IL6在前列腺癌中的作用进展

    作者：张小鹏 张长城    作者单位：1.443002 湖北宜昌,三峡大学医学院；2.植物与天然产物研究与利用湖北省重点实验室     【关键词】  IL6 前列腺癌

    IL6是一种多功能细胞因子，在多种生理病理过程中发挥广泛作用，并且与多种肿瘤的发生发展关系密切。因此，我们就IL6在前列腺癌中的作用进行综述，以期深入了解前列腺癌的发病机理，寻找有效的治疗措施。

    1  IL6及其受体简介

    人类的IL6是由184个氨基酸组成的糖蛋白,分子量约22～29 kDa。IL6由单核/巨噬细胞、内皮细胞、活化T淋巴细胞及肿瘤细胞等产生。IL6的膜受体由约80 kDa的α亚基（IL6 Rα）和130 kDa的信号传导链gp130构成，广泛表达于活化肝细胞、成纤维细胞、单核/巨噬细胞及肿瘤细胞等。IL6膜受体可形成可溶性受体sIL6 Rα（约50 kDa）和sgp130（约100 kDa）。IL6首先识别并结合细胞膜上的IL6 Rα，形成IL6IL6 Rα复合物，此复合物再与gp130结合，导致gp130同源二聚化，经JAKSTAT等信号通路，发挥多种生物效应。sIL6Rα与IL6结合形成IL6sIL6 Rα复合物，结合于gp130，向细胞内传递信号，协助IL6 Rα的信号传递。与之相反，sgp130与gp130竞争性结合IL6IL6 Rα复合物，抑制IL6的信号传递。

    2  IL6对前列腺癌的作用

    IL6调节多种细胞功能，包括细胞增殖、细胞分化及血细胞生成等。在前列腺癌，IL6能在局部形成自分泌/旁分泌环，IL6的旁分泌作用抑制前列腺癌细胞增殖和诱导细胞分化，而自分泌作用刺激前列腺癌细胞生长。

    2.1  IL6及其受体在前列腺癌的表达

    不同前列腺癌细胞产生IL6的能力不同，激素非依赖性细胞株DU145、TSU和PC3能大量分泌IL6，而激素依赖性细胞株LNCaP分泌量极少。前列腺癌细胞也自分泌细胞因子，调节IL6的产生，如前列腺癌细胞产生的TGFβ1可以通过Smad2、p38NFκB、JNKcJunAP1和RasRafMEK1级联协同作用，刺激IL6表达和分泌[1]。前列腺癌细胞均表达IL6Rα和gp130，并且gp130的表达与前列腺癌Gleason评分呈正相关[2]。前列腺癌细胞产生sIL6R，并且在前列腺癌患者血清中sIL6R水平升高[3]。

    2.2  IL6的旁分泌抑制作用

    目前，研究IL6对LNCaP细胞株作用的报道比较详细，对其他细胞株的较少。外源性IL6（旁分泌作用）明显抑制LNCaP细胞生长和使其神经内分泌分化（NE分化）。NE分化细胞的形态变化包括细胞体变小变圆、神经样分支化和突起、具有分泌小泡等。而且，IL6能使LNCaP细胞的嗜铬蛋白A、神经元特异性烯醇酶、βIII微管蛋白等NE标志蛋白表达增加，同时雄激素受体（AR）信号途径减少。WANG Qing cai等[4]研究发现，IL6诱导LNCaP细胞NE分化的效果显著，IL6移走4周后，细胞仍然维持NE分化状态，并且发现IL6的细胞G0期阻滞和诱导NE分化作用是导致LNCaP和DU145移植瘤生长抑制的主要原因。 因此，外源性的IL6通过旁分泌机制发挥的生长抑制和诱导NE分化作用，可能是其抑制前列腺肿瘤生长的基本作用机制。目前，IL6对前列腺癌细胞周期阻滞时周期蛋白、周期蛋白依赖性蛋白激酶及其抑制因子等靶点的研究鲜有报道，加强此方向的研究可能会进一步阐明IL6的作用机制。

    2.3  IL6的自分泌生长刺激作用

    前列腺癌细胞表达和分泌IL6，特别是激素非依赖性细胞株DU145、TSU和PC3能分泌大量的IL6。自分泌的IL6发挥明显的生长刺激作用，可能与这些细胞具有耐受药物、抵抗凋亡等恶性特征密切相关。而且，前列腺癌细胞自分泌IL6的能力受到多种因素调节。例如，LNCaP细胞几乎不自分泌IL6，但在长期外源性IL6 处理后, LNCaP细胞能自分泌IL6，刺激LNCaP细胞生长，此时，细胞NE 特征消失，AR信号激活[5]。但是，关于自分泌IL6对前列腺癌的生长刺激作用仅通过IL6特异性拮抗剂等间接证实，且作用机制研究较少，需要更加深入研究。

    目前较流行的观点是：外源性IL6短时间内能阻滞前列腺癌细胞于G0期，抑制细胞增殖，同时诱导细胞NE分化，从而抑制前列腺肿瘤生长。时间变长则促使细胞自分泌IL6，发挥生长刺激作用，这种从旁分泌生长抑制因子到自分泌生长因子的角色转变，在前列腺癌演进中起重要作用。

    3  IL6在前列腺癌细胞作用的机制

    IL6的多功能特性暗示其除经典的JAKSTAT通路外，尚存在其它的通路。在前列腺癌中，IL6的转导通路包括JAKSTAT、PI3KAkt等，详述如下。

    3.1  JAKSTAT信号转导通路

    JAKSTAT通路起始于细胞因子受体，用极少量偶合元件将信号从细胞膜直接传递到细胞核，IL6等细胞因子利用这一通路传递信号。研究显示，IL6诱导前列腺癌LNCaP和PC3细胞的生长抑制和NE分化都是由JAKSTAT通路介导，尤其是STAT3起主要作用[6]，并且IL6能促进C/EBP δ与活化STAT3的正反馈[7]，C/EBP δ表达增加在LNCaP细胞生长阻滞中起重要作用。IL6激活的STAT3与AR的表达和作用密切相关，STAT3表达增加能促进STAT3和AR相互作用形成ARSTAT3复合物，增加EGF诱导的AR转录激活[8]，增强雄激素应答。STAT3尚能调节VEGF的表达，它能和缺氧可诱导的因子1α同时结合到VEGF启动子，与转录共活化物CBP/p300和Ref1/APE形成分子络合物，增加VEGF转录和表达[9]，促进前列腺肿瘤的血管形成和生长。另外，STAT3的磷酸化/非磷酸化的作用也能影响NFκ B信号的激活[10]。因此，JAKSTAT通路是IL6作用的主要信号通路，IL6诱导STAT3活化，进一步激活多个下游区分子，并且与其他信号通路相互联系，发挥效应。

    3.2  PI3K/AKt信号转导通路

    PI3K/Akt激酶通路与糖代谢、基因表达、细胞增殖和凋亡等多种生物学过程有密切关系，IL6可能通过PI3K/Akt通路调控前列腺癌细胞的生长及NE分化等行为。在LNCaP和PC3细胞，IL6能够上调PI3K调节亚基p85酪氨酸磷酸化，促进p85和gp130共沉淀，直接表明IL6诱导PI3K信号转导通路活化[11]，释放抗凋亡信号。IL6也可通过PI3KAkt通路抑制前列腺癌的AR转录激活[12]，影响雄激素应答，而且IL6诱导LNCaP细胞NE分化也与PI3K通路激活有关[13]。

    3.3  MAPK信号转导通路

    细胞因子可通过膜受体介导的MAPK信号通路，控制细胞的增殖、分化、分泌和代谢。在前列腺癌，IL6 的作用也依赖MAPK通路。IL6通过MAPK通路提高AR配体依赖和不依赖性激活[12]，加强雄激素应答，从而促进前列腺癌生长。Yohei Shida等[14]发现IL6介导的PC3和DU145细胞雄激素非依赖性增殖受SAPKs信号通路调节，特别是通过p38MAPK信号通路激活，并且SAPKs信号涉及PC3和DU145细胞的IL6分泌。

    3.4  p53 、Etk等其他通路

    IL6在前列腺癌的作用与酪氨酸激酶Etk、p53和Pim1等关系密切。Pim1激酶和p53竞争酪氨酸激酶Etk的SH3结构域的结合位点，并激活Etk激酶，抑制p53Etk复合物的形成[15]，阻断了一条p53介导的重要凋亡通路。而IL6自分泌环调节Etk和Pim1激酶的表达和活性，通过Pim1激活Etk，共同激活AR[16]。以上结果表明IL6的作用与p53、Etk和Pim1密切相关，而且，Lee SO等[5]研究外源性IL6诱导前列腺癌细胞NE分化时发现，IL6促进前列腺癌细胞表达p53。因此，我们相信p53、Etk等参与了IL6在前列腺癌的作用过程。

    4  针对IL6信号转导通路靶点的干预研究

    为了寻找治疗前列腺癌的有效药物，针对IL6信号通路的多个靶点进行了大量研究。研究表明，单克隆抗IL6抗体CNTO328能阻断IL6作用，显著抑制LNCaP细胞增殖，同时抑制移植瘤生长[17]。SOCS是JAK/STAT信号通路的负调节分子，SOCS1类似物Tkip能结合到前列腺癌DU145和LNCaP细胞的JAK2自磷酸化作用位点，抑制STAT3激活，显著抑制DU145和LNCaP细胞增殖，使细胞S期阻滞，而且减少cyclin D1的水平[18]，表明抑制JAK2，可以产生良好的抑制前列腺癌作用。进一步研究发现，在前列腺癌DU145和NRP154细胞，JAK1、2激酶特异性抑制剂仅抑制部分细胞生长，而STAT3特异性抑制剂有效抑制全部细胞生长[19]，因此推测STAT3是合适的前列腺癌治疗靶点。并且，针对STAT3的RNA干预[20]以及使用野生型p53蛋白[21]均能显著抑制前列腺癌细胞的STAT3激活和STAT3的DNA结合活性，从而有效抑制前列腺癌细胞的生长和诱导细胞凋亡。对MAPK通路的干预研究也取得一定成果，如调节p42/44 MAPK 活性可以抑制PC3细胞合成和分泌IL6[22]。还有研究采用靶向NFκB的分子介入有效地阻滞了前列腺癌细胞自分泌IL6[23]，表明靶向NFκB的分子介入也可能在前列腺癌治疗中发挥作用。因此，随着IL6在前列腺癌作用机制的深入，研究也将不断有新的治疗靶点被发现。

    总之，IL6通过JAKSTAT通路、PI3K/AKt通路、MAPK通路、p53通路和NFκ B通路等，发挥抑制或促进前列腺癌细胞增殖、诱导其分化的作用。针对IL6的研究很有希望为前列腺癌的治疗增加新的手段。因此，IL6在前列腺癌的具体作用及机制仍需进一步探索，针对IL6治疗前列腺癌也需深入研究。

【参考文献】[1]  Park JI, Lee MG, Cho K, et al.Transforming growth factorβ1 activates interleukin6 expression in prostate cancer cells through the synergistic collaboration of the Smad2,p38NFκB, JNK, and Ras signaling pathways[J] .Oncogene ,2003,22(28):43144332.

[2] Royuela M, Ricote M, Parsons MS,et al. Immunohistochemical analysis of the IL6 family of cytokines and their receptors in benign, hyperplasic,and malignant human prostate[J]. J Pathol,2004,202(1):4149.

[3] Pina F,Figueiredo G,Lunet N,et al.Soluble receptor of human cytokine IL6 (sIL6R) on 123 patients with untreated prostate cancer (PCa) [J]. Eur urol suppl,2006,5(2):275.

[4]Wang QC, Horiatis D,Pinski J. Interleukin6 inhibits the growth of prostate cancer xenografts in mice by the process of neuroendocrine differentiation[J]. International Journal Of Cancer, 2004,111(4):508513.

[5] Lee SO,Chun JY,Nadiminty N,et al.Interleukin6 undergoes transition from growth inhibitor associated with neuroendocrine differentiation to stimulator accompanied by androgen receptor activation during LNCaP prostate cancer cell progression[J].Prostate,2007,67 (7):764773.

[6] Spiotto MT,Chung TD.STAT3 mediates IL6induced neuroendocrine differentiation in prostate cancer cells[J].The Prostate, 2000,42(3):186195.

[7] Sanford DC, DeWille JW.C/EBP delta is a downstream mediator of IL 6 induced growth inhibition of prostate cancer cells[J].Prostate, 2005, 63(2):143154.

[8] Aaronson DS,Muller M,Neves SR,et al.An androgenIL6STAT3 autocrine loop reroutes EGF signal in prostate cancer cells [J].Molecular and Cellular Endocrinology, 2007,270(12):5056.

[9] Gray MJ, Zhang J, Ellis LM, et al .HIF1a, STAT3, CBP/p300 and Ref1/APE are components of a transcriptional complex that regulates Srcdependent hypoxiainduced expression of VEGF in pancreatic and prostate carcinomas[J].Oncogene, 2005,24(19):31103120.

[10]Yang J,Liao X,Agarwal MK,et al.Unphosphorylated STAT3 accumulates in response to IL6 and activates transcription by binding to NFκB[J].Genes Dev,2007,21(11):13961408.

[11]Chung TD, Yu JJ, Kong TA,et al.Interleukin6 activates phosphatidylinositol3 kinase, which inhibits apoptosis in human prostate cancer cell lines[J].Prostate, 2000,42(1):17.

[12]Yang L, Wang L, Lin HK,et al.Interleukin6 differentially regulates androgen receptor transactivation via PI3KAkt, STAT3, and MAPK, three distinct signal pathways in prostate cancer cells[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2003,305(3):462469.

[13]Xie S, Lin HK, Ni J,et al.Regulation of interleukin6mediated PI3K activation and neuroendocrine differentiation by androgen signaling in prostate cancer LNCaP cells[J]. Prostate, 2004,60(1):6167.

[14]Shida Y, Igawa T, Hakariya T, et al. p38MAPK activation is involved in androgenindependent proliferation of human prostate cancer cells by regulating IL6 secretion[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2007, 353(3):744749.

[15]Xie Y,Yu K,Dai B,et al. The 44 kDa pim 1 kinase directly interacts with tyrosine kinase etk/bmx and protects human prostate cancer cells from apoptosis induced by chemotherapeutic drugs[J].Oncogene,2006,25 (1):7078

[16]Kim O, Jiang T, Xie Y,et al.Synergism of cytoplasmic kinases in IL6induced ligandindependent activation of androgen receptor in prostate cancer cells[J]. Oncogene,2004,23(10):18381844.

[17]Steiner H, Cavarretta IT, Moser PL, et al.Regulation of growth of prostate cancer cells selected in the presence of interleukin6 by the antiinterleukin6 antibody CNTO328[J]. Prostate,2006,66 (16):17441752.

[18]Flowers LO,Subramaniam PS,Johnson HM,et al. A SOCS1 peptide mimetic inhibits both constitutive and IL6 induced activation of STAT3 in prostate cancer cells[J].Oncogene,2005,24(12):21142120.

[19]Barton BE, Karras JG, Murphy TF, et al. Signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) activation in prostate cancer:Direct STAT3 inhibition induces apoptosis in prostate cancer lines[J].Mol Cancer Ther,2004,3(1):1120.

[20]Lee SO, Lou W, Qureshi KM,et al.RNA interference targeting STAT3 inhibits growth and induces apoptosis of human prostate cancer cells[J].Prostate, 2004,60(4):303309.

[21]Lin J, Tang H, Jin X,et al. p53 regulates STAT3 phosphorylation and DNA binding activity in human prostate cancer cells expressing constitutively active STAT3 [J].Oncogene, 2002,21(19):30823088.

[22]Koul S, Huang M, Chaturvedi L, et al. p42/p44 mitogenactivated protein kinase signal transduction pathway regulates interleukin6 expression in PC3 cells, a line of hormonerefractory prostate cancer cells[J].Ann N Y Acad Sci,2004,1030:253257.

[23]Xiao W, Hodge DR,Wang L,et al.Cooperative functions between nuclear factors NFκB and CCAT/enhancerbinding proteinβ(C/EBPβ) regulate the IL6 promoter in autocrine human prostate cancer cells[J].Prostate,2004,61(4):354370.