FoxO3a相关信号通路在乳腺癌细胞凋亡中的作用机制

Role and mechanisms of FoxO3a-related signaling pathways in breast cancer cell apoptosis

摘要

乳腺癌是全球女性最常见的恶性肿瘤之一，其高发病率及高病死率严重威胁女性健康。研究表明转录因子叉头框蛋白O(forkhead box O，FoxO)3a在乳腺癌的发生、发展中扮演关键角色，尤其在调控细胞凋亡中具有重要功能。FoxO3a是FoxO家族的重要成员，通过调控细胞凋亡和细胞周期等过程发挥肿瘤抑制作用。在乳腺癌细胞中，FoxO3a作为磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B，PI3K/Akt)、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)、血清和糖皮质激素诱导蛋白激酶1(serum and glucocorticoid regulated kinase 1，SGK1)等上游通路的下游枢纽，通过核质穿梭及转录活性变化，精细调控Bcl-2相互作用介导的细胞死亡蛋白(Bcl-2 interacting mediator of cell death，Bim)、p53上调的凋亡调节因子(p53 upregulated modulator of apoptosis，PUMA)等凋亡相关靶基因的表达，影响细胞的生存或死亡。此外，多种天然化合物及联合治疗可通过恢复或增强FoxO3a活性诱导乳腺癌细胞凋亡，并在一定程度上克服耐药。系统揭示FoxO3a信号网络的复杂性及其在乳腺癌治疗中的双重角色，可为理解肿瘤耐药机制及制订以FoxO3a为靶标的精准治疗策略提供关键理论依据。未来研究应进一步明确FoxO3a不同剪接变体及FoxO家族成员的功能差异，解析其在肿瘤微环境中功能转换的分子机制，并推动基于FoxO3a通路活性的生物标志物及靶向药物的临床转化。

Abstract

Breast cancer is one of the most common malignant tumors in women worldwide, and its high incidence and mortality rate seriously threaten women’s health. Studies show that the forkhead box O3a (FoxO3a) plays a key role in the occurrence and progression of breast cancer, particularly in the regulation of apoptosis. As a major member of the FoxO family, FoxO3a exerts tumor-suppressive functions by participating in apoptosis regulation and cell-cycle control. In breast cancer cells, FoxO3a acts as a downstream signaling hub of multiple upstream pathways including phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B (PI3K/AKT), mitogen-activated protein kinase (MAPK), and serum- and glucocorticoid-regulated kinase 1 (SGK1). Through nucleocytoplasmic shuttling and alterations in transcriptional activity, FoxO3a precisely modulates the expression of apoptosis-related target genes such as Bcl-2-interacting mediator of cell death (Bim) and p53-upregulated modulator of apoptosis (PUMA), thereby influencing cell survival or death. In addition, multiple natural compounds and combination therapies can induce apoptosis in breast cancer cells by restoring or enhancing FoxO3a activity, and may partially overcome treatment resistance. Systematic elucidation of the complexity of the FoxO3a signaling network and its dual roles in breast cancer therapy may provide theoretical support for understanding tumor-drug resistance mechanisms and for developing precision therapeutic strategies targeting FoxO3a nodes. Future research should further clarify the functional differences among FoxO3a splice variants and FoxO family members, reveal the molecular basis of FoxO3a functional switching in the tumor microenvironment, and promote the clinical translation of biomarkers and targeted drugs.

Graphical abstract

关键词

FoxO3a / 乳腺癌 / 细胞凋亡 / 蛋白质-蛋白质互作网络 / 信号通路

Key words

FoxO3a / breast cancer / cell apoptosis / protein-protein interaction network / signaling pathway

乳腺癌是全球女性最常见的恶性肿瘤之一。2025年美国癌症协会发布的统计数据^[1]显示：乳腺癌发病率在女性十大常见癌症中居首位(32%)，病死率(14.7%)仅次于肺癌。目前乳腺癌的治疗手段有手术、放疗、化疗及靶向药物治疗等。手术虽可切除肿瘤病灶，但创伤较大，且术后复发率较高；放疗和化疗能有效杀伤癌细胞，但不良反应较多，影响患者长期生存率和生活质量；靶向药物虽然能够针对癌细胞发挥作用，提高治疗效果，并减少对正常细胞的损害，但仍存在耐药性、适用人群受限、价格昂贵等缺点，影响其长期疗效和广泛应用。因此，深入研究乳腺癌的分子机制，探索新的调控因子及信号通路，对提高乳腺癌患者的治疗效果和改善预后具有重要意义。

叉头框蛋白O(forkhead box O，FoxO)3a是FoxO家族的主要成员，广泛表达于多种组织和器官。FoxO3a通过调控细胞周期、DNA修复、氧化应激及细胞凋亡等生物学过程，影响细胞存活或死亡^[2-4]。近年来FoxO3a在乳腺癌发展中的作用备受关注，其表达水平的高低或活性异常与乳腺癌的发生、侵袭、转移及耐药性密切相关^[5-7]。在乳腺癌中，FoxO3a作为关键的转录因子参与多种信号通路介导癌细胞命运，如在磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B，PI3K/Akt)、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPKs)等信号通路中介导细胞凋亡、氧化应激等过程。其中，FoxO3a在细胞凋亡的调控中发挥核心作用，它不仅能够上调Bcl-2相互作用的细胞死亡介导蛋白(Bcl-2 interacting mediator of cell death，Bim)、p53诱导的凋亡调节因子(p53 upregulated modulator of apoptosis，PUMA)、Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2 associated X protein，BAX)等促凋亡基因的表达，还可抑制Bcl-2等抗凋亡信号，从而抑制乳腺癌进展。因此，针对FoxO3a及其凋亡调控的研究或可为乳腺癌的治疗和预防提供新思路。本文旨在总结FoxO3a相关信号通路在乳腺癌细胞凋亡调控中的作用机制，为揭示乳腺癌的发生、发展过程及开发新的靶向治疗策略提供理论基础。

1 FoxO3a概述

1.1 FoxO3a的结构与功能

FoxO3a基因位于人类6号染色体长臂21区，包含2个内含子和3个外显子，编码由673个氨基酸组成、分子量约71 kD(1 D=1 u)的功能性FoxO3a蛋白^[8]。FoxO3a蛋白由5个携带保守转录元件的结构域组成，包括叉头翼螺旋-转螺旋DNA结合结构域(forkhead DNA-binding domain，FKH)、C端反式激活结构域(C-terminal transactivation domain，C-TAD)、2个核定位序列(nuclear localization sequences，NLS)和1个核输出序列(nuclear export sequence，NES)^[9]。其中，FKH负责FoxO3a与DNA的结合，C-TAD调控靶基因的转录激活，NLS和NES则负责FoxO3a在细胞核与细胞质之间的转运^[10]。这些结构域还能介导FoxO3a与其他蛋白质的相互作用，如雌激素受体α(estrogen receptor alpha，ERα)、沉默信息调节因子1(sirtuin 1，SIRT1)及Runt相关转录因子1(Runt-related transcription factor 1，Runx1)等，进而增强FoxO3a在细胞周期调控、细胞凋亡等生物学过程中的作用^[11-13]。

FoxO3a通过激活或调控细胞凋亡^[14]、细胞周期进展^[15]、DNA损伤与修复^[16]等相关靶基因的转录，调控多种生理和病理过程(图1)。此外，FoxO3a不仅能够参与各种细胞的应激反应(如氧化应激^[17]和紫外线辐射^[18]等)，还在肌肉和癌细胞自噬过程的调节中发挥作用^[19-20]，其表达水平或活性失调可能导致疾病的发生。在乳腺癌的研究中，FoxO3a被认为是肿瘤抑制因子，过度表达FoxO3a可通过诱导细胞凋亡的方式有效抑制肿瘤进展^[21]。

1.2 FoxO3a功能的复杂性与环境依赖性

尽管大量证据支持FoxO3a在乳腺癌中主要发挥肿瘤抑制作用，但其功能具有显著的环境依赖性，在某些特定条件下甚至可能呈现出促进肿瘤适应与生存的“阴暗面”。这种双重性主要体现在应激适应中的促存活作用，在极端或慢性应激(如营养匮乏、重度氧化应激)的条件下，FoxO3a的激活可能不导向细胞凋亡，而是优先诱导细胞自噬，通过清除受损细胞器、提供代谢底物来帮助肿瘤细胞暂时生存^[22]。因此，不能将FoxO3a简单界定为抑癌因子或促癌因子，更准确地理解是一个高度敏感且多功能的细胞命运调控枢纽，其最终输出的生物学效应(促凋亡或促适应)取决于细胞类型、信号背景、应激强度及与其他通路交互作用的综合结果。这一认知对于精准靶向FoxO3a通路至关重要，在未来的治疗策略中应精确界定其发挥理想抑癌作用的具体条件。

1.3 FoxO家族其他亚型及FoxO3a的剪接变体

FoxO转录因子家族在哺乳动物中主要包括FoxO1、FoxO3a、FoxO4和FoxO6，它们在FKH具有高度同源性，能够识别相似的DNA应答元件并调控重叠的靶基因，因此在乳腺癌中可能存在一定的功能冗余与补偿作用^[23]。当FoxO3a的表达沉默或活性受到持续抑制时，FoxO1或FoxO4的上调可能部分弥补其在促凋亡和细胞周期阻滞中的作用，这为肿瘤细胞提供了生存备份，也是靶向单一FoxO蛋白疗效可能受限的理论基础^[24]。

值得注意的是，FoxO3a本身亦存在多种剪接变体，其中包括研究较多的全长型(FoxO3a-FL)和缺失部分C-TAD的短型变体(FoxO3a-S)^[25-26]。这些剪接变体因其结构完整性不同，在核质中的穿梭效率、蛋白质稳定性及转录活性上存在差异，可能影响其在特定肿瘤微环境下的功能输出。

2 细胞凋亡

细胞凋亡最早于1972年被提出，是一种受高度调控的程序性细胞死亡过程，在维持组织稳态、清除异常细胞及发育过程中发挥关键作用^[27]。细胞凋亡受内源性和外源性2种不同信号通路调控，其中内源性凋亡由线粒体介导，并受Bcl-2蛋白家族的严格调控，促使细胞色素C释放并启动Caspase级联反应，导致细胞凋亡^[28]。外源性凋亡则由Fas配体或肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-alpha，TNF-α)与其相应受体结合，并激活细胞表面死亡受体最终引发凋亡^[29]。

3 乳腺癌中与FoxO3a相关的细胞凋亡信号通路

3.1 PI3K/Akt/FoxO3a

PI3K/Akt/FoxO3a信号通路在细胞增殖、凋亡等过程中起着重要作用。PI3K通过传递细胞信号级联反应调控细胞过程，其下游效应器Akt被激活后，通过磷酸化FoxO3a使其从细胞核转移至细胞质，抑制对促凋亡基因的激活，从而促进肿瘤细胞的存活与增殖^[30]。在乳腺癌等多种癌症中，PI3K/Akt信号通路的异常激活是一种常见现象^[31-32]。约70%的乳腺癌患者存在PI3K/Akt通路的过度激活导致FoxO3a功能受损的情况，使肿瘤细胞逃避正常的凋亡机制，促进肿瘤发生和进展。因此，针对PI3K/Akt通路的靶向抑制成为新的治疗策略，通过抑制该通路并恢复FoxO3a活性，逆转化疗药物耐药性，增强其抑癌作用，从而提高抗肿瘤治疗的效果。

Zhang等^[33]发现海兔素(aplysin)能够显著降低三阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231和BT-549中Akt和FoxO3a的磷酸化水平，去磷酸化后的FoxO3a从细胞质转移到细胞核并恢复转录活性，上调促凋亡蛋白Bim、TRAIL和FasL及细胞周期抑制相关基因p21和p27的表达，抑制促增殖蛋白Cyclin D1和抗凋亡蛋白B细胞淋巴瘤-特大号蛋白(B-cell lymphoma-extra large，Bcl-XL)的表达。Aplysin通过抑制PI3K/Akt信号通路，激活FoxO3a的转录功能进而调控下游基因的表达，促进乳腺癌细胞发生凋亡。

此外，许多天然药物分子也可通过该通路调节FoxO3a活性，对乳腺癌细胞增殖、凋亡等过程产生不同程度的调控作用，包括黄酮^[34]、熊果酸^[35]等。Abdullah等^[36]发现在使用丁香酚处理乳腺癌细胞MDA-MB-231和SK-BR-3后，细胞中PI3K和Akt的磷酸化水平显著下降并使FoxO3a去磷酸化，从而进入细胞核并恢复其转录因子功能，上调Bim、PUMA促凋亡蛋白的表达，最终诱导乳腺癌细胞发生凋亡。这进一步验证和拓展了PI3K/Akt/FoxO3a通路作为乳腺癌治疗干预信号通路的应用前景。

PI3K/Akt通路的持续激活是乳腺癌对相关靶向药物如阿培利司(alpelisib)产生原发性或获得性耐药的关键机制之一^[37]。而作为该通路的重要下游效应器，FoxO3a的功能状态在决定治疗响应中发挥核心作用，越来越多证据表明FoxO3a的失活是介导PI3K/Akt抑制剂耐药的重要环节。首先是基因突变与表观遗传沉默，在部分耐药的肿瘤细胞中检测到FoxO3a基因的失活性突变，例如FKH突变会削弱其与靶基因启动子的结合，而截短突变则可能导致蛋白功能完全丧失，降低其抑癌活性^[38]。其次是异常的翻译后修饰，除Akt之外，细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)等多条信号通路也可对FoxO3a进行磷酸化，促使其滞留于细胞质并被泛素化降解^[39]。在耐药的肿瘤细胞中，FoxO3a常处于“持续磷酸化-加速降解”的状态，使其无法进入细胞核启动促凋亡程序从而削弱靶向药物的治疗效果^[40]。因此，恢复FoxO3a的活性或开发针对FoxO3a下游凋亡靶点的直接激动剂，可能是克服PI3K/Akt抑制剂耐药的有效策略。

3.2 MAPKs/FoxO3a

MAPKs家族包括4种激酶：ERK、c-Jun N端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)、big MAP激酶(big MAP kinase，BMK)及p38 MAPK^[41]。其中p38和JNK是较为典型的激酶，参与调控细胞增殖、分化、凋亡等多种生命过程。在乳腺癌MDA-MB-231与MCF-7细胞中，MAPK信号通路的激活模式存在差异。研究^[42]表明盐酸哈米宁(harmine，HMH)可以剂量依赖性的方式促进MDA-MB-231细胞中JNK磷酸化水平并上调FoxO3a的表达，激活p21、Bim等基因的表达，造成G₂/M周期阻滞和细胞凋亡。在MCF-7细胞中，HMH能够使p38磷酸化并激活MAPK通路并增强FoxO3a表达，促使其从细胞质转移至细胞核，诱导其下游基因p53、p21的表达，引发细胞周期阻滞并诱导细胞凋亡。由此可见，HMH可以通过激活MAPKs/FoxO3a信号通路，协同抑制乳腺癌细胞的增殖并促进其凋亡，展现出潜在的抗肿瘤作用。

3.3 FoxO3a/核因子E2相关因子2/醌氧化还原酶1

核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2 related factor 2，Nrf2)是碱性螺旋环螺旋亮氨酸拉链型转录因子，能协调多种细胞保护基因以应对氧化应激^[43]。在细胞核中Nrf2与小Maf蛋白形成异源二聚体，并与抗氧化反应元件(antioxidant response element，ARE)结合，激活下游靶基因的转录。醌氧化还原酶1(quinone oxidoreductase 1，NQO1)作为Nrf2的下游靶点，其表达受Nrf2调控。Nrf2在多种恶性肿瘤组织中均有表达，其下游的NQO1也在不同的癌细胞中表现出高表达^[44-45]。研究^[46-48]显示约20%的乳腺癌患者NQO1强阳性表达，83%乳腺癌患者NQO1高表达且与雌激素受体(estrogen receptor，ER)密切相关，而正常乳腺上皮细胞中NQO1蛋白几乎不表达，或仅在少量乳腺导管上皮和良性增生性病变中呈低水平表达。NQO1在乳腺细胞中表达的明显差异可能来源于乳腺组织向肿瘤转化的过程中细胞内氧化应激水平的升高或Nrf2信号通路的活化。NQO1的异常上调程度存在差异可能由于乳腺癌的高度异质性，这在特定分子亚型(如基底样型或氧化应激相关亚型)中较为突出。此外，NQO1作为Nrf2/ARE信号通路下游调控表达的蛋白质，其表达水平与转录因子FoxO3a呈正相关。Zhang等^[49]发现：拉帕替尼联合木犀草素处理人表皮生长因子受体2(human epidermal growth factor receptor 2，HER2)阳性乳腺癌细胞BT-474和ZR-75-1后，FoxO3a的表达显著高于单用拉帕替尼组，显著提高了细胞对拉帕替尼的敏感性。该联合治疗还上调FoxO3a、NQO1及其下游靶基因Bim、GADD45和p21的表达，并降低FoxO3a磷酸化水平；在BT-474细胞移植瘤模型小鼠中，木犀草素组、拉帕替尼组及其联合组中FoxO3a和NQO1的表达水平均显著上调，在ZR-75-1细胞模型中也观察到类似结果。这表明拉帕替尼联合木犀草素可通过上调FoxO3a和NQO1的表达，抑制HER2阳性乳腺癌的进展。

3.4 FoxO3a/血管内皮生长因子A/神经皮素-1

血管内皮生长因子A(vascular endothelial growth factor A，VEGF-A)是由多种细胞分泌的二聚体糖蛋白，是血管生成诱导因子之一，在乳腺癌的肿瘤进展、侵袭和转移中发挥关键作用。VEGF-A通过与其受体VEGFR-1和VEGFR-2结合并激活信号通路，促进血管生成^[50]。神经皮素-1(neuropilin-1，NRP1)作为VEGF-A的共受体，可与VEGFRs形成复合物，增强VEGF-A与其受体的结合效率，从而进一步促进VEGF-A介导的乳腺癌细胞转移过程。

FoxO3a的激活通常伴随着VEGF-A和NRP1表达下调，表明FoxO3a可能通过抑制VEGF-A/NRP1来抑制乳腺癌细胞的侵袭性和血管生成能力。在乳腺癌MDA-MB-231和BT549细胞中，FoxO3a能够下调VEGF-A及其共受体NRP1的表达水平^[51]。FoxO3a过度表达可显著抑制VEGF-A的表达与分泌及NRP1的表达；相反，FoxO3a表达下调而VEGF-A或NRP1表达升高则与患者较短的生存期密切相关，提示FoxO3a可通过负向调控VEGF-A/NRP1信号通路抑制肿瘤进展。进一步研究^[52]发现FoxO3a能够诱导miR-29b和miR-338的表达，而VEGF-A和NRP1分别是miR-29b和miR-338的直接靶点。因此，FoxO3a能够通过上调这2种miRNA的表达抑制VEGF-A和NRP1，参与乳腺癌的转移过程。鉴于miR-29b-2与miR-338可协同抑制乳腺癌细胞的生长与转移，FoxO3a介导的miRNA表达在调控VEGF-A/NRP1信号转导及抑制乳腺癌转移中发挥关键作用。

3.5 血清和糖皮质激素诱导蛋白激酶/FoxO3a/BCL2相互作用蛋白3

血清和糖皮质激素诱导蛋白激酶(serum and glucocorticoid regulated kinases，SGKs)属于AGC家族的丝/苏氨酸蛋白激酶，包括位于不同染色体的3种蛋白激酶(SGK1、SGK2、SGK3)。SGK1可被生长因子和类固醇激素等多种刺激激活，在细胞生长、离子通道调节等生理过程中发挥作用。同时SGK1也参与癌症、代谢综合征、高血压及神经退行性疾病等多种疾病的发生^[53]。Bcl-2相互作用蛋白3 (Bcl-2/adenovirus E1B 19 kD-interacting protein 3，BNIP3)位于线粒体，在线粒体凋亡中发挥作用^[54]。BNIP3通常在缺氧或氧化应激等条件下显著上调并受到缺氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor 1 alpha，HIF-1α)调控。BNIP3可通过与抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL竞争性结合，解除对促凋亡蛋白BAX的抑制，导致线粒体膜通透性增加和膜电位丧失。随后细胞色素C从线粒体释放至胞质激活caspase级联反应，激活caspase-9和caspase-3最终引发线粒体介导的细胞凋亡^[55]。因此，BNIP3可以诱导细胞凋亡的功能为临床治疗恶性肿瘤提供了新思路。

Wu等^[56]发现木犀草素可通过靶向SGK1来调节三阴性乳腺癌细胞凋亡。通过抑制SGK1活性，阻止FoxO3a磷酸化，将FoxO3a从细胞质重新引入细胞核后上调BNIP3的转录表达，从而增强BNIP3与凋亡相关蛋白的相互作用，表明木犀草素能够通过SGK1-FoxO3a-BNIP3信号通路诱导细胞凋亡，从而发挥抑制三阴性乳腺癌的作用。

虽然木犀草素通过激活SGK1/FoxO3a/BNIP3轴展现出良好的抗肿瘤前景，但与多数靶向药物类似，长期应用仍可能导致耐药性的产生。潜在的耐药机制主要体现在持续的药物压力可能促使肿瘤细胞通过下调SGK1使其活性突变，或通过FoxO3a功能丧失以及BNIP3表达缺失等方式实现“靶点逃逸”，从而削弱药物诱导的凋亡效应^[57-58]。为延缓或规避耐药的发生，未来研究可考虑采用联合治疗的策略，例如将木犀草素与PI3K/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)抑制剂、组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase，HDAC)抑制剂或免疫检查点抑制剂联合使用，以多途径协同诱导肿瘤细胞死亡并增强抗肿瘤免疫反应^[59-60]。同时，在治疗过程中动态监测FoxO3a的细胞定位、磷酸化水平及BNIP3的表达变化，可作为评估治疗反应和早期识别耐药的潜在生物标志物，有望为个体化治疗提供依据。

4 FoxO3a与乳腺癌相关信号通路的作用机制

调控转录因子FoxO3a相关信号通路可通过诱导乳腺癌细胞凋亡抑制乳腺癌的发生与发展，在乳腺癌治疗过程中具有重要的生物学意义。不同信号通路可通过调节FoxO3a的活性状态，从而参与乳腺癌细胞命运的调控。海兔素通过抑制PI3K/Akt/FoxO3a途径诱导乳腺癌细胞凋亡；HMH通过激活MAPKs/FoxO3a信号通路使乳腺癌细胞周期停滞并诱导凋亡；拉帕替尼和木犀草素联合使用可通过FoxO3a/Nrf2/NQO1通路来抑制乳腺癌的进展；FoxO3a/VEGF-A/NRP1信号通路的失调在抑制乳腺癌转移中起关键作用；木犀草素通过SGK1/FoxO3a/BNIP3信号转导诱导细胞凋亡抑制乳腺癌转移，并抑制乳腺癌细胞的增殖。FoxO3a作为多条信号通路的交汇节点，贯穿乳腺癌细胞凋亡、氧化应激等多个关键生物学过程的调控。FoxO3a与乳腺癌相关信号通路的作用机制总结见图2。

不同信号通路中的关键蛋白如PI3K/Akt、MAPKs、Nrf2、VEGF-A及BNIP3等，与FoxO3a之间形成了复杂而动态的蛋白质互作网络，共同参与乳腺癌细胞凋亡、氧化应激应答及代谢调控等过程(表1)。这种以FoxO3a为枢纽的信号整合模式，为深入理解乳腺癌发生、发展的分子机制及探索潜在干预靶点提供了新的研究思路。

5 不同蛋白质与FoxO3a之间的蛋白质相互作用

蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction，PPI)分析作为解析细胞内复杂分子机制的关键技术，通过揭示蛋白质间的动态互作关系，为阐明信号转导、代谢调控和基因表达等提供了重要研究手段。通过使用蛋白质-蛋白质互作网络(protein-protein interaction networks，PPINs)分析可以揭示更多的生物学原理，阐明复杂的途径和癌症潜在的治疗靶点^[61]。笔者总结近几年FoxO3a与其他蛋白或因子之间相互作用组成信号通路进而控制乳腺癌的相关进展后提出疑问：FoxO3a是否能够与其他信号通路的效应蛋白建立新型互作网络，从而形成调控乳腺癌进程的替代性信号转导机制？笔者使用PPINs对FoxO3a与上述不同信号通路中的蛋白质是否存在相互作用的可能性进行分析，选取已确认参与乳腺癌细胞凋亡调控的关键蛋白，连同FoxO3a绘制PPINs图，可视化不同蛋白与FoxO3a之间的关联性。基于STRING数据库构建的互作网络图谱(图3)显示：FoxO3a通过特异性连接节点与所有差异表达蛋白均存在直接互作关系(连接线表示互作强度)。转录因子FoxO3a位于多条信号通路的交汇点，上游PI3K/Akt和SGK1通路通过磷酸化修饰抑制FoxO3a的活性，影响其核内外定位及转录功能。FoxO3a活化后可调控一系列下游靶基因(包括BNIP3、NQO1、NRP1、VEGFB和PGK1)参与细胞凋亡、氧化应激反应、血管生成及能量代谢等过程。同时，FoxO3a也通过与其他调控因子和非编码RNA形成复杂的互作网络，进一步加强对肿瘤细胞生存与死亡平衡的精细控制。网络中的任一蛋白质发生表达量或功能状态的改变，都可能通过级联效应影响关联蛋白的生物学活性，进而干扰细胞凋亡调控、物质能量代谢等关键病理生理过程。

6 结语与展望

乳腺癌是女性中发病率最高的恶性肿瘤之一，尽管针对不同分子亚型的个体化疗法能够在一定程度上改善乳腺癌患者的短期预后，但转移和耐药性等因素依然限制着乳腺癌患者的长期生存。因此，探索新的信号调控机制是乳腺癌研究的重点方向。转录因子FoxO3a在乳腺癌发生与发展中起重要作用，并在乳腺癌中充当肿瘤抑制剂，其活性受多种信号通路的精细调控。

FoxO3a作为整合多条信号通路、决定乳腺癌细胞生死命运的关键枢纽，其活性状态不仅影响肿瘤的发生、发展，更在临床耐药性的形成中发挥作用。因此，未来的研究在深入解析其复杂调控网络的基础上，可进一步聚焦其在治疗反应与耐药演变中的功能转化。可通过开发基于FoxO3a的活性评估工具，如检测其核/质定位比例、特异性磷酸化位点或下游靶基因表达谱，将其构建为预测PI3K/Akt抑制剂、CDK4/6抑制剂等靶向治疗敏感性的伴随诊断标志物，从而实现更精准的患者分层。其次，研发直接增强FoxO3a功能的治疗策略，包括筛选能够稳定FoxO3a、促进其核转位或提升其转录活性的小分子激动剂，也可利用蛋白降解靶向嵌合体(proteolysis-targeting chimera，PROTAC)技术靶向调控其上游抑制因子，以突破现有治疗模式的耐药瓶颈。此外，基于对FoxO3a调控肿瘤耐药机制的理解，还可设计更具机制依据的联合治疗方案，例如将木犀草素等天然药物与化疗、靶向治疗或免疫治疗相结合，通过多途径协同调控生存信号与死亡信号，从而最大限度抑制耐药克隆的扩增，提高整体疗效。

进一步深入解析FoxO3a功能的环境依赖性与双重性，也是未来研究的关键挑战之一。这需要开发更复杂的体外微环境模型和条件性基因敲除动物模型，以时空分辨的方式研究其在肿瘤发生、治疗应激、复发转移不同阶段的具体功能。只有理清其双重角色的切换机制，才能设计出“扬其长(促凋亡)、避其短(促适应)”的精准干预策略。

乳腺癌作为女性高发恶性肿瘤，其治疗仍面临转移与耐药的重大挑战。转录因子FoxO3a作为肿瘤抑制的重要枢纽，有望成为乳腺癌治疗靶点。FoxO3a活性状态的精准干预有望为乳腺癌的个体化治疗提供新思路，推动临床疗效的全面提升。

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基金资助

吉林省自然科学基金(YDZJ202401085ZYTS)

吉林省大学生创新创业项目(S202413706001)

吉林医药学院研究生创新计划项目(2023yyc03┫。This work was supported by the Natural Science Foundation of Jilin Province ┣YDZJ202401085ZYTS)

the Innovation and Entrepreneurship Training Program for College Students in Jilin Province(S202413706001)

the Graduate Innovation Program of Jilin Medical University(2023yyc03)

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