轉(zhuǎn)化生長因子β在肝癌中的作用研究進展

胡笑蓉 蔡挺 郭蒔雨 林靜 黃丹丹 付麗云 舒明 張順

肝細胞肝癌（以下簡稱肝癌）是一種惡性程度較高的腫瘤。我國是肝癌高發(fā)區(qū)，國人肝癌發(fā)病率位于腫瘤發(fā)病率的第2位，病死人數(shù)占全球肝癌病死人數(shù)的一半以上。肝癌患者的5年生存率約為54.1%～61.5%，控制肝癌的復發(fā)轉(zhuǎn)移是提高患者生存率的關鍵，也是目前臨床研究的瓶頸。我國多數(shù)肝癌患者有HBV感染史，一般患者前期都有肝纖維化及肝硬化的病史。轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β）是激活肝星狀細胞（HSC）、促使 HSC 表達細胞外基質(zhì)（ECM）并使ECM沉積增多的關鍵因子。在肝臟組織中，肝癌細胞生長在包被ECM及TGF-β、結(jié)締組織生長因子（CTGF）的微環(huán)境中，其中TGF-β在肝癌早期對肝癌細胞起抑制作用，在肝癌發(fā)展中后期則促進肝癌細胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移，對肝癌起雙向調(diào)節(jié)作用；另外TGF-β在誘導機體免疫抑制、肝癌干細胞樣細胞擴增等方面也發(fā)揮重要作用，是目前肝癌研究中的熱點。本文就TGF-β在肝癌中的作用研究進展作一綜述。

1 TGF-β信號通路

目前發(fā)現(xiàn)，在哺乳動物中TGF-β共有3種：TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3，在肝臟組織中含量最高的是TGF-β1，本文中論述的 TGF-β 主要是指 TGF-β1。TGF-β是一個多功能蛋白，在調(diào)節(jié)腫瘤細胞增殖、分化、凋亡能力以及ECM形成，血管生成，腫瘤微環(huán)境免疫抑制等方面起重要作用，與TGF-β相關的信號通路研究越來越引發(fā)關注[1]。

TGF-β/Smad信號通路是TGF-β促進肝癌侵襲轉(zhuǎn)移的經(jīng)典信號通路。TGF-β可刺激TGF-β受體Ⅰ（TGF-βRⅠ）與TGF-βRⅡ二聚化，或直接結(jié)合TGF-βRⅡ，使受體絲/蘇氨酸激酶活化，招募Smad2和Smad3，并使Smad2和Smad3磷酸化，與Smad4結(jié)合后移位至細胞核中，將信號傳遞到細胞核內(nèi)，調(diào)節(jié)多種細胞因子表達來調(diào)控靶基因的表達水平[2]。 研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β的抑制劑LY2109761可以抑制FAK、β1-integrin、MEK、ERK、AKT、mTOR、PTEN 等蛋白磷酸化[3]，提示TGF-β可介導PI3K/AKT、Ras/Raf/Erk等多個信號通路，說明TGF-β也可通過非Smad依賴性信號通路發(fā)揮作用。

2 TGF-β在肝癌中的作用

一般認為，TGF-β在肝癌早期起抑制腫瘤細胞生長的作用，但在晚期則促進腫瘤細胞侵襲轉(zhuǎn)移，在肝癌發(fā)展過程中扮演雙重角色[4]。TGF-β誘導肝癌細胞凋亡的同時使表皮生長因子受體（EGFR）表達上調(diào)，隨后EGF/EGFR信號通路的活躍使得肝癌細胞增殖活躍，抵消TGF-β誘導的凋亡作用[5]。TGF-β上調(diào)肝癌細胞分泌干細胞因子（SCF），SCF又可誘導TGF-β表達上調(diào)，形成一個TGF-β/SCF自分泌環(huán)，SCF/c-KIT信號通路活化中和TGF-β早期的細胞凋亡作用，促進肝癌侵襲轉(zhuǎn)移[6]。TGF-β能促進肝癌細胞金屬蛋白酶（MMPs）表達量增高[7]，而MMPs可降解細胞間基質(zhì)及Ⅳ型膠原，促進腫瘤的擴散。

2.1 TGF-β與肝癌上皮細胞間質(zhì)化（EMT）過程 在肝癌晚期，EMT過程是TGF-β促進肝癌轉(zhuǎn)移復發(fā)的重要途徑。EMT過程是指上皮細胞失去細胞間的緊密連接及細胞極性，形成具有間質(zhì)細胞特征的梭形細胞形態(tài)的過程。上皮來源的腫瘤細胞發(fā)生EMT過程是促進腫瘤細胞轉(zhuǎn)移的重要因素。TGF-β、肝細胞生長因子（HGF）、IL-6等細胞因子能刺激肝癌細胞發(fā)生EMT過程，其中TGF-β是肝癌細胞最重要的EMT激活劑[8-9]。

Snail家族成員以及ZEB、Twist家族成員是E-cadherin的轉(zhuǎn)錄抑制因子。體外細胞實驗表明，用重組TGF-β處理肝癌細胞株可誘導上皮細胞標識物E-cadherin減少，間質(zhì)細胞標志物如Vimentin、N-cadherin表達上升，并伴隨著E-cadherin轉(zhuǎn)錄抑制因子Snail表達增高，TGF-β刺激脂質(zhì)運載蛋白lipocalin（Lcn-2）表達，使Twist表達增加，誘導肝癌EMT過程[10]。lncRNA-ATB是TGF-β/Smad信號通路下游的目的基因之一，TGF-β/Smad信號通路激活后，lncRNA-ATB表達上升[11]，lncRNA-ATB通過競爭性結(jié)合miR-200上調(diào)ZEB1和ZEB2，引發(fā)EMT過程及肝癌侵襲，lncRNA-ATB與IL-11 mRNA結(jié)合，增加IL-11mRNA穩(wěn)定性，使IL-11自分泌量增加，激活STAT3信號通路，促進肝癌細胞轉(zhuǎn)移后形成克隆及分散[11]。

2.2 TGF-β與肝癌干細胞的關系 肝癌干細胞由于具有自我更新及多向分化能力，與腫瘤的發(fā)展轉(zhuǎn)移密切相關。在TGF-β誘導的肝癌EMT過程中，TGF-β還可使肝癌細胞獲得腫瘤干細胞的特性，這可能是TGF-β促進肝癌復發(fā)轉(zhuǎn)移的另一重要機制。K19+是新發(fā)現(xiàn)的肝癌干細胞標志物[12]，與K19-肝癌組織及肝癌細胞相比，K19+肝癌干細胞及K19+肝癌組織中TGF-β/Smad信號通路異?；钴S，用TGF-β1抑制劑阻斷TGF-β/Smad信號通路可減弱K19+肝癌干細胞增殖能力及5-氟尿嘧啶抗性[12]。miR-125b可特異性降低SMAD2和SMAD4表達而干擾TGF-β誘導的肝癌EMT過程，使肝癌細胞耐藥性、遷移率等腫瘤干細胞樣特性減弱[13]。

2.3 TGF-β與肝癌微環(huán)境的關系 腫瘤細胞一般處于由免疫細胞、基質(zhì)細胞、血管內(nèi)皮細胞、細胞因子以及趨化因子等組成的復雜環(huán)境中，這些細胞及因子共同組成腫瘤微環(huán)境。腫瘤微環(huán)境是促進腫瘤細胞侵襲轉(zhuǎn)移的一個重要因素，TGF-β是肝癌腫瘤微環(huán)境中重要的細胞因子，對肝癌微環(huán)境中其他細胞的生長及功能產(chǎn)生影響。

腫瘤相關巨噬細胞是腫瘤微環(huán)境中含量豐富的免疫細胞，是導致機體免疫抑制，促進肝癌生長轉(zhuǎn)移的因素之一[14]。TGF-β對肝癌微環(huán)境中巨噬細胞表型及功能影響顯著。TGF-β能刺激肝癌腫瘤微環(huán)境中巨噬細胞向M2型轉(zhuǎn)化，并分泌高水平的促炎因子如IL-6，促進肝癌侵襲轉(zhuǎn)移[15]。肝癌組織中CD169+巨噬細胞能激活細胞毒性T細胞，發(fā)揮抗腫瘤作用，而TGF-β能使該型巨噬細胞CD169表達下降，影響其抗腫瘤作用的發(fā)揮[16]。

TGF-β參與了CD4+T細胞分化成為Treg細胞的過程。在DEN誘導的大鼠肝癌組織及人肝癌組織中，Treg細胞數(shù)量與TGF-β正相關[17-18]，用TGF-β受體抑制劑SM-16阻斷TGF-β相關信號通路，可減少肝癌組織中Treg細胞浸潤程度[17]。研究發(fā)現(xiàn)，用TGF-β抗體阻斷TGF-β信號通路可部分恢復γδT細胞毒反應及IFN-γ 分泌水平[19]。

肝癌的典型特征之一是高度血管化，肝癌患者血清及組織中血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）表達水平處于較高水平，TGF-β可促進肝癌血管生成從而促進肝癌發(fā)展。研究顯示，肝癌組織中TGF-β與微血管密度呈正相關，TGF-β可刺激肝癌細胞分泌VEGF，TGF-β受體抑制劑LY2190761可通過抑制TGF-β/Smad信號通路阻礙肝癌細胞VEGF分泌水平，除誘導肝癌血管生成外，TGF-β也是刺激肝癌細胞形成血管擬態(tài)的重要因素[20]。

3 TGF-β抑制劑在肝癌治療中的應用

由于TGF-β在肝癌發(fā)生、發(fā)展過程中扮演重要角色，抑制TGF-β信號通路是治療肝癌的重要途徑。TGF-β 受體抑制劑 LY2109761、Galunisertib（LY2157299）對膠質(zhì)母細胞瘤和肝癌有抗腫瘤作用，目前已進入臨床試驗階段[21]。TGF-β是刺激肝癌細胞表達高水平CTGF及產(chǎn)生較多基質(zhì)的重要因素，LY2109761抑制TGF-β信號通路后可減少CTGF，抑制肝癌轉(zhuǎn)移[22]。除此之外，LY2109761可減少VEGF生成，抑制肝癌血管生成[23]。索拉菲尼是目前唯一經(jīng)美國FDA批準的用于晚期肝癌靶向治療的藥物，但是Sorafenib對不同的肝癌患者藥效反應不一，TGF-β可能與肝癌索拉菲尼耐藥有關。高表達TGF-β的肝癌細胞對Sorafenib的靈敏度下降[24]，在TGF-β誘導的EMT肝癌細胞中，CD44表達上升，并對索拉菲尼誘導的細胞凋亡出現(xiàn)抗性[25]，TGF-β誘導肝癌細胞EGFR、FGFR1、胰島素樣生長因子 1受體(IGF1R)等酪氨酸激酶受體（RTKs）表達上升可能是肝癌產(chǎn)生Sorafenib耐藥的機制之一[26]。TGF-β受體抑制劑Galunisertib可以加強Sorafenib療效[27]。用TGF-βRⅠ抑制劑LY2157299使TGF-β/Smad信號通路減弱后可提高Sorafenib誘導的肝癌細胞凋亡效率[26]。因此，阻斷TGF-β相關信號通路或減少肝癌TGF-β的表達水平可能克服Sorafenib耐藥性問題，提高晚期肝癌患者生存率。以上研究結(jié)果顯示，TGF-β抑制劑在肝癌治療中具有一定的應用前景，但其確切的療效及可能產(chǎn)生的不良反應、與其他藥物聯(lián)合應用的療效還需更大樣本研究。

Axl/14-3-3ζ信號通路活化是使Smad3蛋白linker區(qū)磷酸化的關鍵因素，并促進TGF-β/Smad通路目的基因如PAI1、MMP-9、Snail等基因表達以及間質(zhì)樣肝癌細胞TGF-β分泌水平[28]。Axl/14-3-3ζ信號通路活化可能是TGF-β從抑癌角色向促癌因子轉(zhuǎn)化的因素之一，因此抑制Axl/14-3-3ζ信號通路可作為肝癌藥物研發(fā)的思路之一[29]。Axl抑制劑SGI-7079、BGB324、DP3975、NA80x1已經(jīng)進入臨床研究階段，并在其他腫瘤中取得良好療效[30]，但對肝癌的治療效果如何尚需進一步研究。

4 小結(jié)

肝癌細胞處于TGF-β含量豐富的微環(huán)境中，TGF-β對肝癌細胞增殖、分化，腫瘤微環(huán)境及誘導機體免疫抑制等方面均發(fā)揮重要作用，對TGF-β在肝癌發(fā)生、發(fā)展過程中扮演的角色及相關機制進行深入研究不僅可為肝癌診斷、療效和預后判斷提供新的評價指標，還可為肝癌靶向治療提供新靶點。