自噬作為一種細(xì)胞防御和應(yīng)激調(diào)控的機(jī)制，是目前癌癥研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。自噬異常與惡性腫瘤的能量代謝、細(xì)胞死亡、炎性反應(yīng)以及對(duì)腫瘤化療的耐藥性等方面都有密切的聯(lián)系。骨肉瘤（OS）的總生存率在過(guò)去的20年里一直沒(méi)有新的突破。手術(shù)聯(lián)合化療仍然是治療骨肉瘤最有效的手段。目前已有研究證實(shí)自噬與骨肉瘤化療明顯相關(guān)。因此本文就自噬與骨肉瘤的研究進(jìn)展作一綜述。

　　原發(fā)性骨肉瘤（OS）是非常罕見(jiàn)的惡性腫瘤之一，卻是最多發(fā)的原發(fā)性骨腫瘤，每百萬(wàn)人中約10例患者被診斷，尤其在兒童年齡組中約2~5例患者被診斷為OS。由于這種腫瘤有較高的轉(zhuǎn)移傾向，因此它是腫瘤死亡的最常見(jiàn)的原因之一，盡管這種腫瘤只占兒童腫瘤的5%~6%。隨著20世紀(jì)70年代新輔助化療的引進(jìn)，OS的5年生存率從20%提高到65%~70%。然而，在過(guò)去的二十年中，在生存率方面并沒(méi)有任何進(jìn)一步提高，幾乎1/4的患者在發(fā)生轉(zhuǎn)移后才被確診。大約一半的患者最終死于該疾病的肺轉(zhuǎn)移。而自噬異常與腫瘤密切相關(guān)，因此，本綜述旨在探討自噬在骨肉瘤發(fā)生及化療中的作用，以期進(jìn)一步揭示骨肉瘤發(fā)生、發(fā)展的潛在機(jī)制。

　　1自噬

　　Autophagy是希臘術(shù)語(yǔ)中“自我吞噬”之意，是指蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換過(guò)程中起管家作用的物質(zhì)允許細(xì)胞消除不需要的蛋白質(zhì)或已損壞的細(xì)胞器。在饑餓、低氧及細(xì)胞毒性作用等壓力性環(huán)境下，細(xì)胞自噬作為能量來(lái)源，為機(jī)體提供氨基酸來(lái)維持細(xì)胞生存，它對(duì)細(xì)胞存活、代謝及生長(zhǎng)等不同生物學(xué)功能發(fā)揮了關(guān)鍵作用。還有研究顯示細(xì)胞自噬與一系列生理及病理生理行為相關(guān)，如老化、肌肉疾病、神經(jīng)退行性疾病及癌癥等。雖然人們多認(rèn)為自噬是在不利環(huán)境下機(jī)體提高細(xì)胞存活時(shí)間的一種保護(hù)性機(jī)制，但近期研究顯示細(xì)胞過(guò)度自噬會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡。在現(xiàn)階段通常將程序性細(xì)胞死亡（PCD）分為三型，Ⅰ型PCD為凋亡，Ⅱ型為程序性細(xì)胞死亡即自噬，Ⅲ型為程序性細(xì)胞壞死。隨著細(xì)胞死亡相關(guān)研究的深入，Degtere在2005年首次提出了壞死性凋亡的概念。壞死性凋亡是一種不依賴于caspase和Bcl-2，也不出現(xiàn)線粒體的細(xì)胞色素C釋放外的新型細(xì)胞死亡途徑。起初人們認(rèn)為不同死亡方式之間潛在的細(xì)胞調(diào)節(jié)程序截然不同，然而近來(lái)的研究顯示細(xì)胞死亡的潛在機(jī)制非常復(fù)雜，在一定情況下,多種死亡方式之間相互聯(lián)系甚至相互轉(zhuǎn)化，其中關(guān)鍵的調(diào)節(jié)機(jī)制涉及到線粒體滲透性轉(zhuǎn)變（mitochondrialpermeabilitytransition,MPT）和能量。自噬可獨(dú)立拮抗或延遲細(xì)胞凋亡，這些過(guò)程在腫瘤形成過(guò)程中的相互作用尚未明確，但取決于腫瘤類型、環(huán)境以及疾病分期。細(xì)胞自噬分為3類：分子伴侶介導(dǎo)的自噬、微自噬、巨自噬。它們的基質(zhì)向溶酶體轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程各不相同。本文重點(diǎn)關(guān)注巨自噬-即經(jīng)典的自噬，這也是目前的研究熱點(diǎn)。

　　自噬過(guò)程分為多個(gè)階段，包括誘導(dǎo)、自噬體核形成、伸長(zhǎng)、完成、溶酶體溶解、降解以及再循環(huán)。這些階段由超過(guò)30種自噬相關(guān)（Atg）基因調(diào)節(jié)。當(dāng)出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)不良、缺氧和（或）接受化療時(shí)，Atg1復(fù)合體激活，導(dǎo)致平板膜池、吞噬泡形成，或通過(guò)激活Vps34構(gòu)成的復(fù)合體導(dǎo)致隔離膜及囊泡核形成，其中Vps34由磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）和自噬蛋白芐氯素1共同構(gòu)成。Vps34構(gòu)成的復(fù)合體還參與囊泡運(yùn)輸過(guò)程。這些復(fù)合體相互作用及其他因子共同協(xié)助為自噬小體的形成提供所需蛋白及脂質(zhì)。經(jīng)過(guò)伸長(zhǎng)后，自噬小體形成。自噬小體伸長(zhǎng)過(guò)程是由2個(gè)類泛素系統(tǒng)介導(dǎo)的。第1個(gè)系統(tǒng)參與了由類E1酶及Atg7介導(dǎo)的Atg12、Atg5及Atg16復(fù)合體的形成。第2個(gè)系統(tǒng)調(diào)節(jié)微管相關(guān)蛋白1輕鏈3（LC3-I/Atg8）與磷脂酰乙醇胺（PE）的結(jié)合。LC3首先被合成為未加工形式，即前體LC3，隨后經(jīng)蛋白水解為L(zhǎng)C3-Ⅰ。LC3-Ⅰ經(jīng)蛋白酶Atg4裂解為PE共軛形式LC3-Ⅱ，并由細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至自噬體膜內(nèi)。LC3是目前所知唯一的自噬體標(biāo)志物。在該階段，溶酶體溶解并釋放自噬體，形成自噬溶酶體。最后，蛋白在自噬溶酶體中降解為氨基酸并釋放入細(xì)胞質(zhì)。自噬終產(chǎn)物可用于蛋白合成或經(jīng)線粒體電子傳遞鏈氧化產(chǎn)生三磷酸腺苷為細(xì)胞供能。

　　目前，自噬對(duì)腫瘤的作用引起了科學(xué)界的極大興趣，因?yàn)樵S多化療藥物可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞自噬。據(jù)張志才等研究發(fā)現(xiàn)，化療藥物順鉑能有效誘導(dǎo)骨肉瘤MG-63細(xì)胞發(fā)生自噬,且在不同的作用時(shí)間與凋亡呈現(xiàn)出相反的效應(yīng),即在早期,自噬作為一種防御機(jī)制發(fā)揮了保護(hù)作用；在順鉑作用后期，作為另一種死亡形式和凋亡一起促進(jìn)細(xì)胞死亡?？傮w來(lái)說(shuō)，化療作為腫瘤的標(biāo)準(zhǔn)治療方法已有50年歷史，是多種腫瘤最有效的治療方法。過(guò)去人們認(rèn)為藥物誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的機(jī)制只有凋亡與壞死。如今研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞自噬也是誘導(dǎo)細(xì)胞死亡機(jī)制之一。

　　“自噬性細(xì)胞死亡”是一種重要的細(xì)胞死亡形式，它是由細(xì)胞自噬（細(xì)胞消耗）水平過(guò)度導(dǎo)致的細(xì)胞內(nèi)容物的大量降解。這種細(xì)胞死亡類型存在大量的自噬標(biāo)志物以及特有的形態(tài)特征。通常，細(xì)胞自噬的形態(tài)學(xué)特征為染色質(zhì)凝聚缺失及胞質(zhì)空泡形成。相反，凋亡的特征為染色質(zhì)凝聚、胞質(zhì)膜出泡及凋亡小體形成。此外，自噬過(guò)程中無(wú)半胱天冬酶參與，它可特征性將LC3-Ⅰ酶切并脂化為L(zhǎng)C3-Ⅱ，并降解另一種重要的蛋白p62/SQSTM1。與之相反，凋亡是一個(gè)半胱天冬酶依賴的過(guò)程，該過(guò)程涉及DNA降解及細(xì)胞破裂。最后，在自噬過(guò)程中，自噬細(xì)胞的溶酶體系統(tǒng)可破壞并清除自噬囊泡，而在凋亡過(guò)程中，凋亡小體被機(jī)體巨噬細(xì)胞識(shí)別并吞噬。

　　2骨肉瘤自噬的調(diào)節(jié)

　　目前研究發(fā)現(xiàn)多種機(jī)制可調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬過(guò)程。其中PI3K/AKT/mTOR通路引起了研究者的廣泛關(guān)注。哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）在細(xì)胞的增殖、生長(zhǎng)、分化過(guò)程中起著中心調(diào)控點(diǎn)的作用，一直被認(rèn)為是抗腫瘤藥物的重要靶點(diǎn)。mTOR激酶位于營(yíng)養(yǎng)傳感器PI3K的下游，可在機(jī)體營(yíng)養(yǎng)不良時(shí)反應(yīng)性下調(diào)自噬作用。該過(guò)程是由細(xì)胞代謝所必須的多種蛋白磷酸化完成的。當(dāng)機(jī)體處于正常營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)時(shí)，激活PI3K/AKT/mTOR通路抑制自噬作用，細(xì)胞正常增殖；而當(dāng)細(xì)胞供養(yǎng)不足或在壓力狀態(tài)下，機(jī)體抑制mTOR并激活自噬作用。一項(xiàng)基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)，mTOR靶向藥物FIM-A可通過(guò)干預(yù)mTOR信號(hào)通路相關(guān)因子對(duì)骨肉瘤MG-63細(xì)胞的增殖發(fā)揮顯著的抑制作用。

　　骨肉瘤患者體內(nèi)最常見(jiàn)的自噬誘導(dǎo)機(jī)制為通過(guò)上游其他介質(zhì)介導(dǎo)Beclin1的激活。Beclin1自噬相關(guān)關(guān)鍵調(diào)控因子（Barkor）是一種克隆自噬特異性蛋白，在U2OS人骨肉瘤細(xì)胞的自噬誘導(dǎo)中起到關(guān)鍵作用：在饑餓狀態(tài)下，Barkor基因沉默U2OS細(xì)胞LC3-Ⅱ及自噬體合成減少，從而細(xì)胞自噬減少。使Barkor再表達(dá)后細(xì)胞自噬活動(dòng)增加。這種情況下，Barkor可直接與Beclin1相互作用并與UV放射抵抗基因產(chǎn)物（UVRAG）競(jìng)爭(zhēng)，從而誘導(dǎo)細(xì)胞自噬。其中，UVRAG為連結(jié)于Vps34復(fù)合體的附加基因。除此之外，經(jīng)抗腫瘤化合物2-甲氧基雌二醇處理過(guò)的人SaOS骨肉瘤細(xì)胞可上調(diào)p53的靶基因，即受損調(diào)節(jié)自噬調(diào)節(jié)劑（DRAM），并增加c-JunNH2端激酶（JNK）的活性，這反過(guò)來(lái)可誘導(dǎo)Bcl-2的磷酸化作用，并激活Beclin1/Vps34復(fù)合體，從而激活細(xì)胞自噬。低氧是實(shí)體瘤的共同特點(diǎn)，研究顯示它可無(wú)需低氧信號(hào)介質(zhì)即低氧誘導(dǎo)因子（HIF）而通過(guò)某種機(jī)制促進(jìn)一種多功能信號(hào)采集貯存蛋白1（SQSTM11/p62）的降解，從而誘導(dǎo)細(xì)胞自噬。進(jìn)一步研究顯示，視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤（Rb）基因可抑制E2轉(zhuǎn)錄因子1（E2F1）的表達(dá)，反過(guò)來(lái)下調(diào)Bcl-2，從而激活Beclin1/Vps34復(fù)合體，進(jìn)而激活骨肉瘤細(xì)胞自噬。Jiang等將Rb引入SaOS-2人骨肉瘤細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)Beclin-1表達(dá)升高，證實(shí)其可誘導(dǎo)細(xì)胞自噬。實(shí)驗(yàn)觀察到mTOR磷酸化中無(wú)相關(guān)改變，提示Rb誘導(dǎo)的細(xì)胞自噬與其關(guān)系不大，而與E2F1介導(dǎo)的Bcl-2表達(dá)相關(guān)。此外，受體相互作用蛋白3（RIP3）是一種重要的壞死介質(zhì)，有研究顯示它參與了以保護(hù)性機(jī)制激活U2OS人骨肉瘤細(xì)胞自噬。此外，高遷移率族蛋白1（HMGB1）是一種染色體綁定核蛋白，它可控制Beclin1/Vps34復(fù)合體的形成并降低骨肉瘤細(xì)胞對(duì)化療的敏感度，從而誘導(dǎo)細(xì)胞自噬。

　　信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄活化因子3（signaltransducersandactivatorsoftranscription,STAT3）是STAT家族重要成員之一，在腫瘤的增殖、分化和血管形成中發(fā)揮著重要作用。在正常組織細(xì)胞中，STAT3僅有少量和短暫的表達(dá)，而在多種惡性腫瘤組織中則表現(xiàn)為持續(xù)性的高表達(dá)。陳曉東等研究證實(shí)，骨肉瘤組織中存在STAT3的高表達(dá)，STAT3的表達(dá)不僅與其分期有關(guān)，而且與有無(wú)軟組織浸潤(rùn)有關(guān)，通過(guò)對(duì)骨肉瘤的血管形成的促進(jìn)而發(fā)揮。近年來(lái)微小RNA（miRNAs）與自噬相關(guān)性備受關(guān)注，它參與了物體生長(zhǎng)發(fā)育、細(xì)胞增殖、腫瘤抑制等多種病理生理過(guò)程。據(jù)林松等研究表明，miR-101通過(guò)降低細(xì)胞自噬而影響癌細(xì)胞侵襲性從而有效抑制骨肉瘤細(xì)胞侵襲和自噬。最近發(fā)現(xiàn)PI3K/Akt/mTOR通路與人LM7及鼠K7M3骨肉瘤細(xì)胞自噬的激活相關(guān)，用吉西他濱處理骨肉瘤細(xì)胞能降低Akt及mTOR磷酸化作用以及Beclin1/Vps34復(fù)合體活性，從而誘導(dǎo)骨肉瘤細(xì)胞自噬。大量證據(jù)表明骨肉瘤細(xì)胞中存在細(xì)胞自噬。其過(guò)程涉及多個(gè)中間產(chǎn)物。盡管如此，自噬的結(jié)果最終取決于引物、腫瘤細(xì)胞類型、分期及其所處環(huán)境。

　　3自噬對(duì)骨肉瘤的影響

　　許多藥物可引起骨肉瘤的細(xì)胞自噬，導(dǎo)致腫瘤對(duì)藥物敏感度增加或誘導(dǎo)其耐藥。具體而言，研究發(fā)現(xiàn)姜黃素、水鬼蕉堿及老刺木胺（VOA）等天然產(chǎn)物可增加骨肉瘤細(xì)胞對(duì)細(xì)胞毒性化療藥物的敏感度。研究人員觀察到，VOA可誘導(dǎo)多重耐藥（MDR）U2OS人骨肉瘤細(xì)胞的自噬行為。阿霉素治療MDRU2OS時(shí)加入VOA可提高細(xì)胞死亡率。治療前使用自噬抑制劑，或使用siRNA轉(zhuǎn)染骨肉瘤細(xì)胞Atg基因，可調(diào)控細(xì)胞自噬，從而降低VOA對(duì)阿霉素導(dǎo)致的細(xì)胞毒性作用。研究發(fā)現(xiàn)，BH3類似物、GX15-070也可促進(jìn)U2OS人骨肉瘤細(xì)胞死亡。使用自噬抑制劑3-甲基腺嘌呤及氯喹通過(guò)2種不同機(jī)制進(jìn)行治療可加強(qiáng)GX15-070的細(xì)胞毒性。有趣的是，順鉑、阿霉素及甲氨蝶呤這三種化療藥均為骨肉瘤標(biāo)準(zhǔn)治療方案，文獻(xiàn)報(bào)道其可誘導(dǎo)骨肉瘤細(xì)胞自噬并通過(guò)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞化療抵抗來(lái)提高腫瘤細(xì)胞存活率。

　　總之，自噬在腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物敏感度及抵抗性方面起著復(fù)雜的作用。自噬在骨肉瘤中有著雙重作用，既能增加腫瘤細(xì)胞的耐藥性而提高腫瘤細(xì)胞的存活率，也是化療藥物誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生死亡的機(jī)制之一。