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专家论坛王捷HBV相关肝细胞癌的发生机制 [复制链接]

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来源:临床肝胆病杂志

原发性肝癌是最常见的致死性肿瘤之一,在常见的肿瘤类型中位列第六,死亡率排名第二[1]。国际癌症研究机构发布的《GLOBOCAN》报告称,每年约有例肝癌新发病例和例肝癌死亡病例[2]。肝细胞癌(HCC,以下简称肝癌)占原发性肝癌的70%~90%[3]。我国肝癌的发病率和死亡率在肿瘤中分别位居第四位和第三位[4-5],严重威胁我国人民群众的生命健康。目前广泛认为肝癌的发生发展与多种危险因素密切相关,包括肝炎病*感染、*曲霉素、酒精滥用和肝脏自身代谢的异常等[6]。HBV感染是肝癌的主要危险因素,特别是在东亚和撒哈拉以南非洲地区,其危险性明显高于HCV感染、*曲霉*素污染的食品、大量饮酒、肥胖、吸烟和2型糖尿病[3]。在全球范围内,约有20亿人感染HBV,超过3.5亿人已成为慢性携带者[7]。尽管我国推广针对HBV的免疫规划,病*性肝炎的新发病例数量在显著下降,但是慢性乙型肝炎仍影响着将近万人,是肝癌的主要病因,并且与肝癌的恶性进展、术后复发转移密切相关[8]。鉴于HBV感染引发的肝癌在所有肝癌病例中占比大,而且HBV参与肝癌的发生发展有其特殊的病理过程,相应的诊疗策略存在不同,所以HBV感染引发的肝癌有别于其他病因导致的肝癌,可以看作是肝脏的一种特殊的肿瘤,被称为HBV相关肝癌(HBV-HCC)。

HBV-HCC发病机制错综复杂[9]。本文在近年来相关文献的基础上,归纳总结HBV-HCC发生发展过程中的重要因素,包括HBVX蛋白(HBx)、免疫失衡以及病*DNA整合等,同时结合本课题组的研究方向及成果,着重叙述HBx与细胞增殖、侵袭、转移、血管生成和凋亡的关系及其在HBV-HCC中的作用及机制,以期对HBV-HCC的防治工作带来新的思考。

1HBV基因组结构和HBV-HCC的发生发展机制

HBV属于嗜肝病*科,是一种部分双链环状DNA病*。它的基因组包含四个重叠的开放阅读框,编码四种蛋白质,分别为pre-S/S(病*表面蛋白)、C(病*核心蛋白)、P(病*聚合酶)和X(HBx蛋白)[10-11]。

HBV通常是通过HBx、免疫失衡以及病*DNA整合入宿主基因组从而参与肝癌的发生发展。(1)HBx是一种由HBV编码的癌蛋白,研究[12-13]表明HBx可以作为癌基因或辅助因子,通过改变细胞的正常生理机制促进肝癌的发生发展;(2)HBV感染宿主后由免疫系统激活诱导T淋巴细胞攻击被HBV感染的肝细胞,肝细胞坏死后引起炎症,通过激活成纤维细胞导致肝纤维化进而导致肝硬化。此外由HBV感染导致的免疫反应可引发氧化应激反应并产生活性氧(ROS),对DNA造成氧化损伤,DNA损伤的累积会进一步导致肝癌的进展[14];(3)在85%~90%的HBV-HCC病例中,HBV基因组会整合到宿主基因组中,经过整合的基因还有进一步发生突变的可能,而这些会导致宿主基因组的不稳定以及各种细胞内信号传导途径的紊乱,进而促进肝癌的进展[15-16]。

2HBx与HBV-HCC

HBx由HBV基因组的第四个开放阅读框编码,由~个氨基酸构成,是一种分子量为17kD的多功能蛋白质,主要存在于HBV阳性肝细胞的细胞核中,细胞质中也有一定的累积,在HBV-HCC患者的肿瘤中经常被检测到,目前研究认为HBx是HBV感染致癌的重要因素,虽然不能结合于宿主细胞DNA序列上,但可通过与多种转录因子作用、反式转录激活、蛋白相互作用、改变DNA甲基化状态、翻译后修饰等多种形式影响细胞周期和细胞转化等关键信号转导通路,最终促进肝癌的发生与发展[17-18]。在这里,作者将结合近年来现有的研究,从以下不同角度阐明HBx在肝癌发生发展中的作用和相关机制。

2.1HBx与细胞增殖

HBx可通过调控非编码RNA(non-codingRNA,ncRNA)促进肝癌细胞增殖。ncRNA主要包括长链非编码RNA(longnon-codingRNA,lncRNA)和microRNA(miRNA)。尽管ncRNA不能编码蛋白质,但是越来越多的证据表明它们在细胞增殖、细胞周期控制、抗凋亡、上皮-间质转化、肿瘤浸润和转移中具有多种重要的生物学功能。

lncRNA是一类长度超过个核苷酸的ncRNA,其通过基因调控在遗传、转录或转录后水平上参与多种人类疾病的发生发展。最近的研究表明,HBx通过调控lncRNA促进肝癌细胞增殖在癌变过程中起关键作用。本团队报道了一种同时受HBx和SMYD3调控的新型lncRNA,并将其命名为lncIHS(HBx芯片与SMYD3芯片之间的lncRNA交集),发现lncIHS在细胞质和细胞核中均有分布,主要位于细胞核中。lncIHS可能通过激活ERK和AKT信号传导及其下游分子(例如c-Myc,CyclinD1和EMT相关基因)进而促进肝癌细胞迁移,侵袭和增殖;与癌旁组织相比,肝癌组织中lncIHS表达显着增加(P<0.01);肝癌中lncIHS的高表达与HBV感染(P=0.)、肿瘤较大(P=0.)、门静脉侵犯(P=0.)和TNM高分期(P=0.)相关。此外,具有高lncIHS表达的肝癌患者的总体生存期和无病生存期较短(P值均<0.01);所以lncIHS可能是肝癌预后的候选生物标志物和潜在的治疗靶点[19]。在Yu等[20]的研究中发现lncRNA-通过抑制ENO1的酶活性抑制肝癌的生长,而在HBV-HCC中HBx通过下调lncRNA-的表达促进肝癌的进展。

miRNA是一种21~23个核苷酸的RNA分子,可以调节靶mRNA的稳定性或翻译效率。miRNA在肿瘤生物学的几乎所有方面都具有作用,例如增殖、凋亡、侵袭/转移和血管生成等。HBx可通过调控miRNA促进肝癌细胞增殖。在本团队早期的研究中,发现HBx在体外改变了肝癌细胞中miRNA表达谱,包括对miRNA-16家族的抑制。此外HBx介导的HepG2细胞中miRNA-15a/16的下调是通过c-Myc介导的,而体外表达的miRNA-15a/16通过诱导细胞周期阻滞和凋亡抑制HepG2-hbx细胞的增殖、克隆原性和不依赖于贴壁的生长[21]。此外,其他团队的多项研究[22-33]表明,HBx通过下调miRNA-18b、miRNA-、miRNA-p、miRNA-、miRNA-、miRNA-以及上调miRNA-b、miRNA-、miRNA-v、miRNA-、miRNA-、miRNA-e和miRNA-b促进肝癌细胞增殖。

2.2HBx与细胞的侵袭和转移

HBx通过多种机制促进肝癌的侵袭和转移。比如,Liu等[34]的研究表明HBx刺激NF-κB信号传导并增加血管内皮生长因子(VEGF)和基质金属蛋白酶的表达,后者进而促进肝癌细胞的侵袭和转移。Han等[35]研究发现HBx与过氧化物酶体的特定分布可能通过增加细胞ROS水平从而增加肝癌细胞的侵袭能力。除此之外,lncRNA和miRNA在HBx促进肝癌细胞侵袭转移中同样发挥着重要作用。本团队的研究[36]发现lncRNAWEE2-AS1在肝癌组织中过表达,尤其是在HBV阳性肝癌组织中明显上调,WesternBlot分析进一步证实WEE2-AS1可以上调FERMT3并激活PI3K/AKT/GSK3b信号通路,进而促进肝癌细胞的侵袭与转移。另外还发现了一个新的lncRNALINC02,它在HBV/HBx阳性肝癌组织和细胞中显著下调,作为肿瘤抑制基因参与HBx诱导的HBV-HCC进展,进一步的实验发现HBx/ERα复合物通过调控LINC02-miRNA-b-APC轴参与肝癌进展的过程[27]。在Liang等[37]的研究中发现,肝癌细胞中lncRNA-SOX2OT的上调可能导致肝癌微环境中PKM2含量升高,从而激活糖酵解途径,最终促进肿瘤的发生和转移,而miRNA--5p的表达可以抑制lncRNA-SOX2OT的表达。Xie等[38]的研究表明,miRNA--3p表达升高,并可通过BTG2/FAK/Akt途径促进肝癌的增殖、侵袭和转移。Zhao等[39]研究发现,miRNA-26a通过抑制PTEN促进肝癌的侵袭/转移,并通过抑制肝癌中的EZH2抑制细胞增殖。

2.3HBx与血管形成

众所周知,肝癌是一种高度血管化的实体瘤,血管生成对于肝癌的生长和转移非常重要。实际上,血管生成是血管生长和成熟的驱动因子之间失衡的结果,包括VEGF-A、B、C、和D,成纤维细胞生长因子,血小板源生长因子,血管生成素,肝细胞生长因子,内皮素(CD)和其他因子等。缺氧被认为是刺激肿瘤血管生成的强烈因素[40-41]。目前,大多数研究肝癌低氧介导机制的体外和体内肝癌模型

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