肝癌細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路研究的最新進(jìn)展

徐同磊 謝淑麗 王廣義 (吉林大學(xué)第一醫(yī)院肝膽胰外科，吉林 長(zhǎng)春 130021)

肝癌具有發(fā)病率高、病情隱匿、預(yù)后兇險(xiǎn)等臨床特征。經(jīng)大量研究證實(shí)，某些信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的激活或抑制與肝癌的發(fā)生、發(fā)展等有著緊密的聯(lián)系?，F(xiàn)對(duì)近年來(lái)有關(guān)肝癌信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的文獻(xiàn)進(jìn)行回顧，就此研究進(jìn)展作一綜述。肝癌是我國(guó)最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，占惡性腫瘤死亡率的第二位。具有病情隱匿、預(yù)后兇險(xiǎn)等臨床特征。肝癌的發(fā)病率逐年遞增，肝癌的發(fā)病年齡也在不斷提前，未經(jīng)治療的患者中位生存期約為10個(gè)月。肝癌的發(fā)生、發(fā)展是肝癌細(xì)胞無(wú)限制增殖與凋亡減少的結(jié)果，其中，肝癌的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路扮演著重要角色。近些年來(lái)，雖然肝癌的臨床研究取得了很大進(jìn)展，但肝癌侵襲、轉(zhuǎn)移的機(jī)制目前還尚不完全清楚。隨著對(duì)肝癌信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)肝癌細(xì)胞內(nèi)部的某些信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的激活或抑制與肝癌的發(fā)生、發(fā)展等有著緊密的聯(lián)系。

1 酪氨酸蛋白激酶體系

1.1 MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 有絲分裂原激活蛋白激酶即MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，又稱為細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)級(jí)聯(lián)通路，該通路是將細(xì)胞表面的刺激信號(hào)傳遞到細(xì)胞核內(nèi)部及介導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生反應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中最為主要的一條傳遞途徑，如生長(zhǎng)發(fā)育、分化、分裂及凋亡等均受到MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的調(diào)節(jié)。目前，己在哺乳動(dòng)物細(xì)胞成功地克隆和鑒定了多個(gè)MAPK成員，包括細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶通路(ERK1/2)，p38絲裂原活化蛋白激酶通路(p38，又稱為SAPK2)，c-Jun氨基末端激酶通路(又稱為SAPK1)及細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶5通路(ERK5)〔1〕等。研究表明，ERK1/2主要參與細(xì)胞的增殖和分化，p38和JNK主要參與應(yīng)激反應(yīng)和細(xì)胞凋亡，ERK1/2、p38、JNK轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在肝癌發(fā)生發(fā)展的各個(gè)階段和治療具有重要意義〔2，3〕。研究者們還發(fā)現(xiàn)，在肝癌組織中，ERK1/2、p38 和 c-Jun蛋白均有不同程度的高表達(dá)，且其表達(dá)的高低與肝癌分化有關(guān)聯(lián)〔4，5〕。此外，p38 MAPK 信號(hào)傳導(dǎo)通路可增強(qiáng)熱療對(duì)肝癌細(xì)胞的殺傷力，還能增加肝癌細(xì)胞分泌VEGF，促進(jìn)血管生成，從而在肝癌的浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移過(guò)程中起著重要作用〔6，7〕。

1.2 PI3K/Akt/mTOR、PKB/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 PI3K/Akt/mTOR、PKB/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在肝癌的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)歸發(fā)揮著重要作用。Akt是PI3K/Akt/mTOR和 PKB/Akt信號(hào)通路的關(guān)鍵分子，活化的Akt可通過(guò)多種機(jī)制來(lái)抑制腫瘤細(xì)胞凋亡，從而促進(jìn)細(xì)胞周期進(jìn)展〔8〕。另外，Akt可磷酸化內(nèi)皮型一氧化氮合酶促進(jìn)血管生成，并通過(guò)多種機(jī)制促進(jìn)腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移〔9〕。mTOR是細(xì)胞內(nèi)多種重要信號(hào)傳導(dǎo)通路的樞紐，調(diào)控著細(xì)胞增殖、分裂、遷移等與腫瘤發(fā)生密切相關(guān)的多種生理過(guò)程。Sahin等〔10〕發(fā)現(xiàn)，研究肝癌樣本中 45%的病例與磷酸化的mTOR、總S6K高表達(dá)相關(guān)，mTOR的表達(dá)水平與肝癌細(xì)胞的浸潤(rùn)及增殖密切相關(guān)。

1.3 HGF/c-Met信號(hào)通路 c-Met是肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)的高親和性膜受體，c-Met通過(guò)自身磷酸化，進(jìn)而募集Gab-1、Grb-2、Shc和c-Cbl等銜接蛋白，接著引發(fā)一系列的磷酸化反應(yīng)，活化PI3K、ERK1/2和STATS等重要的信號(hào)分子，來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分裂及侵襲運(yùn)動(dòng)〔11〕。此外，HGF/c-Met信號(hào)通路還可調(diào)控CD44、Semaphorins等信號(hào)分子的活化，來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞的黏附、侵襲能力及血管形成等過(guò)程〔12〕。有研究表明四跨膜蛋白CD151可與c-Met形成一功能復(fù)合物，并在HGF/c-Met信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以及其與其他信號(hào)間的交互作用中扮演重要的角色，CD151參與細(xì)胞的多種功能〔13〕，如信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞黏附、移動(dòng)與形態(tài)改變等，也預(yù)示其潛在的應(yīng)用價(jià)值。

1.4 Janus蛋白酪氨酸激酶(JAK)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 Janus蛋白酪氨酸激酶(JAK)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中其最主要作用的是轉(zhuǎn)錄活化蛋白(STAT)，其包括STAT1，STAT3和STAT5等蛋白分子。研究表明，該信號(hào)通路異常與肝癌的發(fā)生及發(fā)展有著密切的聯(lián)系〔14〕。胡欣等〔15〕研究者通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在肝癌組織中，STAT1蛋白、STAT3蛋白和STAT5蛋白均高表達(dá)，且伴隨著腫瘤的進(jìn)展而表達(dá)量增加。其中，STAT3蛋白可通過(guò)Bcl-2依賴和非依賴Bcl-2兩條途徑促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)和抗凋亡作用，還可調(diào)控細(xì)胞周期。

2 Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

Wnt/β-catenin信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路通過(guò)激活其下游靶基因來(lái)影響肝癌的發(fā)生發(fā)展。研究表明，Wnt通路中多種信號(hào)成分與肝癌發(fā)生發(fā)展有關(guān)，如 β-catenin、GSK-3β、APC、Axin、sFRP1、Wnt蛋白等。β-catenin是Wnt通路中關(guān)鍵分子。當(dāng)無(wú)Wnt信號(hào)時(shí)，GSK-3β、APC、Axin和細(xì)胞質(zhì)內(nèi) β-catenin結(jié)合成多蛋白復(fù)合體，促進(jìn)β-catenin磷酸化后，該蛋白復(fù)合體經(jīng)泛素-蛋白酶體途徑降解;在有Wnt信號(hào)時(shí)，上述多蛋白復(fù)合體無(wú)法生成，或者因β-catenin基因突變導(dǎo)致β-catenin蛋白結(jié)構(gòu)改變，使β-catenin蛋白轉(zhuǎn)入細(xì)胞核內(nèi)，與轉(zhuǎn)錄因子TCF/LEF相結(jié)合成異源二聚體，調(diào)控靶基因的轉(zhuǎn)錄。目前，已知β-catenin/TCF異源二聚體可激活60 多種基因，包括 c-myc、c-Jun、cylinD1、VEGF 等〔16〕，這些基因，在肝細(xì)胞內(nèi)異常激活，導(dǎo)致肝細(xì)胞無(wú)限增殖而引起肝癌。有研究證實(shí)〔17，18〕，78%的肝癌組織中有 β-catenin表達(dá)，主要在細(xì)胞膜上表達(dá)，也可在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)表達(dá)或在細(xì)胞膜和細(xì)胞核中均有表達(dá)。β-catenin在細(xì)胞膜和(或)細(xì)胞質(zhì)表達(dá)常見(jiàn)于高分化、中分化的癌組織;細(xì)胞核表達(dá)則見(jiàn)于中、低分化肝癌。

3 VEGF信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

VEGF是目前發(fā)現(xiàn)的作用最強(qiáng)、特異性最高的血管生長(zhǎng)因子之一，對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移、基膜水解和血管構(gòu)建的調(diào)控作用較強(qiáng)，能促進(jìn)腫瘤血管的生成，對(duì)多種腫瘤尤其是肝癌的生長(zhǎng)、浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移、治療和提示預(yù)后都有重要的作用〔19〕。研究顯示，VEGF的高表達(dá)和肝癌的復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移組VEGF表達(dá)陽(yáng)性率為86.2%，顯著高于無(wú)轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)組。

4 討論

5 Hedgehog信號(hào)通路該信號(hào)通路是一中高度保守的信號(hào)通路，在胚胎發(fā)育過(guò)程中起重要作用，調(diào)控著細(xì)胞的增殖、分化。目前在哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)3種Hedgehog同源基因，編碼糖蛋白(Shh、Ihh、Dhh)、跨膜蛋白Ptch和Smo蛋白。當(dāng)Hedgehog結(jié)合后，Smo構(gòu)象發(fā)生改變，解除了Ptch蛋白對(duì)Smo的抑制，Smo進(jìn)入胞質(zhì)，將信號(hào)下傳，激活轉(zhuǎn)錄因子 Gli(Glil、GliZ、Gli3)，后者進(jìn)入細(xì)胞核，直接啟動(dòng)Ptch、Gli、Wnt等目的基因的表達(dá)。隨著對(duì)該通路研究的深入，發(fā)現(xiàn)在成熟的正常肝細(xì)胞中不表達(dá)Hedgehog信號(hào)通路〔20〕，還發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)眾多參與腫瘤細(xì)胞增殖、擴(kuò)散的效應(yīng)分子，如 p21、cyclinB、cyclinD、c-myc等都是 Hedgehog信號(hào)通路的靶基因或下游分子，且該信號(hào)通路也與許多調(diào)控細(xì)胞分化增殖的其他信號(hào)通路，如Wnt、Ras/ERK等有交叉作用。在肝癌的肝癌組織Hedgehog信號(hào)通路中Ihh的表達(dá)與癌旁肝組織的無(wú)明顯差別，但Shh信號(hào)的活性卻異常增高，這與其他上述肝癌組織中Shh的表達(dá)情況相一致，提示在肝癌組織中，Hedgehog信號(hào)通路是以 Shh為主要的信號(hào)配體〔20～24〕。

5 討論

線粒體轉(zhuǎn)導(dǎo)通路線粒體通路由Bcl-2家族成員Bid、Bad等組成，該通路在接受細(xì)胞內(nèi)的死亡信號(hào)后才激活。首先Bad與在線粒體外膜面的Bcl-2家族成員Bax、Bak等發(fā)生相互作用，引起線粒體膜的通透性改變，致使跨膜電位丟失并釋放細(xì)胞色素C(CytoC)。釋放的CytoC可與凋亡蛋白酶活化因子(Apaf-1)及Caspase-9形成多聚復(fù)合體〔25〕，并使其自我剪切活化并啟動(dòng)Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)，激活下游的Caspase-3，完成其相應(yīng)底物的剪切，致使細(xì)胞凋亡。楊建青〔26〕研究表明，在肝癌Hep3B細(xì)胞中Cyto C的釋放與Caspase-9前體形成基本同步，提示Cyto C在Caspase-9的活化和肝癌細(xì)胞凋亡中可能有著重要作用。

6 討論

其他信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路除上述肝癌信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路外，還有泛素-蛋白酶體途徑、Notch信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)等。這些信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與肝癌的發(fā)生與發(fā)展有著異常復(fù)雜的聯(lián)系，但其具體機(jī)制尚未完全明了。

7 展望

肝癌信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)，而且目前的研究主要集中在肝癌細(xì)胞的增殖、凋亡及腫瘤血管生成的層次，實(shí)際上肝癌的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移是長(zhǎng)期的、多因素共同參與的連續(xù)過(guò)程。介導(dǎo)肝癌的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路十分復(fù)雜，涉及多種調(diào)節(jié)因子及信號(hào)通路，其轉(zhuǎn)導(dǎo)通路也不是一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而是各通路間相互交叉形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，因此全面的研究探討這些信號(hào)通路有助于我們進(jìn)一步了解肝癌的發(fā)生發(fā)展機(jī)制，為其治療靶點(diǎn)提供新的科學(xué)依據(jù)，更好地指導(dǎo)臨床工作。

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