结直肠癌化疗药物耐药机制

目前临床中治疗结肠癌的方法不断发展与更新，新的抗癌药物层出不穷，但常因严重的毒副作用及耐药性而限制了其广泛应用。化疗药物耐药性的产生是一个较复杂的过程。在化疗过程中，肿瘤细胞可通过功能和结构上的改变，降低化疗药物的疗效，从而使化疗药物很难杀灭所有的肿瘤细胞，而残余的肿瘤细胞则可导致结肠癌的发生，令人遗憾的是目前临床上尚未解决该问题。因此，未来研究需进一步阐明化疗药物耐药性产生的分子机制，在结直肠癌发生与发展过程中寻找调控耐药性表达的关键分子，并将其作为今后治疗的靶点，从而逆转化疗药物的耐药性。

活性氧（ROS）被广泛定义为含氧的化学物质，其是一类氧的单电子还原产物，是电子在未能传递到末端氧化酶之前漏出呼吸链并消耗一部分氧而生成的，包括氧的一电子还原产物超氧阴离子、二电子还原产物过氧化氢、三电子还原产物羟基自由基及一氧化氮等。ROS作为第二信使可上调促凋亡蛋白的表达，诱导细胞凋亡的发生。顺铂可使肿瘤细胞内ROS发生异常内源性聚积，导致细胞发生突变，增加遗传不稳定性，进而调控肿瘤对化疗药物的敏感性。ROS亦可通过快速灭活GSH的活性，导致细胞毒性的产生，引起细胞内源性ROS的聚积和氧化应激的发生。此外，内源性ROS还可以激活MAPK家族、STAT3及AKT等下游信号通路分子。

STATs是一类由细胞因子、生长因子等多肽类配体激活的转录因子。其最早是作为γ干扰素调控基因表达的蛋白质而被发现的。STAT家族成员在诸多的肿瘤细胞及组织中均存在持续活化，其中以STAT3尤为活跃。STAT3主要包括6个结构域：①位于第600～700位氨基酸之间的Src 2型同源物（SH2）结构域，其主要功能是促使STAT3与激活后的受体形成复合物，进而介导Janus激酶（JAK）与STAT之间发生相互作用后形成STAT3二聚体，形成的二聚体进一步跨膜进入细胞核与DNA结合，从而发挥调控靶向基因的作用。②位于第600～700位氨基酸之间的SH3结构域，其功能尚有待进一步研究。③位于羧基端第705位的酪氨酸磷酸化位点，该位点发生磷酸化后，STAT3持续活化，通过作用于SH2结构域促使STAT3形成二聚体并进一步跨膜进入细胞核与DNA结合，激活靶向基因的转录。④DNA结合结构域，位于高度保守的第400～500位氨基酸之间，该结构域有两种不同的剪接方式。此外，比较特殊的是，该结构域包含转录激活结构域。⑤位于第727位的丝氨酸磷酸化位点。⑥保守的氨基酸序列，调控STAT3与其他转录因子之间的作用。(https://www.daowen.com)

AKT家族主要包括AKT1、AKT2和AKT3，它们在氨基酸结构组成上具有高度的同源性。AKT1和AKT2广泛分布于生物体内，而AKT3仅仅分布于特定的组织中。AKT家族主要包含PH结构域、调控结构域和激酶催化结构域。PH结构域大约由100个氨基酸组成，其主要介导AKT与磷脂酰肌醇之间的相互作用，与该结构域紧密相邻的是激酶催化结构域，其与PKA和PKC中的激酶结构域具有高度的相似性，该结构域中含有一个苏氨酸残基，其发生磷酸化后可调控AKT的活性。位于AKT C端的是一个疏水性结构域，该结构域含有磷酸化位点，Ser473可以在外源性应激原或细胞因子的刺激下发生磷酸化，从而导致AKT活性增高。AKT主要发挥抑制肿瘤细胞凋亡的作用，在胰腺癌细胞中AKT通常处于活化状态，其通过磷酸化下游的信号通路分子来调控肿瘤细胞的生长。化疗药物治疗的核心是促使肿瘤细胞发生凋亡，而AKT在肿瘤细胞中持续活化并抑制P53和PTEN等抑癌基因的表达，因此推断，AKT可能参与肿瘤细胞耐药性的产生。AKT在转录水平的调控是一个研究热点，但具体的分子生物学机制仍有待进一步研究。

启动子是参与调控特定基因转录过程的DNA序列，包含核心启动子区域和调控区域。核心启动子区域调控基础水平的转录，调控区域能够对不同的环境应激做出相应的应答，调控基因的表达。启动子的作用范围非常大，包含转录起始位点至其上游2000 bp的位点。另外，有些特定基因的转录区域内部也存在转录因子的结合位点，因此也属于启动子范畴。JAK2-STAT3信号通路参与调控细胞增殖、分化及凋亡，是目前研究的热点领域。在正常细胞中STAT3的活化时间极其短暂，而在肿瘤细胞中STAT3可被异常激活而保持持久性激活状态，从而导致肿瘤细胞异常生长。因而靶向针对STAT3的药物具有较为有效的抗肿瘤作用，阻断该通路有望成为治疗肿瘤的新途径。有研究发现，STAT3可以与AKT1的启动子发生结合，进而在转录水平调控AKT1的表达，而STAT3与AKT2和AKT3的启动子不发生相互作用。