚期原发性肝癌病人 细胞和淋巴细胞亚群的影响[J].中华实用中西医杂志, 2002,2(15):24. [21]朱彩平,张声华.枸杞多糖对肝癌1-122荷瘤鼠的抑瘤和免疫 增强作用[J].营养学报,2006,28(2):182. [22]范伟忠,章荣华.薏苡仁油对小鼠移植性肿瘤的影响[J].上 海预防医学杂志,2000,12(5):210. [24]刘俊保,姚志伟.白花蛇舌草注射液对原发性肝癌的临床作用 [J].医药论坛杂志,2004,25(15):37. (编校:何妹) 缺氧诱导因子一l 在头颈肿瘤中的研究进展 李大伟,董频 【指示性摘要】缺氧诱导因子一let(HIF—let)是细胞传递缺氧信号并引发“缺氧效应”的关键分子,与喉鳞 癌、甲状腺癌、鼻咽癌等实体瘤的发生、发展、转移及预后密切相关。HIF—let已逐渐成为肿瘤研究领域的 热点之一。本文就其结构、功能、调节、靶向治疗及在头颈肿瘤中的研究进展作一综述。 【关键词】细胞缺氧;缺氧诱导因子一let;头颈部肿瘤 【中图分类号】R739.91 【文献标识码】A DOI:10.3969/j.issn.1672—4992.2010.08.74 【文章编号】1672—4992一(2010)08—1650一O3 氧供求在人体正常组织中处于平衡状态,而肿瘤细胞的 异常增殖打破瘤组织内的氧平衡导致缺氧。缺氧环境下,瘤 细胞通过自身调节发生适应性改变,继续增殖、浸润、转 移…。缺氧诱导因子一1(hypoxia—inducible factor 1,HIF一 1)是一种存在于哺乳动物和人体细胞内,介导细胞缺氧效应 的关键转录因子,广泛参与细胞对缺氧的各种特异性反应。 缺氧诱导因子一let(hypoxia—inducible factor 1 ,HIF一1OL) n,ODD)组成。HIF—let调控的基因称为HIF—let的靶基 因,其启动子或增强子中含有HIF—1 0【结合位点,核心序列 为5 TACGTG一3 ,称为缺氧反应元件(hypoxia response el- ement,HRE)。HIF一1 0【的作用机制是在缺氧条件下,细胞 核产生激活的HIF一1 0【与其靶基因中HRE的对应结合点相 结合,促进靶基因转录,引起细胞对缺氧的反应。目前,已确 定的HIF一1 目的基因有100余种,涉及细胞的能量代谢、 离子代谢、儿茶酚胺代谢、肿瘤血管生成及肿瘤转移、炎症、 细胞凋亡与增殖等 j。新近研究表明,缺氧诱导因子一3a (hypoxia—inducible factor let.HIF一3仅)也属于HIF一1q的 靶基因[3]。 1.2调控机制 是HIF一1的功能性亚基,后者活性的决定者。近来,HIF一 1 在头颈肿瘤领域中的研究日趋增多,故本文主要就HIF一 1 基本生物学特性及其在头颈肿瘤领域中的研究进展综述 如下。 1 ItIF—lot基本生物学特性 1.1结构与功能 氧是调节HIF一10 ̄表达与活性的最关键因素。常氧状 态下,HIF一1 0【的氧依赖降解区(oxygendependent degradation domain,ODD)多肽序列内的保守性脯氨酸残基被羟化,而后 Von Hippel Lindau(VHL)肿瘤抑制蛋白pVHL识别羟化的脯 氨酸残基,调节泛素一蛋白酶体途径使HIF—lot迅速降解。 在缺氧时,HIF—let的活化是通过抑制转录激活区(Transac- tivation domain,TAD)内保守性天冬酰氨羟化过程实现的。 HIF一1是由120KD的et亚单位(HIF一1et)和91— 94KD的B亚单位(HIF一1 )构成的异源二聚体,两者都属 碱性螺旋一环一螺旋(basic—helix—loop—helix,bHLH)转录 因子超家族中PAS(per—arnt—sim)亚族蛋白。其中HIF一 1B是结构性表达,而HIF—l 是唯一的氧调节亚单位,HIF 一1的限速因子。HIF—let分子由氨基端的转录因子DNA 结合结构域(DNA—binding domain,DBD)、羧基端的两个相 对独立的反式激活结构域(transactivation domain,TAD)及中 间的氧依赖降解结构域(oxygen—dependent degradation domai 【收稿13期】2009—12—07 【基金项目】上海市生物医药领域重点科技项目(编号:09411 95100o) HIF一1 在胞质内活化、积累后,转位到核内与HIF一18结 合成二聚体HIF一1。HIF一1可抵抗泛素一蛋白酶体途径对 HIF—let的水解,并进一步使HIF—l 在缺氧细胞中积聚。 调控HIF一1d的还包括一些非氧因素,如o53基因可与HIF 一1 结合并引导其受Mdm2蛋白酶解系统所降解;转录激 活因子2能增加HIF一1 的转录活性及蛋白稳定性 ;反应 结合蛋白/1)300通过与HIF一1 相结合而调控其转录活 性 J。另外,一些生长因子(包括胰岛素样生长因子、表皮生 【作者单位】上海交通大学附属第一人民医院耳鼻喉头颈外科,上 海200080 【作者简介】李大伟(1980一),男,浙江宁波人,住院医师,博士生, 主要从事头颈肿瘤的临床与基础研究。E—mail:lida- weitree@163.corn 长因子等)、某些金属阳离子(如镉、镍、钴等)、一氧化氮及 一氧化碳,在正常氧浓度细胞中也能促进HIF一10t的表达。 目前,已知调控HIF一1 活性的信号途径主要为两条:PI一 【通讯作者】董频(1964一),男,山东新泰人,主任医师,博士生导 师,主要从事耳鼻喉头颈外科工作。 3K/Akt依赖的HIF—let蛋白稳定性调控;MEK/MAPK介导 的HIF一1 反式激活功能调控。这两个信号传导途径分别 现代肿瘤医学2010年O8月 第18卷第08期 ・1651・ 独立而协调地调控HIF一1 的转录活性。 1.3其他H 蛋白 2.4 H邛’一let与其他头颈肿瘤 研究报道HIF一1ot在口腔鳞癌细胞中的表达与肿瘤侵 除HIF一1 o【及B外,另外2种HIF蛋白已被确认,命名 为HIF一2ot和HIF一3ot,HIF一2ot与HIF—let密切相关,能 够与氧反应元件相互作用,从而提高转录活性。HIF一2ot转 袭转移相关 ;Eri Sasabe等 在细胞体外实验中证实 HIF一1Ot在口腔鳞癌化放疗抵抗过程中起作用;另外,HIF一 1 也被证实与涎腺癌及食道鳞癌的转移、多药耐药有一定 关系 一 。 3 HⅡ一let为靶点的治疗进展 录靶点包括红细胞生成、血管新生、转移、增殖方面的基因, 在正常生理功能和肿瘤发生发展中起重要作用 。J。HIF一 3ot的功能类似于HIF一1的一个靶基因,同时在诱导缺氧基 鉴于HIF一1 在细胞缺氧适应性反应中的重要作用及 因上也发挥调节作用 J。 2 HⅡ1一let与头颈肿瘤 组织缺氧是实体瘤中常见现象。缺氧导致瘤细胞内一 些基因的表达发生变化,参与调控肿瘤细胞的凋亡、能量代 谢,肿瘤血管生成等过程。迄今为止,学者们已于多种头颈 肿瘤中展开对HIF一1 0【的研究,主要集中在HIF一1ot的表 达范围、表达程度及其对肿瘤预后的影响等方面。 2.1 H1F—let与喉鳞癌 国内学者Yu L等 利用免疫组化法检测喉鳞癌组织中 HIF一1 、增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen, PCNA),Tunnel技术测定喉鳞癌组织中细胞凋亡状况,证实 HIF—lot在喉鳞癌的发生中起重要作用,其表达与喉鳞癌细 胞的增殖相关。国外学者于随后的研究中显示:HIF一1 ol基 因表达与喉鳞癌患者的预后无相关性 “ 。Kyzas PA 等 研究报道喉鳞癌组织中HIF一1仅与VEGF表达密切相 关,但HIF一1ot与患者预后无相关性,而VEGF表达与患者 预后相关,揭示肿瘤血管生成与肿瘤微环境缺氧条件密切关 系,但无严格依懒性。然而,Schnjvers ML等” 对91例早期 声门型喉鳞癌组织行免疫组化检测,结果表明HIF一1ot高表 达的喉鳞癌患者的局部放疗控制率及总体生存率较差,提示 HIF一1 to表达与喉鳞癌患者预后成负相关,如何在放疗前调 整喉鳞癌组织缺氧是值得探索的目标。总之,HIF—lot在喉 鳞癌中的研究起步相对较晚,关于其在喉鳞癌发生发展中的 调控机制,与喉鳞癌患者预后的关系需要更多的研究来证 实。 2.2 HIF—let与鼻咽癌 Sui J等 应用免疫组化技术分析鼻咽癌与鼻咽炎组织 中HIF一1ot表达量及微血管密度,证实HIF一1ot在鼻咽癌 发生、侵袭及转移中起作用,其表达与鼻咽癌组织中新生血 管成正相关。也有研究提示鼻咽癌组织中HIF一1 表达高 与患者预后差相关 。Sung FL等 利用基因芯片技术测 定鼻咽癌细胞在缺氧或常氧下基因表达谱的变化,研究提示 缺氧能诱导鼻咽癌细胞HIF一1ot表达增强。Quan F等 钊通 过细胞体外实验揭示白藜芦醇能增强低氧环境下鼻咽癌细 胞对化疗药物的敏感性,其机制之一是HIF一1ot基因表达受 到抑制。据此推测,HIF一1 0【可望成为治疗鼻咽癌的分子靶 点。 2.3 HIF一1 与甲状腺癌 国内学者“u x等 应用免疫组化技术检测乳头状甲 状腺癌组织及细胞株中HIF—lot的表达情况,研究显示HIF 1ot表达量与乳头状甲状腺癌的侵袭及淋巴结转移相关。 Burrows N等 通过实验证明HIF一1ot在甲状腺癌组织及 细胞中功能性地表达,其表达量与甲状腺癌的侵袭及治疗抵 抗程度成正相关。另外,HIF一1ot如何调节甲状腺癌侵袭转 移及治疗抵抗的机制还不甚明了,需要进一步确认。 其与肿瘤恶性生物学行为密切相关的性质,当前,以HIF一 1 为靶点的肿瘤治疗成为实体瘤研究领域中的热点。 3.1基因治疗 以HIF一1ot为靶基因,通过导入小干扰RNA(small in. terfering RNA,siRNA)或反义寡核苷酸从而抑制HIF—lot的 活性,达到削弱肿瘤细胞生长、侵袭转移及逆转肿瘤细胞化 放疗抵抗的目的。Mohamed KM等 报道,转染包含针对 HIF一1Ot的siRNA,在下调HIF一1d mRNA及蛋白水平的同 时使肿瘤细胞的VEGF水平及肿瘤微血管密度下降,细胞生 长明显被抑制,细胞凋亡增加。应用针对HIF一1 的反义寡 核苷酸技术可消除直径为0.1cm的肿瘤,并诱导NK细胞依 赖的杀肿瘤效应。如果HIF—lot的反义寡核苷酸与B7—1 共同作用于肿瘤细胞,可激活NK细胞和CD8细胞介导的杀 肿瘤效应,消除直径为0.4cm的肿瘤 。故靶向HIF—lot 的反义寡核苷酸和RNA干扰技术可望成为克服头颈肿瘤侵 袭转移及放化疗抵抗的基因治疗新策略。 3.2药物治疗 目前,抑制HIF一1仅活性的药物主要包括信号传导途径 的抑制剂和小分子抑制剂。前者如CCL一779、OSI一774等, 作用于HIF—lot生成的不同环节;后者如AAG一17,抑制与 HIF—lot相互作用的热休克蛋白(HS100)的活性,使HIF一 1 降解。当前,新药YC一1(nitirc oxide—independent activa- tor of soluble guanylyl acyclase)在体外及体内实验中被广泛 当作HIF一1d抑制剂使用。Kim HL等 研究指出YC一1 引起HIF—lot降解的部位是在其720—780密码子区域,YC 一1既可以阻断缺氧、铁鳌合、蛋白酶体抑制剂所引起的HIF 一1 表达,也可以降解异常表达的HIF一1 ,从而抑制肿瘤 的发展和转移,所以YC一1可能成为临床上有潜力的抗癌药 物。另有报道,SU5416能特异性地降解HIF—lot,从而在转 录水平抑制VEGF的表达,并证实SU5416是通过抑制PI3K /AKT/PTOS6K1信号传导途径实现HIF—lot和VEGF表 达抑制的。因此,SU5416也可能成为治疗头颈肿瘤的有效 药物。此外,许多天然提取物也具有抑制HIF—lot表达及活 性的功效,如姜黄素 、姜黄素类似物一EF24 。 3.3联合治疗 以HIF—lot为靶点的基因治疗与肿瘤免疫治疗相联合, 可增强疗效,产生其他单一抗肿瘤治疗所未能达到的效果。 如利用针对HIF一1 的反义寡核苷酸技术下调VEGF表达 从而阻断肿瘤缺氧诱导血管新生的途径,减少肿瘤血管密 度,可增强B7—1介导的免疫治疗的疗效 。HIF—lot的 基因治疗联合化疗的策略也会有效地增加化疗药物的抗癌 能力。 4总结及展望 随着对HIF一1d研究的不断深入,它与头颈肿瘤的关系 必将更加明朗化,同时与HIF一1d有关的头颈肿瘤治疗思路 ・1652・ MODERN ONCOLOGY,Aug.加10,VOI.18,NO.08 也将不断改进。相信不久的将来,以HIF一1ct为分子靶点的 factor一1 alpha and vasculr endotahelil graowth factor expression aI associated with a poor prognosis in patients witll nasopharynge- al carcinoma receiving radiotherapy with carbogen and nicotinam- 生物治疗与传统的细胞毒药物、肿瘤免疫疗法相结合,为头 颈肿瘤的治疗翻开新的一页。 【参考文献】 [1]Isa AY,Ward TH,West CM,et a1.Hypoma in head and neck cane— er[J].Br J Radil,a2006,79(946):791—798. ide[J].Clin Oncol(R Coil Radio1),2008,20(8):6o6—612. [15]Sung FL,Hui EP,Tao Q,et a1.Genome—wide expression analysis using microarray identiifed complex signaling pathways modulated [2]Semenza GL.Targeting HIF一1 for cancer therapy[J].Nat Rev Cancer,2003,3(10):721—732. [3]Li QF,Wang XR,Yang YW,et a1.Hypoxia upregulates hypoxia in— ducible factor(HIF)一3alpha expression in lung epithelial eels: by hypoxia in nasopharyngeal carcinoa[J].Camncer Leu,2007, 253(1):74—88. [16]Quan F,Zhang SQ,Bai YX,et a1.Resveratrel increases sensiititvy of CNE2 calls to chemotherapeutic drugs under hypoxia[J]. characterization and comparison with HIF—lalpha[J J.Cell Res, 2006,16(6):548—558. [4]Choi JH,Cho HK,Cboi YH,et 1a.Activating transcirption factor2 increases transactivation and protein stability of hypoxia~inducible factor lalpha in hepatocytes[J].Biochem J,2009,424(2):285— 296. [5]Ruas JL,Berchner—Pfannschmidt U,Malik S,et a1.Complex regu・ lation of the transactivation function of hypoxia—-inducible factor—— 1 lapha by direct interaction with two distinct domains of hte creb— binding pretein/p300[J].J Biol Chem,2009,10:1074. [6]Patel SA,Simon MC.Biology of hypoxia—inducible factor一2alpha in development and disease[J].Cell Death Difer,2008,15(4): 628—634. [7]Covello KL,Simon MC,Keith B.Targeted replacement ofhypoxia— inducible factor—-1alpha by a hypoxia——inducible factor—-2alpha knock—in allele promotes tumor growth[J].Cancer Res,2005,65 (6):2277—2286. [8】Tanaka T,Wiesener MS,Bernhardt W,et a1.The human hypoxia— inducible factor(HIF)一3alpha gene is a HIF一1 target and may modulate hypoxic gene induction[J].Biochem J,2009,10:1042. [9]Yu L,LiuY,CuiY.Expression ofhypoxiainduciblefactor一1alpha nad its relationship to apoptosis nad proliferation in human larynge— al 8quamous cell carcinoma[J].J Huazhong Univ Sci Technolog Med Sci,2004,24(6):636—638. 【10] Kyzas PA,Stefanou D,Batistatou A,et a1.Hypoxia—induced tumor nagiogenic pathway in head and neck cancer:an in vivo study[J].Cancer Lett,2005,225(2):297—304. [11]Cabanillas R,Rodrigo JP,Secades P,et a1.The relation between hypoxia—inducible factor(HIF)一1alpha expression wiht p53 expression and outcome in surgically treated supraglottic laryngeal cancer[J].J Surg Oncol,2009,99(6):373—378. [12]Schrijverb ML,van der 1.aan BF,de Bock GH,et a1.Overexpres— sion of intirnsic hypoxia markers HIF1 lapha and CA—IX predict forlocal recurrence in stage T1—12 glottic laryngeal carcinoma treated iwth radiotherapy[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2008,72(1):161~169. [13]Sui J,Wu J,Li X,et a1.The expression and signiifcance ofhypoxia inducible factor——1 lapha and microvessed density in human naso— pharyngeal carcinoma[J].Lin Chung Er Bi Yan Hou Tou Jing Wai Ke Za Zhi,2008,22(6):269—272. [14]Xuegnan L,Xiaoshen W,Yongsheng Z,et a1.Hypoxia inducible Zhong Xi Yi Jie He Xue Bao,2009,7(10):952—957. [17]Liu X,Gao M.Correlation between thyroid—stimulating hormone —peroxiredoxinl singaling pathway and invasion of papillary tIly. orid carcinoma[J].ZhonghHa Er Bi Yah Hou Tou Jing Ke Za Zhi,2009,44(4):287—291. [18]Burrows N,Resch J,Cowen R,et a1.Expression ofhypoxia indue- iblefactor l{alpha}in thyroid carcinomas[J].Endocr Relat Cancer,2009,10:1677. [19]Ishikawa T,Nakashiro K,Klosek SK,et a1.Hypexia enhances CX- CR4 expression by activating HIF一1 in oral squamous cell carei- noma[J].Oncol Rep,2009,21(3):707-712. [20]Mohamed KM,Le A,Duong H,et a1.Correlation between VEGF and HIF一1 lapha expression in human oral squamous cell carcino- ma[J].ExpMol Pathol,2004,76(2):143—152. [21]Sasabe E,Zhou X,Li D,et a1.The involvement of hypoxia—in_ duciblefactor——1alpha in the susceptibility to gamma・-rays and chemohterapeutic drugs of oral squamous cel carcinoma ceUs[J]. Int J Cancer,2007,120(2):268~277. [22]Hara S,Nakashiro K,Klosek SK,et a1.Hypexia enhances e—Met/ HGF erceptor expression and singaling by activating HIF一1 lapha in human salivary gland cancer cells[J].Oral Oncol,2006,42 (6):593—598. [23]Wu XA,Sun Y,Fan QX,et a1.Impact of RNA interference targe・ ting hypoxia—inducible factor一1 alpha on chemosensitiivty in e- sophageal squamous cell carcinoma cells under hypoxia[J].Zhor. ghua Yi Xue Za Zhi,2007,87(37):2640—2644. [24] Sun XY,Meng FQ,Jiang HC,et a1.Antisense hypoxia inducible factor—lalpha and B7—1 combination gene therapy for mouse lymphoma[J].Zhonghua Zhong Liu Za Zhi,2005,27(7):404— 407. [25]Kim HL,YeoEJ,Chan YS,et a1.A domain responsibleforHIF— lalpha degradation by YC—l,a novel anticancer agent[J].Int J Oncol,2006,29(1):255—260. [26]Bae MK,Kim SH,Jeong JW,et a1.Curcumin inhibist hypoxia— induced angiogenesis via down—regulation of HIF—l[J].Oneol Rep,2006,15(6):1557—1562. [27]Thomas SL,Zhong D,Zhou W,et a1.EF24,a novel curcumin aria- log。disrupts the micretubule cytoskeleton and inhibits HIF一1 [J].Cell Cycle,2008,7(15):2409—2417. (鳊校:何蛛) 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Copyright © 2019- stra.cn 版权所有

违法及侵权请联系:TEL:199 1889 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com

本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务