FAK 信號在肝細(xì)胞癌腫瘤微環(huán)境中的調(diào)控作用研究進(jìn)展

呂雨琦，張昱，莫佳航，柯進(jìn)晶*

（1.浙江中醫(yī)藥大學(xué)，浙江 杭州 310053；2.杭州醫(yī)學(xué)院附屬人民醫(yī)院（浙江省人民醫(yī)院）消化內(nèi)科，浙江 杭州 310014）

0 引言

肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是一種極具侵略性的惡性腫瘤，約占原發(fā)性肝癌的90%[1]，多在慢性肝損傷、病毒性肝炎以及肝纖維化等疾病狀態(tài)下發(fā)生。長期的病理性改變可導(dǎo)致肝內(nèi)微環(huán)境的成分與結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而促使腫瘤發(fā)生、發(fā)展。

腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment,TME）是由腫瘤細(xì)胞、腫瘤間質(zhì)細(xì)胞以及細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）構(gòu)成的，介導(dǎo)腫瘤發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移的局部內(nèi)環(huán)境，包括腫瘤細(xì)胞、腫瘤新生血管、腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（cancer associated fibroblasts,CAFs）、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumor associated macrophages,TAMs）以及細(xì)胞因子、炎癥因子等[2]。TME 中各類細(xì)胞通過旁分泌或自分泌途徑相互作用，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展[3,4]。

FAK 在調(diào)控TME 的組成成分中發(fā)揮著重要作用。FAK 是由蛋白酪氨酸激酶-2 基因編碼的一種非受體酪氨酸激酶，在多種腫瘤中高表達(dá)，參與腫瘤細(xì)胞的發(fā)生、生長、存活、增殖、黏附、轉(zhuǎn)移和侵襲以及血管生成等過程。FAK 既能通過非激酶依賴的支架功能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的存活，調(diào)節(jié)抗腫瘤免疫逃逸[5-7]，也能夠以激酶依賴的方式影響腫瘤細(xì)胞的活力和侵襲性。鑒于FAK 功能的復(fù)雜性和多樣性，本文對FAK 相關(guān)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在調(diào)控HCC-TME 中的作用機(jī)制進(jìn)行歸納總結(jié)，以期為HCC 的治療提供新思路。

1 FAK 信號在HCC-TME 中的調(diào)控作用

1.1 FAK 信號對HCC -TME 中內(nèi)皮細(xì)胞的調(diào)控作用

TME 中新生血管長入，為腫瘤提供氧氣、營養(yǎng)和血道轉(zhuǎn)移途徑。腫瘤血管化是一個(gè)高度協(xié)調(diào)的過程，有賴于內(nèi)皮細(xì)胞（endothelial cells,ECs）的增殖、遷移、出芽生長以及支持細(xì)胞、周細(xì)胞的補(bǔ)充。腫瘤相關(guān)ECs 與正常組織ECs 相比，其細(xì)胞周期加快、自發(fā)運(yùn)動及遷移行為增強(qiáng)[8]。此外，ECs 與腫瘤細(xì)胞發(fā)生物理接觸，通過近分泌信號或旁分泌信號相互作用，促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移[9]。

FAK 受到生長因子受體、血管生成素、整合素等激活后，影響ECs 的遷移、侵襲，并調(diào)節(jié)血管的生成、發(fā)育。研究表明，在腫瘤血管生成中FAK表達(dá)增加有利于腫瘤的侵襲性進(jìn)展與轉(zhuǎn)移。FAK 和FAK-Y397 在卵巢癌血管富集區(qū)域的腫瘤細(xì)胞和ECs中表達(dá)增高并被激活，增強(qiáng)卵巢癌細(xì)胞活力、遷移能力并誘導(dǎo)ECs 黏附、遷移、成管，介導(dǎo)卵巢癌患者預(yù)后不良發(fā)生[10]。FAK 在MAPK 介導(dǎo)的血管生成中起促進(jìn)作用，抑制FAK 磷酸化和FAK-Grb2-MAPK級聯(lián)反應(yīng)，可使VEGF 表達(dá)減少，進(jìn)而導(dǎo)致乳腺癌小鼠無血管腫瘤產(chǎn)生[11]。此外，ECs 中FAK 的缺失不僅可以導(dǎo)致血管形成障礙及AKT 磷酸化減少，增加細(xì)胞凋亡并抑制腫瘤生長，還可降低DNA 損傷誘導(dǎo)的細(xì)胞因子的產(chǎn)生，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對DNA 損傷治療的體內(nèi)外化學(xué)敏感性[12]。

HCC 是最常見的富含血管的實(shí)體腫瘤之一，血管生成在其發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移過程中起到關(guān)鍵作用。肝內(nèi)重要的腫瘤血管生成因子Nogo-B 可通過調(diào)節(jié)ECs 中整合素-αvβ3 和FAK 的活化，誘導(dǎo)腫瘤血管生成[13]。與卵巢癌類似，降低HCC ECs 內(nèi)FAK 的表達(dá)和Y397 位點(diǎn)磷酸化的同時(shí)，上調(diào)p53、p21 的表達(dá)，可降低ECs 的增殖、黏附和遷移能力，減少血管生成并抑制HCC 瘤體的生長[14]。此外，肝星狀細(xì)胞（hepatic stellate cells，HSCs）激活后表現(xiàn)出周細(xì)胞樣特性，分泌VEGF 作用于VEGFR-2，并可能通過誘導(dǎo)ECs 中FAK/paxillin 磷酸化，影響ECs 肌動蛋白細(xì)胞骨架應(yīng)力纖維的形成與改建，促進(jìn)HCCTME 新生血管的形成[8,15]。綜上，F(xiàn)AK 信號在HCC 的ECs 活化和血管生成、發(fā)育中發(fā)揮重要作用，介導(dǎo)腫瘤血管長入并為腫瘤的生存和轉(zhuǎn)移提供必要條件。

1.2 FAK 信號對HCC-TME 中CAFs 的調(diào)控作用

CAFs 作為TME 中的關(guān)鍵成分之一，通過分泌多種ECM 蛋白和細(xì)胞因子[16]提高腫瘤細(xì)胞的抗凋亡能力，促進(jìn)腫瘤的增殖、侵襲和耐藥[17]。

FAK 相關(guān)信號通路在CAFs 的作用發(fā)揮中扮演了不可或缺的角色。Barker 等[18]人的研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞分泌的LOXL2 可通過整合素介導(dǎo)FAK 活化，激活成纖維細(xì)胞，活化的CAFs 能夠?qū)⒄纤?β1富集到腫瘤細(xì)胞膜表面，進(jìn)而激活多條下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，導(dǎo)致瘤體增大、腫瘤深度增加和預(yù)后不良[19]。

HCC 多由肝硬化演變而來，其TME 中存在著豐富的CAFs。HSCs 有著與CAFs 類似的表型和功能，活化的HSCs 定位于肝竇、纖維隔及包膜周圍，促進(jìn)肝纖維化的發(fā)生[20]。HSCs 和肝癌細(xì)胞之間相互作用，促進(jìn)肝癌細(xì)胞的生長和轉(zhuǎn)移[21]。Jia 等[22]人首次發(fā)現(xiàn)，活化的HSCs 中上皮形成素-2 含量顯著升高，而上皮形成素-2 能夠通過激活FAK-ERK軸上調(diào)MMP-9 表達(dá)，介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞浸潤和遷移。Liu 等[23]研究HCC-TME 發(fā)現(xiàn)，HSCs/CAFs 通過分泌CCL2、CCL5、CCL7、CXCL16 等趨化因子，激活hedgehog 和TGF-β 通路。隨后，HSCs 以TGF-β 為作用中介實(shí)現(xiàn)與肝癌細(xì)胞的串?dāng)_，使得組織抑制金屬蛋白酶-1 的表達(dá)顯著增加[24]。隨后，組織抑制金屬蛋白酶-1 與CD63 相互作用并激活FAK-PI3K 信號通路，對TME 中多種細(xì)胞的活性維持以及肝癌細(xì)胞的增殖、遷移產(chǎn)生深刻影響[24,25]。綜上，F(xiàn)AK 信號在調(diào)控HCC-TME 中CAFs 的活化、促進(jìn)腫瘤細(xì)胞侵襲與轉(zhuǎn)移中具有重要作用。

1.3 FAK 信號對HCC-TME 中免疫抑制性細(xì)胞的調(diào)控作用

免疫抑制性細(xì)胞由ECM 中浸潤的髓系抑制細(xì)胞（myeloid-derived suppressor cells,MDSCs）、TAMs、CD3+CD4+CD25+Foxp3+Treg 等組成，在TME 中通過多種機(jī)制顯示出強(qiáng)大的免疫抑制和腫瘤促進(jìn)作用。MDSCs 能夠阻斷淋巴細(xì)胞歸巢、表達(dá)負(fù)性免疫檢查點(diǎn)分子并誘導(dǎo)免疫抑制細(xì)胞產(chǎn)生：從HCC 中分離出的MDSCs 與自體T 細(xì)胞共培養(yǎng)后，可誘導(dǎo)產(chǎn)生CD3+CD4+CD25+Foxp3+Treg 細(xì)胞[26]。TAMs 可通過旁分泌途徑分泌蛋白和細(xì)胞因子，提升腫瘤的干細(xì)胞樣性能[27]，并在癌癥進(jìn)展的不同階段給予腫瘤細(xì)胞支持[28]。TAMs 除了能推動ECM 的降解和重組外[27,29]，還可通過誘導(dǎo)T 細(xì)胞和NK 細(xì)胞的凋亡，抑制腫瘤免疫反應(yīng)、逃脫免疫系統(tǒng)監(jiān)測[30]。Tregs 可阻止激活的T 細(xì)胞損傷腫瘤組織，介導(dǎo)抗腫瘤免疫監(jiān)測的抑制或沉默，且外周血中Th17/Tregs 的失衡是HBV 患者發(fā)生HCC 的危險(xiǎn)因素[31]。

FAK 信號與TME 中MDSCs、TAMs、Tregs 的活性相關(guān)，并能調(diào)整局部免疫細(xì)胞的分布、調(diào)節(jié)瘤周基質(zhì)屏障纖維化、誘導(dǎo)腫瘤免疫耐受。FAK 能夠改變巨噬細(xì)胞的生理及表型[32,33]，并將其招募至腫瘤組織周圍。FAK、Pyk2 屬于同一激酶家族，在單核/巨噬細(xì)胞系中均有表達(dá)[34]。其中，Pyk2 已被證明和巨噬細(xì)胞的遷移能力密切相關(guān)[35]，而Owen[36]的研究表明，F(xiàn)AK 和Pyk2 很可能是通過同一條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)軸，影響巨噬細(xì)胞的黏附動力和趨化性能，并誘導(dǎo)TAMs 形成。在鱗狀細(xì)胞癌小鼠模型中，Serrels等[5]發(fā)現(xiàn)FAK 抑制劑VS4718 可減少瘤周MDSCs 和Tregs 的浸潤，導(dǎo)致CD8+T 占比升高，增加對腫瘤的抑制效應(yīng)。鱗狀細(xì)胞癌腫瘤細(xì)胞核內(nèi)FAK 高表達(dá)，與染色質(zhì)結(jié)合后影響趨化因子、細(xì)胞因子的轉(zhuǎn)錄，使CCL5、TGF-β2 豐度增加，這些趨化因子和細(xì)胞因子可以增加TME 中Tregs 的數(shù)量，從而保護(hù)細(xì)胞不受抗腫瘤CD8+T 的影響，促進(jìn)免疫逃逸[5]。此外，Jiang 等[3]發(fā)現(xiàn)，在胰腺癌組織中FAK 活性增高，并與瘤周高水平的纖維化和低水平的CD8+T 浸潤相關(guān)，使得腫瘤細(xì)胞免受免疫監(jiān)視并增加對免疫治療的耐藥性。

在HCC 中，F(xiàn)AK 促使巨噬細(xì)胞遷移至低氧區(qū)域，并被馴化為TAMs[27,29,37]，而抑制FAK 信號可以降低這種趨化效應(yīng)[38,39]。TAMs 表型和密度的改變與HCC分期、復(fù)發(fā)率密切相關(guān)[29,40]，TAMs 耗竭顯著抑制了腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移[41,42]。Wang 等[43]人發(fā)現(xiàn),伴有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的HCC 中M1 型TAMs 的密度明顯高于無轉(zhuǎn)移的HCC，且體外實(shí)驗(yàn)表明M1 型TAMs 能夠通過激活NF-kB/FAK 信號通路增進(jìn)肝癌細(xì)胞的遷移。HCC 為典型炎癥相關(guān)癌癥，慢性炎癥狀態(tài)是其發(fā)生、發(fā)展的必要條件。Ryu 等[44]發(fā)現(xiàn)HCC-TME 中炎癥因子IL-6通過調(diào)控IL-6/STAT3 及TM4SF5/FAK 信號活性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)FAK 與STAT3 之間的相互作用，影響肝癌細(xì)胞遷移過程。此外，由于90%HCC 患者伴隨肝硬化，腫瘤周圍存在大量纖維組織和膠原沉積，而胰腺癌瘤周纖維化明顯，因此我們推測，F(xiàn)AK 在HCC 中的作用可能與其在胰腺癌中的作用方式類似,但其機(jī)理有待進(jìn)一步驗(yàn)證。綜上，F(xiàn)AK 信號在HCC-TME 中調(diào)控TAMs 的招募、馴化過程，對炎性腫瘤的進(jìn)展及預(yù)后起到至關(guān)重要的作用。近年來，F(xiàn)AK 調(diào)控TAMs 的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道不斷增多，但其在MDSCs 及Tregs 中的作用機(jī)制研究相對欠缺，值得進(jìn)行深入探究。

2 總結(jié)與展望

FAK 在HCC-TME 中充當(dāng)了重要的“串話”角色，其相關(guān)通路調(diào)控著腫瘤細(xì)胞的存活、增殖，并介導(dǎo)肝癌細(xì)胞與TME 中其他成分的相互作用過程，是HCC進(jìn)展中有力的“助推器”。

基于FAK 在癌癥中的潛在調(diào)控價(jià)值，其作為腫瘤治療有關(guān)的新型靶點(diǎn)，在過去幾年中，各類FAK抑制劑得以研發(fā)并進(jìn)入一期和二期臨床試驗(yàn)階段。FAK(Y397)的磷酸化隨腫瘤進(jìn)展而持續(xù)增強(qiáng)[45]；FAK抑制劑Y15、Y11 可特異性地與FAK(Y397)位點(diǎn)連接，從而轉(zhuǎn)變腫瘤細(xì)胞的狀態(tài)和功能，延緩病情惡化。在整合素-β1 的參與下，CAFs 與胞內(nèi)FAK 信號相互激活[18]，間接調(diào)控腫瘤浸潤和轉(zhuǎn)移；而FAK 作為整合素-β1 的下游信號分子，F(xiàn)AK 抑制劑較靶向整合素-β1 的抗體藥物在臨床試驗(yàn)的有效性和安全性評估中更勝一籌[46]。此外，F(xiàn)AK 參與巨噬細(xì)胞的遷移與招募，并改變其表型及生理功能；FAK 抑制劑的使用或FAK 信號的缺失，可導(dǎo)致TAMs 的黏附功能、吞噬作用及趨化性改變。由于FAK 參與了TME 中血管內(nèi)皮生長因子所介導(dǎo)的VEC 蛋白磷酸化，使血管內(nèi)皮細(xì)胞間形成空隙，促進(jìn)腫瘤進(jìn)入血管并游走于血道[47]；因此，F(xiàn)AK 抑制劑還擁有降低血管通透性、預(yù)防腫瘤轉(zhuǎn)移、增強(qiáng)化療藥物傳遞的能力。

近年來，大批量的臨床前研究證實(shí)：在原有治療的基礎(chǔ)上，輔以FAK 靶向藥物，可顯著改善HCC 預(yù)后，緩解治療后出現(xiàn)的不良反應(yīng)[38]。Sayed等[48]的體外實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)了Rosuvastatin 與Dasatinib 在對待HCC 上具有協(xié)同作用，進(jìn)一步的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示兩種藥物通過抑制FAK/Src 分子位點(diǎn)，降低TME 中MMP-9、HGF、VEGF 的表達(dá)，遏制腫瘤生長與侵襲。而在TME 介導(dǎo)的耐藥方面，F(xiàn)AK 去泛素化，可以逆轉(zhuǎn)Sorafenib 誘導(dǎo)的耐藥結(jié)局[49]。在腫瘤血管生成方面，F(xiàn)AK 抑制劑與靶向血管生成藥物(如受體酪氨酸激酶抑制劑舒尼替尼)的聯(lián)合使用也展現(xiàn)出良好的協(xié)同效果[50]。由此可見，F(xiàn)AK 抑制劑正在成為一類輔助藥物，在癌癥治療中發(fā)揮化療增敏劑的效應(yīng)。由于TME 的性質(zhì)及組成上的變化是介導(dǎo)腫瘤免疫耐藥的重要原因之一[51]，我們推測，F(xiàn)AK 抑制劑聯(lián)合PD-1 抗體或CTLA-4 抗體等免疫檢查點(diǎn)阻斷劑的使用，可能會表現(xiàn)出令人印象深刻的臨床治療效果。隨著未來更多研究的開展，F(xiàn)AK 相關(guān)信號通路在調(diào)控TME 中的作用機(jī)理也將被逐漸地闡明，為腫瘤治療的聯(lián)合用藥提供更豐滿、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)依據(jù)。