內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）是分泌和跨膜蛋白合成、折疊和修飾的中心細胞器。ER中的蛋白質(zhì)處理、修飾和折疊是決定細胞功能、命運和生存的嚴格調(diào)控過程。在幾種腫瘤類型中，不同的致癌、轉(zhuǎn)錄和代謝異常協(xié)同作用，產(chǎn)生不利的微環(huán)境，破壞腫瘤細胞和間質(zhì)細胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)，以及浸潤淋巴細胞。

這些變化引發(fā)了持續(xù)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激狀態(tài)，已經(jīng)證明這種應(yīng)激狀態(tài)控制著癌細胞的多種促腫瘤屬性，同時動態(tài)地重新編程固有免疫細胞和適應(yīng)性免疫細胞的功能。ER應(yīng)激傳感器及其下游信號通路的異常激活已成為腫瘤生長和轉(zhuǎn)移以及對化療、靶向治療和免疫治療反應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。

TME中ER應(yīng)激的常見驅(qū)動因素

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)折疊和修飾是一個高度調(diào)控的過程。然而，各種內(nèi)源性和外源性應(yīng)激可以破壞細胞器中的蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)，導致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。未折疊蛋白反應(yīng)（UPR）是一種高度保守的適應(yīng)性機制，有三個分支協(xié)調(diào)對未折疊或錯誤折疊蛋白質(zhì)的有害累積的反應(yīng)。它們包括：需肌醇酶1α（IRE1α）、類PRKR ER激酶（PERK）和激活轉(zhuǎn)錄因子6（AFT6）。                           

TME中豐富的多種應(yīng)激源動態(tài)地干擾了惡性細胞和間質(zhì)細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)折疊能力。

缺氧：缺氧是TME的一個常見特征，它擾亂內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)。蛋白質(zhì)合成過程中二硫鍵的形成可以在沒有氧氣的情況下發(fā)生，但翻譯后折疊或異構(gòu)化是氧依賴的過程。此外，缺氧限制了氧依賴性內(nèi)質(zhì)網(wǎng)局部氧化還原酶ERO1α的功能，這是形成二硫鍵和蛋白質(zhì)折疊所必需的。

營養(yǎng)：與正常能量需求相比，代謝應(yīng)激以營養(yǎng)供應(yīng)不足或過量為特征，很容易破壞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)。葡萄糖和谷氨酰胺的有效性與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激密切相關(guān)。

活性氧：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的蛋白質(zhì)折疊很大程度上依賴于這個細胞器的氧化還原狀態(tài)。細胞內(nèi)活性氧（ROS）的積累對外界條件的反應(yīng)或由不同的信號事件引起，可以極大地擾亂內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白表達。

低pH：癌細胞利用有氧糖酵解作為中心代謝途徑，從而產(chǎn)生乳酸，降低周圍微環(huán)境的pH值。

腫瘤細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)

UPR在腫瘤轉(zhuǎn)化和腫瘤生長中的作用

致癌轉(zhuǎn)化是一個多步驟的過程，它利用UPR來克服各種障礙。正常上皮細胞中MYC的過度激活會產(chǎn)生大量的蛋白毒性應(yīng)激，并導致細胞存活率下降。然而，在包括淋巴瘤、神經(jīng)母細胞瘤、前列腺癌和乳腺癌在內(nèi)的多種人類癌癥中，經(jīng)受MYC誘導應(yīng)激的細胞表現(xiàn)出UPR活性的增強。因此，完全激活的UPR對于適應(yīng)由MYC驅(qū)動的癌基因轉(zhuǎn)化引起的壓力至關(guān)重要。         

突變體RAS是另一個與UPR相互作用的致癌驅(qū)動因素。獲得性耐藥使KRAS突變型肺癌細胞能夠繞過典型的KRAS效應(yīng)器，但需要過度活躍的AXL/eIF4E，增加ER中的蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)，以及ER應(yīng)激緩解UPR生存途徑的適應(yīng)性激活，HSP90維持其完整性。HSP90抑制劑可以協(xié)同增強MTA和trametinib的抗腫瘤作用。

分子伴侶結(jié)合免疫球蛋白（BiP）在多種人類癌癥中過度表達，并通過多種機制促進腫瘤生長，如促進生長因子成熟和分泌、抑制細胞凋亡和促進血管生成。因此，BiP被認為是治療人類癌癥的一個有吸引力的靶點。

PERK利用各種機制來調(diào)節(jié)腫瘤的進展。首先，它的一個關(guān)鍵功能是通過增加抗氧化劑谷胱甘肽的生物合成來控制氧化應(yīng)激。第二，PERK–eIF2α軸減弱整體轉(zhuǎn)錄并增強自噬作用，以促進MYC驅(qū)動的淋巴瘤中的細胞保護性UPR功能。第三，PERK和GCN2都被MYC激活以磷酸化eIF2α并誘導ATF4。

UPR在轉(zhuǎn)移和休眠中的作用

一些研究表明PERK–eIF2α軸抑制失巢，是腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移所必需的。PERK在經(jīng)歷上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）的細胞中也被選擇性激活，其分泌能力增強。在原發(fā)性腫瘤中，轉(zhuǎn)移細胞在循環(huán)和遠處組織中的氧化應(yīng)激水平高于癌細胞。代謝適應(yīng)，如抗氧化劑的合成，對于癌細胞在遠處的生存和最終的生長是必不可少的。PERK分支通過ATF4和NRF2促進抗氧化反應(yīng)，因此，可能通過減輕氧化應(yīng)激而有益于轉(zhuǎn)移細胞。

最近的研究還表明，來自病人和小鼠癌癥模型的休眠惡性細胞的UPR反應(yīng)增加，包括乳腺癌、鱗癌、結(jié)直腸癌和胰腺導管腺癌（PDAC）。UPR可能誘導休眠，作為在遠端器官的不利微環(huán)境中生存的一種適應(yīng)。

腫瘤細胞ER應(yīng)激對腫瘤免疫微環(huán)境的調(diào)節(jié)

大量研究表明，腫瘤細胞內(nèi)在的ER應(yīng)激反應(yīng)可以通過改變共存于TME中的免疫細胞的功能來影響腫瘤進展。

早期研究表明，ER應(yīng)激的誘導和UPR的激活可能通過XBP1s和ATF6過度表達抑制主要組織相容性復合體I類（MHC-I）分子的表面表達。

腫瘤細胞ER應(yīng)激反應(yīng)被認為可以改變自然殺傷細胞（NK）介導的腫瘤識別。研究表明，在經(jīng)歷藥物性ER應(yīng)激的黑色素瘤細胞中，激活UPR的PERK–eIF2α軸可以誘導B7H6的表達，B7H6是NK細胞受體NKp30的配體。

ER應(yīng)激的腫瘤細胞可以釋放額外的因子來招募或改變腫瘤中髓系細胞的功能。

腫瘤細胞ER應(yīng)激還可以調(diào)節(jié)T細胞介導的腫瘤生長、轉(zhuǎn)移和對免疫治療的反應(yīng)。在接受抗CTLA-4治療的各種黑色素瘤患者隊列中，XBP1s、ATF4和BiP的表達減少與改善療效和延長生存期相關(guān)。

腫瘤內(nèi)免疫細胞的UPR

腫瘤細胞的高代謝需求和無限制的增殖能力極大地改變了腫瘤環(huán)境的營養(yǎng)成分，而腫瘤浸潤性免疫細胞對蛋白質(zhì)折疊和產(chǎn)生有效抗癌反應(yīng)所需的關(guān)鍵營養(yǎng)素的獲取有限。因此，腫瘤浸潤的淋巴細胞持續(xù)激活ER應(yīng)激反應(yīng)，除了觸發(fā)典型的UPR外，還以免疫細胞特異的方式調(diào)節(jié)主要的轉(zhuǎn)錄和代謝程序。                       

靶向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激傳感器或其相關(guān)的UPR反應(yīng)途徑，可能有助于增強免疫檢查點阻斷和過繼性T細胞免疫治療對目前這些方法難以治療的實體瘤的效果。

靶向UPR的藥物研究

將標準療法與UPR調(diào)節(jié)劑相結(jié)合的方法已在臨床前癌癥模型中顯示出顯著的療效，因此值得在癌癥患者中進一步研究。

IRE1α抑制劑：IRE1α有兩個可靶向的酶結(jié)構(gòu)域：激酶結(jié)構(gòu)域和內(nèi)啡肽酶結(jié)構(gòu)域。IRE1α激酶抑制劑在多發(fā)性骨髓瘤異種移植模型中顯示出顯著的體內(nèi)療效。IRE1α激酶抑制劑KIRA8或AMG-18，抑制多發(fā)性骨髓瘤生長，并增強這些腫瘤對已建立的一線藥物，蛋白酶體抑制劑硼替佐米和免疫調(diào)節(jié)藥物來那度胺的反應(yīng)。

IRE1αRNase抑制劑，包括B-I09、STF083010、MKC3946和MKC8866，已在乳腺癌、前列腺癌、黑色素瘤、淋巴瘤、多發(fā)性骨髓瘤和CLL的小鼠模型中進行了廣泛的試驗。B-I09已被證明是一種安全和選擇性的IRE1αRNase抑制劑，適合在體內(nèi)使用。B-I09抑制CLL小鼠模型中的白血病生長而不引起全身毒性，并與FDA批準的Bruton酪氨酸激酶（BTK）抑制劑ibrutinib協(xié)同作用，誘導B細胞白血病、淋巴瘤和多發(fā)性骨髓瘤的人類細胞系的凋亡。

PERK抑制劑：PERK抑制劑GSK2606414和GSK2656157抑制不同癌癥的人類異種移植模型中的腫瘤生長。GSK2656157還可使結(jié)腸癌細胞對5-氟尿嘧啶（5-FU）化療藥物敏感。有趣的是，在免疫原性肉瘤小鼠模型中，GSK2606414可激活T細胞功能并增強對PD-1阻斷的反應(yīng)。盡管療效顯著，但PERK抑制對胰腺產(chǎn)生嚴重的毒性作用，并顯著抑制胰島素的生成。

基于結(jié)構(gòu)的設(shè)計和優(yōu)化使化合物AMG44和AMG52被認為是有效和高度選擇性的PERK抑制劑。這兩種化合物在體內(nèi)具有良好的藥代動力學特性和耐受性，需要進一步的臨床前和臨床研究來評估它們與細胞毒性藥物或靶向治療相結(jié)合的抗腫瘤療效和潛在副作用。

eIF2α抑制劑：ISRIB是一種有效的eIF2α抑制劑，通過激活eIF2B來抑制eIF2α磷酸化的影響。當作為一種單一的藥物使用時，ISRIB能顯著抑制PTEN缺陷和MYC過度表達的前列腺癌進展，延長帶瘤小鼠的生存期。重要的是，單用ISRIB可在治療3周后導致晚期前列腺腫瘤消退，而無明顯副作用。

BiP抑制劑：在各種小鼠腫瘤模型中，BiP抑制劑KP1339誘導大范圍ER應(yīng)激和免疫原性細胞死亡。KP1339的I期研究顯示，38例轉(zhuǎn)移性神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤、非小細胞肺癌（NSCLC）或結(jié)腸癌患者中有10例疾病穩(wěn)定，并且具有可接受的耐受性。

HA15是另一種以BiP為靶點的化合物，在黑色素瘤的異種移植模型中，HA15誘導了顯著的抗腫瘤作用，并且有效地減緩了BRAF抑制劑耐藥的黑色素瘤，沒有主要的副作用。

展望

持續(xù)性內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是腫瘤的一個新特征，它是由TME中的多種代謝和致癌異常因素引起的，這些異常擾亂了腫瘤細胞和浸潤性免疫細胞的蛋白質(zhì)折疊穩(wěn)態(tài)�；钴S的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)使腫瘤細胞適應(yīng)致癌和環(huán)境挑戰(zhàn)，同時協(xié)調(diào)不同的免疫調(diào)節(jié)機制，促進腫瘤進展。

以內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)為靶點可以在增強抗腫瘤免疫的同時破壞腫瘤細胞的某些攻擊性特質(zhì)。越來越多的證據(jù)表明，對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激傳感器或UPR反應(yīng)的調(diào)節(jié)，會使侵襲性腫瘤對細胞毒性藥物、靶向治療和免疫治療更加敏感。更大規(guī)模的臨床前研究以及對臨床試驗樣本的回顧性分析，有助于發(fā)現(xiàn)有效的UPR靶向聯(lián)合治療，以獲得防止癌癥進展和/或復發(fā)的持久反應(yīng)。

參考文獻：

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2. HSP90/AXL/eIF4E-regulated unfolded protein response as an acquiredvulnerability in drug-resistant KRAS-mutant lung cancer. Oncogenesis. 2019 Sep; 8(9): 45.

3. Stress relief for cancer immunotherapy: implications for the ERstress response in tumor immunity. Cancer Immunol Immunother. 2020 Oct 26.

       原文標題 : 腫瘤及其微環(huán)境中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激信號