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这篇综述聚焦于肿瘤微环境中内质网应激（ER stress）、未折叠蛋白反应（UPR）和内质网自噬（ER-phagy）的相互作用。它们在癌症进展和耐药性中作用关键，靶向 UPR 组件和调节 ER-phagy 或可提升癌症治疗效果，为攻克癌症耐药难题提供新思路。
肿瘤微环境与适应性反应
肿瘤常被独特的肿瘤微环境（TME）环绕，其包含 pH、缺氧、免疫细胞和血管等化学与细胞成分。这些因素显著影响癌细胞生长和行为，还会触发内质网应激（ER stress）、抗氧化防御和自噬等适应性反应，给癌症治疗带来挑战。
内质网（ER）是细胞内负责蛋白质合成和折叠等重要功能的细胞器。当细胞遭遇缺氧等情况时，依赖氧气的翻译后折叠过程受阻，未折叠或错误折叠的蛋白质在 ER 内积累，扰乱其正常功能，进而引发未折叠蛋白反应（UPR）。UPR 旨在恢复 ER 稳态，涉及肌醇需求酶 1（IRE1）、蛋白激酶 RNA 样内质网激酶（PERK）和激活转录因子 6（ATF6）等关键调节因子。同时，结合免疫球蛋白蛋白（BiP 或 GRP78）作为 ER 内丰富的伴侣蛋白，在 UPR 中通过结合和调节 IRE1、PERK 和 ATF6 的活性发挥重要作用 。
此外，UPR 激活会诱导自噬，这是一个降解受损细胞器和蛋白质以维持细胞稳态、促进细胞在应激条件下存活的过程。但自噬也能帮助癌细胞适应应激、逃避治疗。近年来研究发现自噬具有选择性，可靶向线粒体、过氧化物酶体和内质网等特定细胞器进行降解。
ER 应激和 UPR
ER 结构分为与粗面内质网整合的核包膜区域和合成核糖体的 ER 区域，它与高尔基体、液泡、线粒体等多种细胞器相互作用，维持细胞内稳态，其中蛋白质折叠功能易受 mRNA 翻译速率和折叠效率失衡的影响。缺氧、营养缺乏、药物毒性、酸性细胞外 pH 和基因突变等不利条件会导致未折叠或错误折叠的蛋白质在 ER 腔内积累，激活 ER stress，触发 UPR。UPR 通过改变 ER 相关降解（ERAD）系统的级联反应、编码伴侣蛋白以及转录因子介导的组件基因表达，减少蛋白质合成并促进恢复，从而恢复细胞内稳态，支持自噬和细胞存活 。
UPR 的激活通常是为了保护细胞免受 ER stress 时错误折叠蛋白的影响，但如果细胞无法恢复稳态，UPR 系统可能会导致细胞死亡，这意味着它可能具有抑制肿瘤的作用。然而，大量证据表明，在 ER stress 下，UPR 系统在癌细胞中具有促进肿瘤的功能，使得 ER stress 和 UPR 在癌症中的关系颇具争议。癌细胞为维持高增殖状态需要大量营养，常进行有氧糖酵解，这不仅促进恶性生长，还塑造了特殊的癌症微环境。肿瘤细胞可通过诱导 ER stress 来适应这一具有挑战性的微环境。
激活 ER Stress 和 UPR
在许多人类血液系统和实体恶性肿瘤中，IRE1、PERK 和 ATF6 通路这三条 UPR 分支通路被报道过表达。下面将探讨它们与癌细胞生长、侵袭性、免疫原性、致癌驱动基因和耐药性的关系。
- IRE1α-XBP1 通路：ER stress 时，IRE1α 从 GRP78/BiP 复合物解离，与 Hsp47 伴侣结合，其胞质部分自磷酸化，启动 XBP1 mRNA 的非常规剪接。剪接后的 XBP1S 作为转录因子转移到细胞核，与多个基因启动子区域的 UPR 元件和 ER 应激反应元件 I 和 II（ERSE-I 和 ERSE-II）相互作用，促使多个基因过表达，协调 ER 蛋白折叠、分泌、ERAD、脂质生成和 ER 扩张等过程以减轻 ER stress。IRE1 激活还能通过调节性 IRE1 依赖性降解（RIDD）过程降解 UPR 靶 mRNA，影响细胞凋亡、增殖、分化等过程。在肿瘤和免疫细胞中，IRE1α-XBP1s 信号通路均被激活，且对 MYC 信号至关重要，而 MYC 是一种与癌症密切相关的驱动基因。不过，XBP1 的表达水平在不同癌症中会产生不同结果，如在乳腺癌、非小细胞肺癌和口腔鳞状细胞癌中，高 XBP1 表达与癌症进展相关，而抑制 IRE1 和降低 XBP1 表达水平可抑制胶质瘤细胞系的肿瘤发展和血管生成。此外，IRE1 与肿瘤坏死因子受体相关因子 - 2（TRAF2）相互作用可促进细胞凋亡。
- PERK-eIF2α 通路：PERK 和 IRE1 具有相似的激活机制，ER stress 时，PERK 二聚化并自磷酸化，随后磷酸化真核起始因子 - 2α 亚基（eIF2α），该过程及其后续效应被称为整合应激反应（ISR）。eIF2α 激活会抑制新蛋白合成，同时激活应激反应转录因子如 ATF-4。PERK 通路的激活作用取决于其动态变化，在发挥促适应作用时，它通过 ATF-4 抑制 ER stress，诱导 C/EBP 同源蛋白转录因子（CHOP）表达，CHOP 激活 PPP1R15A 使 eIF2 去磷酸化，结束 ISR 并恢复翻译速率；若 ER stress 未缓解，ATF4 则发挥促凋亡作用，上调 CHOP 表达 。在肿瘤生长受不利环境影响时，癌细胞可诱导 ER stress，激活 PERK-eIF2 分支以适应恶劣环境，如 PERK 激活可促进胶质瘤细胞在低糖代谢应激下存活，还参与调节自噬促进癌细胞存活。此外，PERK/eIF2 轴还通过多种机制影响肿瘤细胞生长，在胰腺癌和乳腺癌中，抑制 PERK 可减少肿瘤生长。PERK 还与癌细胞的侵袭和转移相关，在乳腺癌中，它可促进远处转移，在胰腺导管癌中，它调节癌细胞相关成纤维细胞（CAFs）的上皮 - 间质转化（EMT），进而影响肿瘤血管生成。同时，PERK 激活可促进促炎细胞因子 IL-6 和 IL-8 的产生，保护肿瘤细胞免受死亡，但基于活性氧（ROS）的 ER stress 也可能通过触发癌细胞中免疫原性细胞死亡来恢复抗肿瘤免疫 。
- ATF6α 通路：ER stress 时，ATF6 传感器离开 ER 转移到高尔基体，被位点 1 蛋白酶（S1P）和 S2P 切割，释放具有转录因子活性的胞质片段。激活的 ATF6 上调 GRP78 和 GRP94 等 ER 伴侣蛋白，并诱导与蛋白质折叠、脂质生物合成和 ERAD 相关的多个基因表达。在多种癌症中发现 ATF6 高表达，其与癌症转移、复发相关，可作为癌症预后标志物，如在结直肠癌（CRC）中，ER stress 相关的 ATF6 干预与不良预后相关，且 GREM1 侵袭促进因子通过调节 ATF6 激活和 ATF4 下调发挥作用。此外，ATF-6 在 CRC 中与侵袭相关，高表达可促进肿瘤生长，在胰腺癌患者中也观察到其介导的细胞增殖。有趣的是，当受到 RAS 致癌驱动触发时，ATF-6 表达与黑色素细胞肿瘤生长抑制有关 。不过，ATF6 与肿瘤免疫的关系还有待进一步研究，在 CRC 患者中，ATF6 激活可刺激肠道上皮的先天性免疫反应，在无炎症情况下导致依赖微生物群的肿瘤形成，且 ATF6 表达异常与 CRC 患者无病生存期缩短相关。
ER-Phagy
ER 作为细胞多种功能的中心，需要维持稳态和质量控制，选择性 ER 自噬（ER-phagy）便是其中关键机制。它在正常条件下维持 ER 大小，应对细胞内外多种应激刺激，如氧化还原电位变化、钙水平改变、错误折叠蛋白积累引发的 UPR 以及毒素或药物暴露等，通过减少 ER stress 确保 ER 持续发挥功能 。早期研究从形态学上观察到 ER 片段在溶酶体中被消化，后来陆续在昆虫脂肪体、大鼠肝细胞和猪胰腺细胞等中发现 ER 片段存在于自噬泡中。最终，Peter Walter 研究组提出 “ER-phagy” 这一术语，用于解释酵母中 UPR 诱导 ER 膜扩张后 ER 膜及相关片段的选择性转运过程 。
根据发生机制不同，ER-phagy 可分为两种类型：
- 微内质网自噬（micro-ER-phagy）：用二硫苏糖醇（DTT）处理细胞可诱导 ER stress 和 UPR，促使形成含有 UPR 扩张 ER 膜堆叠的自噬体，这种 ER 周转方式称为 micro-ER-phagy，其特点是自噬泡摄取 ER 涡旋不依赖于经典自噬蛋白。近期研究发现，在 ER stress 介导的 ER-phagy 过程中，ER 涡旋通过内体分选转运复合体（ESCRT）驱动的机制转运到自噬泡 。
- 巨内质网自噬（macro-ER-phagy）：macro-ER-phagy 是指自噬体在 ER 驻留或 ER 相关受体的帮助下与溶酶体融合的过程。2015 年首次鉴定出 ER-phagy 受体后，这一过程受到广泛关注。目前已知有 8 种膜结合的哺乳动物 ER-phagy 受体（ERPR），包括 FAM134A、FAM134B、FAM134C 等，它们含有可使 ER 膜变形的网状蛋白同源结构域（RHD）。此外，还有一些可溶性 ERPRs，如 CALCOCO1、C53 和 P62 等，以及其他胞质自噬受体，如 NBR1 和 OPTN，它们可与泛素化的 ER 膜蛋白结合，参与 ER 周转和 ER 膜多肽的清除。ERPRs 的胞质结构域包含与自噬膜结合蛋白 LC3 或 GABARAP 相互作用的区域（LIR 或 GIM），从而将 ER 膜或其他片段隔离到自噬体中，以便在溶酶体或液泡中清除 。
ER-Phagy 与癌症
ER stress、UPR 和 ER-phagy 之间存在密切关系。ER stress 受体和 ERPRs 在维持 ER 稳态中起关键作用，前者可直接检测 ER 稳态变化，后者则在 ERPRs 和 ER 驻留衔接蛋白的协同作用下转导分解代谢或 “吃掉我” 信号。合成代谢的 UPRs 和分解代谢的 ERPRs 需共同调节，以维持 ER 的大小和功能。例如，ERPR SEC62 在 ER stress 时被激活，有助于维持 ER 的平均大小和功能；UPR 诱导时，FAM134B、CCPG1 和 TEX262 的激活会增加 ER 周转 。
在癌症的各个阶段，ER-stress 和 ER-phagy 都至关重要。肿瘤细胞快速增殖可能导致营养缺乏和 ATP 减少，损伤 ER 和其他细胞器。当 UPR 无法应对细胞应激时，ER-phagy 会被多种信号通路激活。但如果 ER-phagy 受损或应激水平超过其调节阈值，刺激会触发凋亡相关蛋白，增加癌细胞死亡 。在这一过程中，不同信号转导途径和相关蛋白会产生不同的细胞结果。例如，剪接的 XBP1s 可促进血管生成；GRP78/BiP 可通过磷脂酰肌醇 3 - 激酶（PI3K）/AKT 信号通路刺激肿瘤细胞转移和存活；PERK/CHOP 信号通路可促进细胞凋亡；Beclin-1 的缺失可引发肿瘤；p-eIF2α 可削弱肿瘤侵袭；ATF6 可导致耐药性 。由此可见，ER 在肿瘤发生中的作用高度依赖于具体情境，会因癌症类型、进展阶段和微环境的不同而有所差异。
ER-phagy 与癌症的关系十分复杂，目前尚不清楚它究竟是帮助癌细胞存活生长还是导致其死亡。适度的 ER-stress 可促进稳态 UPR，有利于癌症存活，而未解决的过度 ER-stress 则会导致细胞死亡，ER-phagy 与之类似。当 UPR 无法调节细胞应激时，会通过各种信号转导途径触发 ER-phagy，如果应激强度超过 ER-phagy 的阈值，应激刺激会激活凋亡蛋白，加速肿瘤细胞死亡。例如，小分子 Z36 可上调 ER-phagy 受体 FAM134B 及其他关键自噬蛋白，导致过度的 ER-phagy 通量，引发凋亡细胞死亡 。研究还发现，不同的 ER-phagy 受体在癌症中发挥不同作用，FAM134B、CCPG1 和 TEX264 等受体具有促肿瘤性质，SEC62 有助于抗癌治疗后的恢复过程，RTN3L 可能降解管状 ER。此外，过表达 SEC62 和相关受体 GRP78 可促进肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭，而 FAM134B 在某些情况下可抑制肿瘤迁移和转移 。因此，深入了解 ERPRs 对于抗击多种癌症具有重要意义，目前的挑战在于量化特定癌症背景下的 ER-phagy，以探索其诱导癌细胞死亡的潜力。利用串联荧光蛋白标记的 ER 报告基因可直接测量癌细胞中的 ER-phagy 通量，未来还需进一步研究靶向 ER-phagy 是否能成为特定癌症背景下有效的抗癌策略。
ER 应激与耐药性
在癌症治疗中，耐药性是一个重大难题，多数癌症患者会因耐药导致疾病进展。ER-stress 及其引发的 UPR 是多种癌症治疗触发的过程，多项研究表明 GRP78 在耐药性中起关键作用。在乳腺癌患者中，GRP78 可诱导对内分泌治疗、靶向治疗和化疗的耐药性，在雌激素剥夺条件下，它能促进雌激素依赖性细胞存活，抑制 BCL-2 相互作用杀手（Bik） 。因此，许多研究建议将靶向 GRP78 作为降低肺癌、乳腺癌、胶质母细胞瘤、胃癌、头颈部癌和结肠癌等多种癌症耐药性的新策略。
UPR 的三个主要调节因子 IRE1、PERK 和 ATF6 也参与了耐药机制。在乳腺癌中，MYC 影响 IRE1/XBP1 通路，抑制 IRE1 可提高多西他赛化疗的疗效；在 KRAS 突变的结直肠癌细胞系中，敲除 IRE1 可使其对 MEK 抑制剂治疗更敏感；在急性髓系白血病中，抑制 IRE1 可与硼替佐米和三氧化二砷产生协同作用；在多发性骨髓瘤细胞中，抑制 IRE1α 的内切核糖核酸酶结构域可增强硼替佐米和 17-AGG 的效果；在胰腺癌的间充质亚群中，抑制 UPR 的 IRE1-MKK4 分支可增加细胞对治疗的敏感性；在结肠癌细胞中，靶向 UPR 调节因子可克服 5 - 氟尿嘧啶（5-FU）耐药性 。
PERK 也与耐药性密切相关，在结直肠癌细胞中，PERK/NRF2/MRP1 轴驱动多药耐药（MDR），沉默 PERK 可使细胞对奥沙利铂、5-FU 和阿霉素治疗更敏感；在急性髓系白血病细胞中，PERK/NRF2 相互作用保护细胞免受 ROS 诱导的凋亡，影响自噬；在乳腺癌中，该轴同样对耐药性起重要作用。此外，抑制 PERK 可提高 BRAF 抑制剂在黑色素瘤细胞中的疗效，还与肿瘤免疫微环境相关。不过，抑制 PERK 会抑制小鼠乳腺癌细胞系中由奥勒多林化疗引发的免疫原性细胞死亡（ICD），降低抗肿瘤免疫监视。在肝癌细胞中，抑制 PERK/ATF4 轴可克服索拉非尼耐药性 。
ATF6 同样参与耐药过程，在白血病细胞中，它驱动伊马替尼（TKi）耐药；在胃癌中，它导致 5-FU 耐药；沉默 ATF6 可使鳞状癌细胞对阿霉素治疗更敏感。在卵巢癌患者中，ID1 和 ATF6 高表达与对顺铂和紫杉醇的耐药相关。此外，硼替佐米和卡非佐米耐药的骨髓瘤细胞中，UPR 的三条通路（IRE1-PERK-ATF6）均上调；在非小细胞肺癌细胞中，化疗后患者来源的 ATF6 上调，对癌相关成纤维细胞（CAF）的招募至关重要，进而形成促进耐药的促炎微环境。热休克蛋白 HSP27 与 ER stress 相关，也参与多种药物的耐药过程 。
ER-phagy 在耐药性中的作用
目前关于 ER-phagy 在抗癌药物耐药性方面的研究较少。以 Brigatinib 治疗结直肠癌为例，在 ALK 阴性的 CRC 患者中，Brigatinib 会促进 ER stress，导致癌细胞激活 FAM134B 介导的 ER-phagy，降低对药物的敏感性；而在肝癌中，沉默 FAM134B 可增强索拉非尼的治疗效果 。
Sec61 通道及其组件在肿瘤发生和进展中起重要作用。在 CRC 中，Sec62 过表达与患者预后不良和药物耐药性增强相关，它通过激活 Wnt/β -catenin 通路促进肿瘤发展；在头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）患者中，Sec62 过表达使其对 Mipsagargin 的敏感性降低，而 Calmodulin 拮抗剂 Trifluoperazine 可通过调节 Sec62 活性，重新提高肿瘤细胞对 Mipsagargin 的敏感性；在多发性骨髓瘤中，抑制 Sec61 可使 MM 细胞对硼替佐米或来那度胺重新敏感 。
Testis-expressed protein 264（TEX264）是一种参与 ER-phagy 的受体，在骨肉瘤对喜树碱类化合物（CPT）的耐药中起重要作用。TEX264 可介导对 CPT 的耐药，促进 DNA 加合物的降解，降低癌细胞的细胞毒性 。
尽管 ER-phagy 在癌症耐药性中至关重要，但目前尚无专门针对这一过程的确定性抑制剂，也没有直接聚焦 ER-phagy 的临床试验。不过，已有一些临床和临床前研究通过调节与 ER stress 和 ER-phagy 相关的受体，间接探索 ER-phagy 在癌症治疗中的作用，这为
