HBx基因與乙型肝炎病毒相關性肝癌的關系

王 琳 童章隆 葉 園 李 妍

(吉林醫(yī)藥學院基礎醫(yī)學院生物化學教研室，吉林 吉林 132013)

肝細胞癌(HCC)患者大多伴有乙型肝炎病毒(HBV)感染，且基本都經歷了“乙型肝炎-肝硬化-HCC”的發(fā)展三部曲過程。研究顯示，通過提高對HCC的監(jiān)視和新治療方案的發(fā)展，HCC患者3年、5年、10年累積生存率分別是62.1%，44.3%和20.5%〔1〕。HBV感染是引起HCC發(fā)生發(fā)展的重要生物因素。由HBV x基因(HBx)編碼的乙肝病毒X蛋白(HBX)是一種多功能蛋白，與HCC的發(fā)生發(fā)展關系密切。研究HBx基因作用靶點和作用機制，對進一步了解和治療由HBV感染導致的HCC有重要作用。本文綜述HBx基因與HBV相關性HCC的關系。

1 HBx基本結構及功能

HBx基因是HBV基因組中最小的開放性讀碼框，位于HBV基因組中的1 374～1 838 bp處，全長為435～462 bp，包括四段重疊開放讀碼區(qū)，分別編碼病毒折疊(pre-S1/pre-S2/S)，核心蛋白(pre-C/C)，病毒聚合酶和HBX蛋白。這段基因包括4個啟動子，2個增強子區(qū)域(Enh1，Enh2)和2段正向重復序列(DR1，DR2)〔2〕。HBx基因不與雙鏈DNA直接作用，而是通過調控宿主細胞遺傳物質的轉錄，與蛋白直接作用或誘導蛋白降解，進而影響靶蛋白功能，在肝細胞惡性病變中發(fā)揮重要作用。

2 HBx基因促進HCC的發(fā)生發(fā)展

HBX蛋白被認為是一種在HBV誘導腫瘤形成過程中至關重要的蛋白。研究表明〔3～5〕，HBx基因既能在細胞核內與多種轉錄因子相互作用〔如AP-1、AP-2、核轉錄因子(NF)-κB和環(huán)磷酸腺苷(cAMP)〕，又能在胞質內影響各種信號轉導通路〔如蛋白激酶B(AKT)、Wnt/β-鏈蛋白(catenin)、NF-κB、Janus的非受體酪氨酸激酶(JAK)/信號傳導及轉錄激活因子(STAT)、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)、Ras、Raf和應激活化蛋白激酶(SAPK)/c-Jun氨基末端激酶(JNK)等〕。

2.1HBx基因與RPB-5介導蛋白(RMP)基因的協(xié)同作用 RMP是一種對HCC細胞增殖有影響的癌基因。研究發(fā)現(xiàn)〔6〕，HBx并不影響RMP的表達，而是在HBV感染，HBx基因表達后，以RPB-5為靶點(這與RMP基因有關系)，內源性細胞癌蛋白RMP和HBX之間的相鄰位置和相互作用導致它們在功能上的協(xié)同作用，共同抑制HCC細胞凋亡，促進致癌作用。研究發(fā)現(xiàn)〔7〕，在HBV復制的小鼠模型中，小劑量的RMP對HBV轉錄和依賴HBx的復制均有抑制作用。這種作用或許可以促使RMP基因成為分子靶向治療的一個候選靶點。

2.2HBx基因對陽離子氨基酸轉運蛋白(CAT)-1基因的調控 CAT-1是由SLC7A1基因編碼的一種miR-122的靶點，它可以將L-精氨酸轉運至細胞內，L-精氨酸是一種多胺和一氧化氮(NO)的前體，多胺和NO可以幫助調控細胞分化和增殖，對人HCC細胞存活有重要作用。由于CAT-1的表達在胚胎期的肝臟中最高，而在成年之后幾乎不存在，因此CAT-1在肝癌細胞株中的過表達有重要意義。有研究發(fā)現(xiàn)〔8〕，HBx基因可以通過減少Gld2蛋白表達，下調肝癌組織中miR-122的水平。研究表明〔9〕，miR-122水平降低可以誘導CAT-1過表達，促進HCC生長、增殖和侵襲。

2.3HBx基因與缺氧誘導因子(HIF)-1α HIF-1α是缺氧條件下廣泛存在于哺乳動物體內的一種轉錄因子，是調節(jié)細胞內氧代謝的關鍵因子之一，其中HIF-1α是主要的氧調節(jié)亞基，對維持腫瘤細胞的能量代謝，新血管生成，腫瘤侵襲和轉移，介導腫瘤化療耐藥起重要作用。希佩爾林道病腫瘤抑制蛋白(pVHL)是一種針對HIFs的E3連接酶〔10〕。研究發(fā)現(xiàn)〔11〕，HBX可以通過直接結合pVHL，進而抑制pVHL與HIF-1α的結合，導致E3泛素化水解酶介導的HIF-1α蛋白降解受阻，從而上調HIF-1α的表達，促進HCC的發(fā)生、發(fā)展，導致預后不良。

2.4HBx基因中DNA甲基轉移酶(Dnmts)的作用 Dnmts主要分為Dnmt1和Dnmt3兩大類。其中，Dnmt1主要負責保持細胞復制時基因的甲基化狀態(tài)；Dnmt3包括Dnmt3a、Dnmt3b，主要負責當沒有細胞分裂時基因重新甲基化〔12〕。RIZ1基因屬于組蛋白甲基轉移酶家族的一種腫瘤抑癌基因，RIZ1啟動子區(qū)能與Dnmt1蛋白結合，使其從半甲基化狀態(tài)變?yōu)橥耆谆癄顟B(tài)，HBx可以通過下調miR-152來增強Dnmt1的表達，最終導致RIZ1啟動子區(qū)高甲基化，沉默其表達〔13〕。分泌型卷曲相關蛋白(SFRP)屬于分泌型糖蛋白家族，有腫瘤抑制功能〔14〕。HBX可以誘導Dnmt1富集于SFRP1、SFRP5啟動子區(qū)。Runt相關轉錄因子(RUNX)3是一種抑癌基因，在HCC等實體腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn)〔15〕，HBx通過促進由Dnmt3a介導的RUNX3啟動子區(qū)域高甲基化從而抑制其表達。P16INK4A是一種抑癌基因，在HCC及其他多種腫瘤中存在異常甲基化現(xiàn)象。由此可見，HBx總是通過促進Dnmts，從而抑制抑癌基因的表達，促進HCC的發(fā)生發(fā)展。因此，進一步認識Dnmts對研究抗HCC藥物有重要作用。

2.5HBx-NF-κB-SHP2通路 Bard-Chapeau等〔16〕首次揭示了HBx或NF-κB的過表達通過NF-κB與SHP2啟動子結合導致了非受體酪氨酸磷酸酶SHP2的表達增加，因此SHP2的表達很大程度上取決于NF-κB的活動。SHP2作為NF-κB的靶點，可能是一個炎癥標志物，它的表達在纖維化和HCC發(fā)展早期過程中可以保持或升高，并且在有炎癥的肝臟中SHP2和信號轉導和STAT3通路可同時被激活，HBx-NF-κB-SHP2通路和信號轉導和STAT3信號之間是競爭關系。在HCC發(fā)展中SHP2是一種腫瘤抑制因子，然而，根據Peng等〔8〕報道，在HCC發(fā)生后，SHP2損耗可以使增殖和炎癥反應之間的平衡傾斜，可能加速HCC發(fā)展。

2.6HBx對P53蛋白的調控 p53基因定位于17p13.1，編碼具有蛋白質-蛋白質結合功能的P53蛋白。該基因及其表達產物分為野生型和突變型兩種。P53蛋白的主要生物學功能為引起細胞周期阻滯，誘導凋亡和促進分化〔17〕。p21作為p53基因的下游轉錄激活產物，可以阻滯G1期，修復損傷的DNA。研究表明〔18〕，當HBX與p53結合后，可導致HBXAg與P53蛋白形成復合物，P53蛋白失活，活化p21的功能減退，因此通過p53激活p21來修復損傷DNA的途徑進一步受阻，最終導致細胞惡性表型增加。

3 HBx抑制HCC的發(fā)生發(fā)展

HBx是一種多功能病毒調節(jié)蛋白，對HCC具有促進和抑制的雙重作用。HBx主要通過較強的反式激活作用，通過參與基因轉錄、細胞周期和凋亡的調控等多種途徑，廣泛參與病毒的復制、宿主細胞的基因表達和調控、蛋白質降解及細胞信號轉導等過程，可作為抑制HBV相關性HCC發(fā)生發(fā)展的重要靶點。胡威等〔19〕研究發(fā)現(xiàn)，HBx通過上調DR4和DR5的表達，促進腫瘤壞死因子相關的凋亡誘導配體(TRAIL)誘導的HCC細胞凋亡，C端(1～120 aa)截斷的HBx突變在HBV相關的HCC細胞中普遍存在〔20〕，且TRAIL誘導的HCC細胞凋亡是由HBx突變體所調控的。