GANT61对子宫颈癌HeLa细胞凋亡的影响及其机制的探讨

1. Hh信号通路的构成及传导机制：

Hh信号通路在胚胎发育过程中起着重要作用，Hh信号通路主要由Hh配体、跨膜蛋白、12 次跨膜受体patched（Ptch）、7 次跨膜蛋白smoothened（Smo）蛋白和转录因子Gli 及其下游靶基因构成，Gli家族有3种同源基因，分别为Gli⁃1、Gli⁃2、Gli⁃3，其中Gli⁃1是Hh信号通路末端最重要的转录因子，Gli⁃1表达增加标志着Hh信号通路的激活［5］。正常情况下，Hh信号通路处于静止状态，Ptch和Smo结合后使得Smo无法激活转录因子Gli⁃1，当Hh信号通路被激活时，Hh配体与Ptch结合，解除Ptch对Smo的抑制，进而Smo与转录因子Gli⁃1结合并激活Gli⁃1，导致Gli⁃1的表达上调［6］，Hh/Gli⁃1信号通路的传导过程可简化为Hh➝Ptch➝Smo➝Gli⁃1过程，该通路的异常激活与包括子宫颈癌在内的多种恶性肿瘤的发生、发展密切相关。

2. GANT61通过促进子宫颈癌细胞凋亡从而抑制其生长：

Gli⁃1作为Hh信号通路中重要的转录因子之一，在子宫颈癌的发生、发展过程中起着重要的作用，前期研究表明，Gli⁃1在子宫颈癌组织中呈高表达，且与临床分期、病理分级有关［2］。GANT61 作为Gli⁃1 拮抗剂，可进入细胞核阻断Gli⁃1基因的转录从而降低Hh信号通路的活性，抑制肿瘤的生长，已有研究报道，GANT61可抑制乳腺癌［7］、卵巢上皮性癌［8］、黑色素瘤［9］等恶性肿瘤的生长。本研究表明，GANT61可下调子宫颈癌HeLa 细胞中Gli⁃1蛋白和mRNA水平的表达，从而阻断Hh信号通路的传导。凋亡是细胞的1种基本生物学现象，在维持细胞生长及内环境稳态等方面有着重要的意义。在正常情况下，细胞增殖与凋亡相互协调，共同维持组织的正常生长，如果细胞凋亡受到抑制，细胞增殖与凋亡的平衡受到破坏，细胞死亡率将会降低，一旦机体不能恢复这种平衡，将导致细胞的生长失控，从而导致肿瘤的发生。本研究通过TUNEL法实验表明，GANT61可在体外促进子宫颈癌HeLa细胞的凋亡；裸鼠成瘤实验也表明，经GANT61处理过的HeLa细胞，其在裸鼠体内的成瘤能力下降，抑制了子宫颈癌细胞在裸鼠体内的生长。

3. GANT61促进子宫颈癌细胞凋亡的机制：

细胞凋亡异常是恶性肿瘤发生的主要因素之一，caspase⁃3作为细胞凋亡的中枢效应器，在细胞凋亡的启动及进程中发挥着重要作用［10］，当细胞感应到凋亡信号刺激时，一方面通过肿瘤坏死因子受体超家族6基因（Fas）蛋白与其配体（FasL）结合，启动凋亡信号通路的传导，激活caspase 级联反应，导致caspase⁃3信号通路被激活，引起细胞凋亡；另一方面，通过激活线粒体凋亡途径，释放细胞色素C，与凋亡因子相结合，激活caspase级联反应，激活caspase⁃3信号通路，引起细胞凋亡。无论通过何种方式激活细胞凋亡信号通路，最终都会引起caspase级联反应，导致caspase⁃3被激活，从而引起细胞凋亡［11］。survivin主要特异性表达于胚胎和胎儿组织中，是目前发现的效应最强的凋亡抑制基因，具有抑制细胞凋亡、促进细胞增殖、参与细胞周期调控等功能，在正常人体组织和肿瘤组织中具有高度特异性，其过度表达会引起细胞不断增殖，减少凋亡，导致肿瘤的形成和发展，抑制survivin的表达可明显促进肿瘤细胞的凋亡［12］。本研究证明，GANT61可在体内和体外促进HeLa细胞的凋亡，并可在裸鼠移植瘤组织中上调凋亡相关基因caspase⁃3的表达，下调survivin 的表达，提示，Hh 信号通路参与细胞凋亡通路的调节。