综述:卵巢癌的化学耐药性与昼夜节律的关联

《Reproductive Sciences》:Chemoresistance in Ovarian Cancer and Association with Circadian Rhythm

【字体: 时间:2026年05月07日 来源:Reproductive Sciences 2.5

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  卵巢癌(Ovarian Cancer, OC)在全球女性癌症相关死亡中占据显著比例。少数卵巢癌(多见于40岁以下女性)起源于卵巢内的生殖细胞和基质细胞,但绝大多数属于上皮性恶性肿瘤。卵巢癌的首选治疗方案包括以铂类为基础的化疗及手术干预。卵巢癌的化学耐药性(Ch

  
卵巢癌(Ovarian Cancer, OC)在全球女性癌症相关死亡中占据显著比例。少数卵巢癌(多见于40岁以下女性)起源于卵巢内的生殖细胞和基质细胞,但绝大多数属于上皮性恶性肿瘤。卵巢癌的首选治疗方案包括以铂类为基础的化疗及手术干预。卵巢癌的化学耐药性(Chemoresistance)是一个复杂难题,严重阻碍了治疗效果。多种通路参与了这一耐药过程,包括遗传因素、肿瘤微环境(TME)相互作用以及肥胖等生活方式变量。理解这些机制对于开发有效的治疗策略至关重要。昼夜节律(Circadian Rhythm)或生物钟调节着睡眠-觉醒周期、体温、激素分泌、代谢及许多生理过程。昼夜节律基因在卵巢中高表达,调控排卵。昼夜节律的破坏与卵巢癌的许多风险因素相关。本文探讨了昼夜节律与卵巢癌化疗耐药性之间的关系,并综述了在此背景下利用昼夜节律减少化疗耐药性的相关研究。
卵巢癌(Ovarian Cancer)
卵巢癌是全球女性第七大常见癌症类型,也是癌症相关死亡的第八大原因。尽管发达国家发病率较高,但近年来高收入国家发病率呈下降趋势,而低收入国家则呈上升趋势。大多数卵巢癌病例确诊时已处于晚期,这增加了治疗难度并降低了生存机会。在组织学分类上,少数病例源于生殖细胞和基质细胞,绝大多数则为上皮性恶性肿瘤,主要分为高级别浆液性、低级别浆液性、子宫内膜样、透明细胞和粘液性肿瘤五大组织学类型。家族病史是卵巢癌最重要的危险因素,其中遗传性卵巢癌主要表现为三种临床模式,均与种系突变有关:BRCA1/2基因突变相关的区域卵巢癌和乳腺-卵巢癌综合征,以及DNA错配修复(MMR)基因(如hMLH1、hMSH2)突变相关的林奇综合征II型(HNPCC)。约10%的上皮性卵巢肿瘤具有遗传基础,BRCA基因突变占90%以上。目前,下一代测序技术(NGS)的应用使得同时分析多个癌症易感基因成为可能,有助于识别健康女性的基因突变以进行风险管理,或为已患癌个体发现潜在的治疗靶点。卵巢癌的标准治疗仍为以铂类为基础的化疗联合手术,但铂类耐药仍是重大的医学难题,因此寻找稳健的生物标志物和治疗靶点至关重要。
卵巢癌化疗耐药的机制(Mechanisms Involved in Chemotherapy Resistance in Ovarian Cancer)
化疗耐药是一个多因素参与的复杂过程,主要包括以下几个层面:
  • 药物外排蛋白(Drug Efflux Proteins):ATP结合盒(ABC)超家族成员在卵巢癌耐药中扮演核心角色。其中,ABCB1(P-糖蛋白/PgP,多药耐药蛋白1/MDR1)、ABCC1(多药耐药相关蛋白1/MRP1)和ABCG2(乳腺癌耐药蛋白/BCRP)能够利用ATP将化疗药物泵出细胞,导致细胞内药物浓度降低。
  • 多药耐药(Multi-drug Resistance-MDR):MDR1基因编码的P-糖蛋白是经典的多药耐药标志。研究表明,在未接受过治疗的卵巢癌患者中,MDR1、LRP(肺耐药蛋白)和GSTP1(谷胱甘肽S-转移酶P1)的表达水平显著高于良性腺瘤患者。此外,微小RNA(miRNAs)可通过调控ABC超家族中MRP3、MRP4、MRP5和MRP7的表达参与耐药过程。
  • 肿瘤微环境(Tumour Microenvironment):肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)是卵巢肿瘤微环境中主要的免疫细胞类型。M2样TAMs通过释放细胞因子、趋化因子、酶和外泌体(携带microRNA)激活生存信号通路,增强卵巢癌细胞的侵袭潜能和化疗耐药性。TAMs通过促进巨噬细胞的促瘤极化、影响生存信号通路以及介导癌细胞中多药耐药基因的表达,导致治疗失败。
  • 表观遗传调控(Epigenetic Factors):DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA调控在耐药中起关键作用。例如,paclitaxel(紫杉醇)治疗可增强组蛋白H3乙酰化,靶向雄激素受体(AR)和ABCB1启动子,导致ABCB1基因表达和耐药表型。hnRNPA2B1与ABCC2 mRNA的5'UTR结合可增加其翻译,导致顺铂耐药。此外,DNA高甲基化导致的BRCA1/2、MLH1等抑癌基因沉默,以及Wnt/β-catenin、TGF-β通路相关基因的甲基化改变,促进了上皮-间质转化(EMT)和癌症干细胞(CSCs)的出现,从而导致铂类耐药。组蛋白去乙酰化酶(HDACs)的过表达也与不良预后相关。
  • 微小RNA(MicroRNAs):miRNAs形成双向调控环路,与昼夜钟相互作用并影响药物外排和凋亡。例如,miR-130a在顺铂耐药细胞中上调,抑制其表达可降低MDR1/P-gp并恢复敏感性;miR-27a通过靶向HIPK2促进paclitaxel耐药;miR-186通过直接靶向ABCB1增强对紫杉醇和顺铂的敏感性;而miR-34a则通过抑制HDAC1和BCL-2挽救铂类敏感性。此外,miR-9下调BRCA1增强对PARP抑制剂的敏感性,miR-490-3p降低ABCC2水平改善顺铂反应。肝白血病因子(HLF)/YAP1轴也被证实受miR-520e调控并影响卡铂反应。
  • 凋亡(Apoptosis):化疗药物主要通过诱导细胞凋亡发挥作用。耐药卵巢癌中抗凋亡蛋白(如Bcl-2)表达增加,直接阻断caspase级联反应,导致耐药。研究表明,Bcl-2表达与顺铂治疗的不良反应相关,且在多细胞球体模型中Bcl-2表达更高。
  • 自噬(Autophagy):顺铂治疗可刺激ERK(细胞外信号调节激酶)进而促进自噬性细胞死亡。但在获得性耐药的卵巢癌细胞中,ERK活化和自噬诱导均升高。抑制ERK或自噬可增强耐药细胞对顺铂诱导的凋亡,表明ERK介导的自噬可能诱导了顺铂耐药。
卵巢癌与昼夜节律的关系(The Relationship between Ovarian Cancer and Circadian Rhythm)
  • 昼夜节律(Circadian Rhythm):昼夜节律是生物体固有的约24小时周期的计时机制,受视交叉上核(SCN)中枢控制,并通过外周细胞自主时钟调节新陈代谢、DNA修复、细胞周期和凋亡等基本生命活动。其核心分子机制由CLOCK(昼夜 locomotor output cycles kaput)、BMAL1(Brain and Muscle ARNT-Like 1)、NPAS2等转录因子启动Period(Per1/2)和Cryptochrome(Cry1/2)的转录,随后PER和CRY蛋白积累并反馈抑制CLOCK-BMAL1介导的转录,形成负反馈环。REV-ERBα(由NR1D1编码)则在白天抑制BMAL1转录。
  • 昼夜节律对卵巢癌的影响(Effects of Circadian Rhythm on Ovarian Cancer):研究表明,夜班工作与50岁以上女性浸润性和交界性卵巢肿瘤(尤其是浆液性和粘液性亚型)的发病率升高相关。昼夜节律基因在卵巢中高表达并调控排卵。全基因组关联研究发现,BMAL1基因中的SNP(rs117104877)与卵巢癌风险显著相关,功能性研究显示cMYC过表达导致BMAL1表达下调及卵巢表面上皮细胞转化增强。近期多组学分析进一步证实,核心时钟基因(ARNTL/BMAL1, CLOCK, CRY1/2, PER1/2/3, NR1D1, RORA)在卵巢肿瘤中存在异常甲基化模式,导致其表达低于正常组织。其中,PER2的高甲基化下调预示着较低的铂类敏感性和较差的生存率,而PER3和CRY1的上调则与不良预后相关。mRNA水平分析也显示,ARNTL, CRY2, NR1D1, PER1, PER3, RORA在癌组织中表达降低,RORC表达升高。
卵巢癌中的化疗耐药与昼夜节律(Resistance to Chemotherapy and Circadian Rhythm in Ovarian Cancer)
多项研究揭示了特定时钟基因与化疗反应的直接联系:
  • CLOCK基因:在顺铂耐药的CP70和SKOV3/DDP细胞系中,CLOCK基因和蛋白表达显著高于敏感株A2780。随着顺铂浓度的增加,CLOCK蛋白表达呈剂量依赖性增高。利用RNA干扰抑制耐药细胞中CLOCK的表达后,顺铂对细胞生长的抑制作用显著增强,并诱导了更多凋亡。机制研究表明,CLOCK通过影响自噬(autophagy)和细胞周期G0/G1期阻滞,调控耐药基因(如P-gp, MRP2)的表达。敲低CLOCK可降低LC3、P-gp和MRP2的水平,从而增加细胞对顺铂的敏感性。
  • PER2基因:与CLOCK相反,PER2在耐药细胞(SKOV3/CDDP)中因启动子高甲基化而表达显著降低。PER2的过表达可通过抑制PI3K(Phosphoinositide 3-Kinase)/AKT(Protein Kinase B)信号通路,增强caspase-3和E-cadherin的表达,同时抑制MDR1的表达,从而显著促进顺铂诱导的细胞死亡并抑制肿瘤增殖。在体内实验中,PER2过表达的移植瘤小鼠肿瘤质量明显下降。反之,敲低PER2则产生相反的效果。
  • 临床与整体机制:针对夜班工作者的病例对照研究和小鼠模型显示,昼夜节律紊乱导致IL-6、PD-1、PD-L1表达升高,而TNF-α、PER1、PER2表达降低,进而影响化疗疗效。综合机制图表明,CLOCK的过表达激活PI3K/AKT信号级联,进而上调外排转运蛋白MDR1/ABCB1,导致顺铂耐药和凋亡抑制;而PER1/2的下调则通过减少促凋亡信号(Caspase-3↓)和增加抗凋亡因子(BCL-2↑)以及降低E-cadherin来促进增殖和耐药。基因网络分析也证实了昼夜节律基因模块与凋亡调控模块及化疗耐药/生存通路模块之间存在密切的物理互作和共表达关系。
综上所述,该论文系统阐述了卵巢癌化疗耐药的多重机制,并深入论证了昼夜节律系统(特别是CLOCK和PER2基因)通过调控PI3K/AKT通路、药物外排转运体(ABCB1/MDR1)、凋亡平衡以及表观遗传状态,在卵巢癌发生发展和化疗耐药中发挥的关键作用,为克服卵巢癌耐药提供了新的潜在生物标志物和治疗靶点。
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