羅淑萍，張云芳綜述，彭效祥，趙榮蘭審校

0 引 言

乳腺癌是女性最常見的癌癥，也是世界范圍內(nèi)導(dǎo)致女性死亡的常見原因。在中國，2015年因患乳腺癌死亡人數(shù)占比達所有癌癥死亡人數(shù)的6.9%［1］。隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)P2X7受體（P2X7purinergic receptor，P2X7R）異常表達與多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，甚至可能成為腫瘤治療及預(yù)后的新靶標［2-3］。因此，闡明P2X7R的激活和效應(yīng)機制及其異常表達對乳腺癌發(fā)生發(fā)展的作用，對乳腺癌的治療和預(yù)后非常重要，已逐漸成為近年的研究熱點?，F(xiàn)就P2X7R與乳腺癌發(fā)生發(fā)展的關(guān)系作一綜述。

1 P2X7R的結(jié)構(gòu)與功能

P2X7R屬P2X受體家族成員之一，為一組三聚體配體門控陽離子通道，其下游信號傳導(dǎo)可與促炎性級聯(lián)反應(yīng)相結(jié)合，被認為是P2X亞類最獨特的成員［4］。P2X7亞基主要組裝為同源三聚體，但某些情況下，P2X7亞基可與P2X4或P2X5亞基共同組成異源三聚體。已知P2X7R可被細胞外許多危險信號分子激活，與其他P2X受體家族成員相比，其激活具有顯著特點，包括高ATP濃度（＞100 μmol/L）激活、Ca2+或Mg2+抑制、對溫度或pH變化敏感等［5-6］。細胞外快速增加的ATP可激活P2X7R引起Na+、Ca2+內(nèi)流以及K+外流，介導(dǎo)一系列細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，參與廣泛的生理過程；在低二價陽離子環(huán)境且ATP濃度較高或持續(xù)激活時P2X7R形成可逆性膜孔（允許分子量＜900 000的離子和親水性溶質(zhì)非選擇性通過），這導(dǎo)致細胞內(nèi)級聯(lián)反應(yīng)的激活并引起若干功能性后果，包括興奮性和炎性介質(zhì)的成熟和釋放，并破壞細胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)，最終誘導(dǎo)細胞死亡［7-9］。Dreisig等［10］通過實驗證明，ATP敏感型受體——P2Y11受體能夠干擾P2X7R膜孔的形成，從而阻止細胞死亡，但不會抑制其激活后的鈣信號傳導(dǎo)。P2X7R還可直接參與ATP的釋放，發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用［11］。P2X7R激活參與多種神經(jīng)病理性疼痛的形成和維持，并可能與P2X3R相互作用，共同參與機體神經(jīng)病理性疼痛的調(diào)節(jié)［12］。此外有研究表明，P2X7R可通過調(diào)節(jié)多種轉(zhuǎn)錄因子的表達和活化而影響基因轉(zhuǎn)錄，發(fā)揮對多個生理病理反應(yīng)的調(diào)控作用［13］。

P2X7R在多種惡性腫瘤中表達，包括神經(jīng)母細胞瘤、肺癌和乳腺癌等。腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）中含有的ATP濃度足以激活P2X7R，產(chǎn)生孔道并引發(fā)細胞死亡，然而并不引起癌細胞凋亡，反而與增強癌細胞的存活、增殖和轉(zhuǎn)移潛能相關(guān)，這與傳統(tǒng)的成孔凋亡途徑似乎相悖。最近研究證明，存在至少一種P2X7R的變體——nfP2X7R，其不能形成功能性膜孔導(dǎo)致細胞凋亡；TME中高濃度ATP可驅(qū)動nfP2X7R的表達，影響腫瘤細胞的存活［7］。靶向nfP2X7R的多克隆抗體已被開發(fā)為治療藥物，并在Ⅰ期臨床試驗中顯示出治療基底細胞癌的早期療效指征［14］。

2 P2X7R介導(dǎo)新型促侵襲因子ATP發(fā)揮作用

研究表明，細胞外ATP除作為生長調(diào)節(jié)劑和促炎介質(zhì)外，還可能是TME中的新型促侵襲因子，其通過增加細胞運動所必需的片狀偽足和絲狀偽足的數(shù)量和長度來增強癌細胞的運動性［15］。多種類型的癌細胞都表達P2X受體和P2Y受體，它們能有效地感知TME中ATP濃度的變化，并調(diào)節(jié)不同的細胞功能，如增殖、分化和凋亡［16］。腫瘤細胞上ATP的促侵襲作用主要由P2Y2受體和P2X7R負責，體外實驗結(jié)果表明，ATP刺激可顯著促進前列腺癌細胞的體外遷移和侵襲；敲除P2X7R后，ATP介導(dǎo)的體外遷移侵襲以及對EMT（上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化）相關(guān)基因表達的調(diào)節(jié)作用均被顯著抑制，PI3K/Akt和ERK1/2信號通路的激活水平下降，這與裸鼠體內(nèi)實驗結(jié)果相一致，表明P2X7R是介導(dǎo)ATP促侵襲作用的重要受體［15，17］。

3 P2X7R與乳腺癌

3.1 P2X7R在乳腺癌中異常表達健康組織細胞外ATP水平很低（10～100 nmol/L），遠小于細胞內(nèi)（5～10 mmol/L），并維持相對平衡狀態(tài)，P2X7R屬極低親和力（EC50＞300μmol/L）受體，因此正常組織細胞外的 ATP 不能激活 P2X7R［15，18-19］。腫瘤組織由于細胞代謝率升高主動釋放ATP或癌細胞破壞釋放等，會形成高ATP的腫瘤微環(huán)境，濃度可達數(shù)百微摩爾每升，大量存在的ATP通過激活嘌呤能受體，觸發(fā)所謂的嘌呤信號，參與到腫瘤微環(huán)境的免疫調(diào)控中［20-21］。研究表明，與正常乳腺組織相比，P2X7R在乳腺癌組織中表達水平更高，且與雌激素受體表達呈正相關(guān)；構(gòu)建P2X7R-sh（短發(fā)夾）RNA表達載體特異性封閉P2X7R、應(yīng)用P2X7R拮抗劑KN-62均能有效抑制MCF-7乳腺癌細胞中P2X7R的表達，誘導(dǎo)細胞凋亡并降低細胞增殖水平［22］。在人MDA-MB-435s乳腺癌細胞和A549肺腺癌細胞中P2X7R表達異常，應(yīng)用P2X7R抑制劑KN-62和A740003能夠阻斷ATP誘導(dǎo)的腫瘤細胞遷移和侵襲［23］。

3.2 P2X7R在乳腺癌中的表達受非編碼microRNA調(diào)節(jié)microRNAs（miRNAs）是一類內(nèi)源性非編碼單鏈RNA分子，主要作為轉(zhuǎn)錄后基因表達的負調(diào)控因子，在細胞分化、增殖和轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮重要作用。與正常組織相比，多種miRNA在癌組織中表達失調(diào)，根據(jù)其靶基因的功能不同，可作為腫瘤抑制因子或致癌基因影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展［24］。Ferrari等［25］發(fā)現(xiàn)，miRNA 可與 P2X7R 的 3'端非翻譯區(qū)（3'UTR）結(jié)合，從而調(diào)節(jié)內(nèi)源性P2X7R的表達水平。

3.2.1 miR-150、miR-186上調(diào)抑制乳腺癌中P2X7R表達研究表明，miR-150在乳腺癌細胞系和組織中過量表達，且隨腫瘤惡性程度增高其表達水平顯著升高，P2X7R是其沉默的靶基因之一；miR-150通過靶向促凋亡的P2X7R促進人乳腺癌的生長，兩者表達存在反向相關(guān)性。在體外研究中，miR-150通過與P2X7R轉(zhuǎn)錄物的3'UTR結(jié)合負調(diào)節(jié)其表達來促進乳腺癌細胞系的生長和增殖；在體內(nèi)研究中，將miR-150抑制劑轉(zhuǎn)染到裸鼠皮下植入的MDAMB-231異種移植物中能抑制腫瘤生長，這可能與P2X7R表達上調(diào)導(dǎo)致腫瘤細胞的凋亡有關(guān)。除miR-150外，miR-186也可以下調(diào)人類P2X7R的表達，二者在乳腺癌、宮頸癌和膀胱癌中均上調(diào)，可能通過下調(diào)P2X7R的表達而發(fā)揮對癌癥進展的調(diào)控作用［26-27］。

3.2.2 miR-216b下調(diào)促進乳腺癌中P2X7R表達實驗證明，miR-216b模擬物的異位表達導(dǎo)致細胞生長抑制和凋亡，而阻斷其表達導(dǎo)致細胞增殖加快。miR-216b可直接靶向P2X7R的轉(zhuǎn)錄物，繼而下調(diào)內(nèi)源性P2X7R的mRNA和蛋白質(zhì)水平。在乳腺癌細胞系和組織中發(fā)現(xiàn)miR-216b下調(diào)，P2X7R上調(diào)，二者表達水平呈負相關(guān)。P2X7R在乳腺導(dǎo)管癌中的表達水平高于正常組織，在體外實驗中，與非轉(zhuǎn)移性癌細胞（MDA-MB-468）和低轉(zhuǎn)移性癌細胞（MCF-7）相比，P2X7R在高侵襲性乳腺癌細胞（MDA-MB-435）中表達水平最高，表明P2X7R上調(diào)與腫瘤進展相關(guān)。敲除P2X7R可通過下調(diào)Bcl-2和增加caspase-3蛋白水平促進乳腺癌細胞的凋亡；miR-216b可能通過抑制P2X7R的下游信號通路，如Bcl-2/caspase-3途徑，至少部分地介導(dǎo)其腫瘤抑制功能，這為阻斷乳腺癌增殖提供了潛在的治療策略［28］。

3.3 P2X7R與乳腺癌相關(guān)信號通路

3.3.1 MAPK信號通路絲裂原活化蛋白激酶家族（MAPKs）屬絲/蘇氨酸蛋白激酶，是參與細胞增殖和凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵蛋白激酶，其下游信號通路主要包括ERK、p38 MAPK、JNK/SAPK3條，激活后分別引起NF-κB、p38 MAPK及caspase-3的產(chǎn)生，與多種生理病理反應(yīng)密切相關(guān)［29-30］。P2X7R能激活乳腺癌相關(guān)MAPK通路，既可能促增殖也可能促凋亡，這與其激活不同下游信號分子有關(guān)［31-32］。

研究表明，缺氧刺激可引起P2X7R在乳腺癌細胞MDA-MB-231、MCF-7中過表達；用BzATP激活缺氧腫瘤細胞中的P2X7R，可引起ERK磷酸化，進而增加其下游信號分子——核因子-κB（NF-κB）的表達，NF-κB進入細胞核后，通過維持P2X7R的表達水平、促進MMP-2和MMP-9的合成，維持乳腺癌細胞在缺氧狀態(tài)下的存活并增加其侵襲性［33］。

p38MAPK通路可被多種因素激活，主要發(fā)揮促炎癥信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和介導(dǎo)細胞凋亡的作用，與多種疾病的進展有關(guān)［34］。在乳腺癌細胞中，P2X7R與ATP結(jié)合后可活化Caspase1，進而激活p38MAPK信號通路，上調(diào)尿激酶型纖溶酶原激活劑的表達，促進乳腺癌的轉(zhuǎn)移和惡性侵襲；應(yīng)用p38MAPK抑制劑可阻斷其介導(dǎo)的促增殖效應(yīng)，引發(fā)耐藥細胞凋亡［31］。

c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK），又稱為應(yīng)激激活的蛋白激酶（stress-activated protein kinase，SAPK），其活化既能促凋亡，也能抑制凋亡，決定細胞最終命運的是與JNK結(jié)合的上游刺激源以及下游結(jié)合分子［35-36］。乳腺癌細胞外ATP濃度水平升高，能通過P2X7R激活JNK/SAPK級聯(lián)通路，JNK進入細胞核后使c-Jun磷酸化，激活轉(zhuǎn)錄因子AP-1，促進炎癥和凋亡基因的表達，發(fā)揮對乳腺癌細胞的生長阻滯與促凋亡效應(yīng)［32］。

3.3.2Akt信號通路絲/蘇氨酸蛋白激酶Akt（又名protein kinase B）在細胞增殖、分化、代謝、運動和耐藥性中均起重要作用，其組成性激活已被證明與多種癌癥的轉(zhuǎn)移和侵襲有關(guān)。ATP通過P2X7R激活T47D乳腺癌細胞中的Akt通路，但具有時間依賴性。EMT對乳腺癌細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移至關(guān)重要，研究表明，ATP及其類似物BzATP能夠通過P2X7R降低T47D乳腺癌細胞中EMT相關(guān)標志物E-鈣粘蛋白的表達，并促進MMP-13的表達和分泌，最終促進乳腺癌細胞的轉(zhuǎn)移和侵襲，抑制Akt通路可阻斷這一過程，提示P2X7R可以作為乳腺癌抗癌治療的新靶標［37］。

4 結(jié)語與展望

乳腺癌作為全球發(fā)病率第5位的癌癥，已成為致人類死亡的主要原因之一，嚴重威脅人類生命安全。因此，闡明乳腺癌的發(fā)病原因及機制對其治療和預(yù)后至關(guān)重要。最近研究表明，細胞外ATP很可能是TME中重要的促侵襲因子，而P2X7R是ATP發(fā)揮促侵襲作用的關(guān)鍵介質(zhì)。作為嘌呤P2受體家族最獨特的亞型，近年來對P2X7R的結(jié)構(gòu)、生理特性與功能的研究已經(jīng)取得了很大進展，P2X7R已成為與炎癥性疾病和腫瘤密切相關(guān)的最具吸引力的潛在藥物靶點之一。多項研究表明P2X7R在乳腺癌細胞的增殖和凋亡中均起重要作用，并且在正常乳腺組織、癌前病變及乳腺癌組織中的表達水平不同，有望作為乳腺癌診斷的新型腫瘤標記物和其治療及預(yù)后監(jiān)測的潛在靶標。miRNAs作為近些年的研究熱點之一，已被證明其異常表達對多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展具有促進作用。多種miRNA可通過調(diào)節(jié)P2X7R表達水平促進乳腺癌的轉(zhuǎn)移和侵襲，提示其可能作為新型的P2X7R調(diào)控因子和乳腺癌的潛在治療靶點。值得注意的是，由于P2X7R激活后涉及多個不同胞內(nèi)效應(yīng)通路的活化，產(chǎn)生復(fù)雜的生物學效應(yīng)，致使研發(fā)靶向針對P2X7R的治療藥物面臨困難，其應(yīng)用到臨床治療尚有很長的路要走。