[摘要] 研究发现脂肪酸合成酶（fatty acid synthase，FAS）是一种可能的癌基因，在一般正常组织中表达较低，但在多种恶性肿瘤中表达较高，且FAS的高表达与肿瘤的发生、发展以及预后密切相关。近年来大量研究表明，FAS抑制剂具有明显的抗肿瘤作用，其机制与诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞增殖、抑制肿瘤侵袭及转移等有关，同时FAS抑制剂也具有增敏化疗药物的作用。本文对近年来FAS抑制剂抗肿瘤作用机制进行综述，对其抗肿瘤作用的研究方向进行展望。
[关键词] 脂肪酸合成酶抑制剂；奥利司他；抗肿瘤作用
[中图分类号] R977.9 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2015）15-0152-04
[Abstract] It has been proved that FAS is a potent oncogene. Its expression and activity is normal in most of the non-neoplastic cells， but it is over-expressed and associated with poor prognosis in several human malignancies. Recent studies show that FAS inhibitor can induce significant anti-tumor effect. It reduces cell proliferation， enhances apoptosis， inhibits tumor invasion and metastasis， while it is also an chemosensitization for other chemotherapy drugs. In this paper， the anti-tumor mechanism of FAS inhibitors is reviewed to prospect the research direction of its anti-tumor effect.
[Key words] Fatty acid synthase inhibitor； Orlistat； Anti-tumor effect
脂肪酸合成酶在哺乳动物细胞内以含7个功能域的单链多功能酶的形式存在，是一个同型二聚体，分子量约273kDa[1]，这种胞质酶在还原型辅酶Ⅱ（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH）的存在下催化乙酰辅酶A和丙二酰基辅酶A合成16碳棕榈酸反应，在调节脂肪酸链长度中起着至关重要的作用。其不仅是脂肪酸合成中的关键酶，也在胚胎发育、肥胖和癌症生物学中具有重要的功能[2]。正常情况下，FAS在脂肪生成的组织如肝脏、哺乳期乳腺、胎肺以及脂肪组织中表达较高，而在其他大多数细胞中表达较低。近年来研究发现[3]，FAS驱动的脂肪合成具有致瘤性，在前列腺癌、乳腺癌、卵巢癌、黑色素瘤、软组织肉瘤等多种恶性肿瘤中都具有过度表达，这种高表达与肿瘤的发生、发展、病变级别、恶性程度及预后等相关[4]。
因此，通过选择性抑制FAS从而减少恶性肿瘤细胞生存成为肿瘤诊治的一种新思路，目前在这方面已经开展了大量的实验研究，且取得一定成果。
浅蓝菌素是最早应用于抗肿瘤研究的FAS抑制剂，Loftus TM等在浅蓝菌素基础上合成小分子化合物C75，研究发现对肿瘤发生、发展确有抑制作用，但是同时具有反应不可逆性、低特异性、高度化学反应性、对细胞正常活动的干预以及毒性作用等[5]，限制了其作为抑制FAS的靶向化疗药物应用于临床。近年来，对另一种新型FAS抑制剂——奥利司他（四氢利普司他汀，tetrahydrolipstatin）的研究日益增多。奥利司他是脂抑素利普司他汀（lipstatin）的氢化衍生物，具有更加稳定的结构，是近年来较为热点的抗肥胖药物。临床应用广泛，安全性较佳，主要在胃肠道内抑制胃内及胰腺的脂肪酶发挥减肥作用[6]，而最新发现其能够与FAS的硫酯酶（thioesterase，TE）功能域的相互作用对FAS产生抑制。研究发现[2]奥利司他同样能够抑制体内外肿瘤发生发展及其侵袭行为。现以奥利司他为重点，就近年来的研究结果介绍其作用机制。
1 诱导肿瘤细胞凋亡
细胞凋亡是一种程序性死亡（programmed cell death，PCD），其失效可以导致多种癌症的发生。奥利司他在多种细胞株中都表现出诱导肿瘤细胞凋亡的能力。
1.1 活化细胞凋亡信号传导通路
细胞凋亡主要有两条途径，一条是通过线粒体释放的凋亡酶激活因子激活半胱天冬酶（cysteinyl aspartate specific proteinase，caspase），另一条是通过细胞外信号直接激活细胞内的caspase，这些活化的caspase可降解细胞内的重要蛋白从而引起细胞凋亡。Zecchin KG等[7，8]通过研究发现FAS抑制剂浅蓝菌素及奥利司他均通过线粒体途径参与诱导的黑素瘤B16-F10细胞凋亡，机制主要与促进细胞色素C释放和caspase-9、caspase-3激活等有关。Chuang HY等[9]发现奥利司他在人类结直肠癌HT-29/tk-luc细胞中通过caspase-3的活化引发细胞凋亡； Knowles LM等[10]在乳癌MDA-MB-435、MCF-7细胞及前列腺癌LNCaP、PC-3细胞中，FASN基因敲除或用奥利司他抑制FAS均致caspase-8介导的肿瘤细胞凋亡[10]。综上，FAS抑制剂在不同肿瘤细胞中通过不同途径诱导凋亡。
1.2 调控基因及相关蛋白
细胞凋亡受许多基因所调控，参与凋亡调控的基因主要分为促凋亡及抑凋亡两大类，研究较多的包括Bcl-2家族、p53、Fas/APO-1等。同时，FAS在多种肿瘤中高表达，而FAS抑制剂能够调节细胞FAS表达及活性，进而影响其他蛋白表达。Kant S等[11]研究发现奥利司他能抑制T细胞淋巴瘤细胞中HSP-70和Bcl-2表达，上调p53、Caspase-3、CAD蛋白以及PUMA基因等，细胞出现活性氧（reactive oxygen species，ROS）生成的改变、细胞素平衡的转变和一系列细胞生存调节分子的表达调节，最终促进肿瘤细胞凋亡。Gelebart P等[12]发现敲除FAS基因能明显减少套细胞淋巴瘤细胞（mantle cell lymphoma，MCL）生长，伴有CCND1水平明显降低，在奥利司他处理的MCL细胞中，凋亡机制与下调β链蛋白表达有关[12]。
1.3 其他
Zecchin KG等[7]发现在黑素瘤B16-F10细胞中，浅蓝菌素及奥利司他处理的细胞在凋亡前均可观察到Ca+水平的升高，而只有奥利司他处理的细胞在凋亡前可以观察到ROS的生成增加。Knowles LM等[10]证实FAS抑制引起的细胞凋亡反应通过的是DDIT4上调的mTOR途径作用。Dowling S[10]观察到在胃癌NUGC-3细胞中，通过控制外源脂肪供给并以奥利司他抑制FAS，细胞对于凋亡活化具有更好的敏感性，细胞死亡增加，且无论是奥利司他本身，或是通过控制细胞生长微环境，均未明显影响牛晶状体上皮细胞的生长。这些研究提示我们[13]，肿瘤细胞生长的微环境，包括离子水平、ROS生成等对于细胞凋亡具有显著的作用，而脂肪酸合成酶抑制剂可以通过直接影响这种微环境，或是人为干预药物作用时的微环境，在促进肿瘤细胞凋亡的同时，减少对于正常细胞的伤害。因此，进一步研究脂肪酸合成酶抑制剂与肿瘤细胞生长微环境的相互作用及其机制，对于设计新的抗肿瘤化疗方案有着重要的提示作用。
2 抑制肿瘤细胞增殖
恶性肿瘤细胞分裂速率加快，不受限制地生长是其特点之一，它们不受胞间接触抑制所影响，且对于生长因子需求较低，因此，控制肿瘤细胞代谢、抑制细胞增殖成为抗肿瘤药物的研究重点之一。
2.1 影响细胞新陈代谢
FAS抑制剂奥利司他抑制肿瘤细胞增殖，这些作用与抑制细胞β-氧化、新生脂肪酸合成、降低P21蛋白水平及细胞蛋白质的磷酸化作用水平有关，但奥利司他并不明显改变葡萄糖代谢[14，15]。Olsen AM等[16]的研究证明脂肪肉瘤细胞的生长依赖长链脂肪酸重新合成，奥利司他通过减少肿瘤细胞脂肪生成抑制LiSa2、SW872两株细胞的增殖，同时它并不显著影响正常成纤维细胞的生长。Zecchin KG等[8]研究发现在黑素瘤B16-F10细胞中，奥利司他的处理改变了线粒体中游离脂肪酸组成，随后Vandhana S等[17]也发现在视网膜母细胞瘤Y79细胞中浅蓝菌素、奥利司他均改变了细胞内脂质的分布和利用，他们都阐述FAS抑制剂能显著抑制FAS酶活性，引起的细胞凋亡在DNA损伤的同时伴有脂质过氧化作用的增强。
2.2 诱导细胞周期阻滞
Menendez JA等[18，19]发现奥利司他的处理能够将乳癌SK-Br3细胞阻滞于G1-S期，而其在胃癌NCI-N87细胞中，经过48 h奥利司他处理，G2-M期细胞完全消失，肿瘤细胞完全阻滞于G1期。Chuang HY等[9]用奥利司他处理人类结直肠癌HT-29/tk-luc细胞，发现肿瘤细胞被阻滞于G1期；在高浓度组中去除奥利司他后，抑制增殖的作用一直存在。推测奥利司他主要抑制DNA合成从而诱导细胞周期阻滞于G0/G1期。
3 抑制肿瘤的侵袭与转移
近年多项研究表明，在FAS抑制剂奥利司他处理的荷瘤小鼠模型中，原位肿瘤均有生长抑制的表现，瘤体数量、大小等均较对照组大大减少，而恶性肿瘤更为突出的特点在于其侵袭性和转移能力[3，9，14，20，21]。
3.1 抑制蛋白水解酶对基底膜和细胞外基质的降解
细胞外基质（extracellular matrix，ECM）在肿瘤侵袭、转移过程中起到重要的屏障作用，而基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）家族位于肿瘤侵袭的伪足头部，能够降解ECM在肿瘤的侵袭及转移过程中起到关键性作用，因此在近年来备受关注。Agostini M等[3]从荷瘤小鼠的OTSCC SCC-9细胞中分离出远端转移的ZsGreen LN-1细胞株，并检测其蛋白表达等，发现MMP-2、人类表皮生长因子受体2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2，亦称ErbB-2）和粘附因子-2（Cadherin-2，CDH2）等表达明显增强，而给予奥利司他处理后，颈部淋巴结转移的数量明显减少。Yoshii Y等[14]发现在前列腺癌细胞株中FAS抑制剂阻止细胞伪足的形成，并抑制细胞粘附、迁移和侵袭。表明MMP家族与肿瘤侵袭、转移的关系，推测FAS抑制剂奥利司他能够对MMP-2、ERBB-2、CDH2等产生影响，从而抑制肿瘤的侵袭及转移。
3.2 抑制新生血管形成
Seguin F等[4]发现奥利司他及浅蓝菌素均能明显减少荷瘤小鼠黑素瘤肺转移瘤周边的血管长度、覆盖面积；同时他们使用药物处理黑素瘤细胞，并收集其培养基培养兔血管内皮细胞（rabbit aortic endothelial cell，RAEC），RAEC细胞的数量、活性明显下降，在基质上的毛细血管样结构形成明显减少，进一步研究表明奥利司他通过VEGFA165b的介导表现抗血管生成的作用。Agostini M等[3]也发现在OTSCC SCC-9 ZsGreen LN-1细胞中，奥利司他能够刺激VEGFA165b分泌，从而减少血管新生。
4 奥利司他与联合用药
研究发现FAS高表达是肿瘤抗药性的一种新机制[3]，奥利司他单独使用能诱导肿瘤细胞凋亡，同时能增敏多种化疗药物作用，Tirado-Velez JM等[15]发现奥利司他增敏硼替佐米诱导多发性骨髓瘤RPMI-8226细胞凋亡， Kant S等[20]的研究表明奥利司他增敏顺铂化疗T细胞淋巴瘤，降低FAS表达或应用低浓度的FAS抑制剂奥利司他同样可使FAS高表达的细胞增敏。
同时Tirado-Velez JM等[15]还发现奥利司他和乙莫克舍分别对RPMI-8226细胞具有细胞增殖的抑制作用，两者联用能增强这种作用。
Fujiwara J等[22]则发现奥利司他增敏ROS介导途径肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand，TRAIL）化疗前列腺癌，特别是TRAIL耐药的细胞，两者联用对于激素不敏感性前列腺癌（hormone-refractory prostate cancer， HRPC）是一种有前景的化疗策略。
由于FAS抑制剂、传统抗癌化疗药物作用机制存在差异性，奥利司他单独使用可抑制肿瘤细胞增殖并促进其凋亡，与传统抗癌化疗药联用可以起到增敏甚至协同的作用，同时，FAS抑制剂还能够逆转肿瘤细胞多药耐药的效果等，其完整机制尚需进一步研究。
5 展望
FAS抑制剂近年来是抗肿瘤用药研究的热点，早期的浅蓝菌素、C75等因为其不稳定性及毒性等无法应用于临床，但奥利司他作为获得FDA批准的减肥药，当前研究提示其较传统抗癌化疗药抗癌谱广、毒副作用少，具有明显的优势，虽然目前FAS抑制剂的抗肿瘤作用还在体外实验阶段，但进一步深入研究其作用机制，对于开发抗癌新药以及寻找药物抗癌作用新靶点、设计新的化疗方案等都具有重要意义。
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（收稿日期：2015-03-24）