薛佳瑩，曹滌非，黃國慶，孫堯，王雷，王東凱，吳瓊，李瑤，趙金海

（黑龍江省科學(xué)院高技術(shù)研究院，哈爾濱150020）

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幾種肝細(xì)胞肝癌相關(guān)基因的研究進(jìn)展

薛佳瑩，曹滌非，黃國慶，孫堯，王雷，王東凱，吳瓊，李瑤，趙金海

（黑龍江省科學(xué)院高技術(shù)研究院，哈爾濱150020）

摘要：肝細(xì)胞肝癌（Hepatocellular Carcinoma, HCC）是全球高發(fā)的惡性腫瘤。肝細(xì)胞肝癌的發(fā)病是多基因參與的復(fù)雜過程。綜述了肝細(xì)胞肝癌相關(guān)的癌基因PLK1、FGF-2、EpCAM、DKK1以及抑癌基因SCARA5、Hepcidin的最新研究進(jìn)展。對這些基因的研究，揭示了肝細(xì)胞肝癌的發(fā)病機(jī)理，也為肝細(xì)胞肝癌的診斷和治療提供了有價值的思路和方法。肝細(xì)胞肝癌的早期診斷比較困難，需要尋找探索早期診斷的腫瘤標(biāo)記物。這些肝細(xì)胞肝癌相關(guān)基因的研究對肝細(xì)胞肝癌的臨床診斷和相應(yīng)治療藥物的設(shè)計(jì)都具有重要意義。

關(guān)鍵詞：肝細(xì)胞肝癌；癌基因；抑癌基因

肝癌（Liver cancer）是指發(fā)生于肝臟的惡性腫瘤，根據(jù)其組織來源不同，可分為原發(fā)性肝癌和轉(zhuǎn)移性肝癌。原發(fā)性肝癌按病理學(xué)分型可分為肝細(xì)胞肝癌（HCC）、膽管細(xì)胞癌及混合型肝癌。HCC是原發(fā)性肝癌的主要類型，在世界范圍內(nèi)占原發(fā)性肝癌的70%～85%。在中國，這一比例達(dá)到了90%。HCC的形成是一個復(fù)雜多步驟的過程。HCC的致病因素可分為外源性因素和內(nèi)源性因素。外源性因素主要是乙型肝炎病毒（HBV）或丙型肝炎病毒（HCV）感染［1］。內(nèi)源性因素包括過度飲酒、代謝紊亂和環(huán)境因素，如高黃曲霉毒素接觸等［2］。早期診斷出HCC時，可以采用外科手術(shù)、肝臟移植等治療方法。然而，大部分HCC患者在確診時已經(jīng)到了中晚期，已發(fā)生肝內(nèi)或肝外擴(kuò)散。這時多采用經(jīng)動脈肝臟化學(xué)栓塞或者抗血管生成藥多吉美，但這些治療方法作用非常有限。因而，迫切需要尋找HCC早期診斷的新標(biāo)志物，并探索新的有效治療方案。近年來，隨著分子生物學(xué)的深入研究和發(fā)展，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)許多基因同HCC的發(fā)生、增殖轉(zhuǎn)移及預(yù)后密切相關(guān)。這些發(fā)生異常變化的基因可分為兩類：癌基因（oncogene）和抑癌基因（antioncogene）。癌基因其表達(dá)產(chǎn)物可在體外引起正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化，在體內(nèi)引起癌瘤。抑癌基因所編碼的蛋白質(zhì)能夠抑制癌細(xì)胞的增殖。在一些因素的刺激下，癌基因和抑癌基因的表達(dá)會發(fā)生改變，導(dǎo)致正常細(xì)胞發(fā)生癌變。對HCC相關(guān)基因的研究，目前已發(fā)表了超過300張芯片的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。接下來的挑戰(zhàn)是確定臨床應(yīng)用的相關(guān)基因。本文綜述了近幾年HCC相關(guān)基因的研究成果如下。

1 HCC相關(guān)癌基因

1.1 Polo- like kinase 1 (PLK1)基因

PLK蛋白是高度保守的絲/蘇氨酸激酶。這一家族的蛋白包括PLK1- 5。PLK1基因定位于人類染色體16p12.2，編碼的蛋白分子量約為68KDa。PLK1的N端是高度保守的激酶催化區(qū)域，C端是1～3個Polo- box區(qū)域。PLK1在控制細(xì)胞周期進(jìn)程和DNA損傷修復(fù)中發(fā)揮著重要作用。用PLK1敲除的小鼠進(jìn)行PLKl在體內(nèi)作用的研究發(fā)現(xiàn)，PLK1純合子沉默的小鼠胚胎致死，PLKl雜合體出生正常，但其腫瘤的發(fā)病率是野生型的3倍［3］。Sun等［4］用免疫組化技術(shù)對HCC病人的癌組織、癌旁組織和正常肝組織檢測發(fā)現(xiàn)，PLK1在HCC癌組織和癌旁組織中的表達(dá)明顯高于正常肝組織。在BCL- 7402細(xì)胞系中，用RNA干擾技術(shù)抑制PLK1表達(dá)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞生長受到抑制，阻遏在細(xì)胞周期的G2/M期。PLK1在有絲分裂中起重要作用，表明抑制PLK1表達(dá)有利于HCC的治療。在HBV- HCC體外模型中，PLK1在促進(jìn)HBX蛋白介導(dǎo)的致癌轉(zhuǎn)化中起重要作用。HBX蛋白特異性的在G2期激活PLK1，激活的PLK1使DNA損傷增多，抑制DNA修復(fù)，導(dǎo)致產(chǎn)生多倍體［5］。因而PLK1成為進(jìn)行HBV- HCC治療的關(guān)鍵靶點(diǎn)。目前，PLK1抑制劑正在進(jìn)行多種臨床實(shí)驗(yàn)，未來可與其他抗癌藥物一起應(yīng)用于臨床。這些抑制劑的研究為HCC的治療開拓了新的方向。

1.2 Fibroblast growth factor 2 (FGF- 2)基因

成纖維細(xì)胞生長因子（FGFs）是由150~300個氨基酸組成的多肽。目前已發(fā)現(xiàn)人和小鼠22種FGFs。FGFs作為細(xì)胞間信號分子廣泛參與人體細(xì)胞的生長代謝，刺激間葉細(xì)胞生長，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞有絲分裂。Asada等［6］用RT- PCR方法檢測了8種肝癌細(xì)胞系中FGFs的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)除Huh6和Huh7細(xì)胞系外，均表達(dá)FGF- 2 mRNA。外源添加FGF- 2到培養(yǎng)基中，會刺激肝癌細(xì)胞生長。表明FGF- 2可能與肝癌細(xì)胞的增殖轉(zhuǎn)移有關(guān)。Tsunematsu等［7］研究發(fā)現(xiàn)HCC患者的血清中的FGF- 2含量明顯高于健康人。因此，F(xiàn)GF- 2可能會成為HCC的診斷和預(yù)后參考指標(biāo)。在腫瘤血管生成方面，F(xiàn)GF- 2對內(nèi)皮細(xì)胞的刺激作用促進(jìn)血管生成，刺激血管細(xì)胞的增殖、遷移和分化。FGF- 2將是今后抗血管生成治療HCC研究的重要方向。

1.3 Epithelial cell adhesion molecule (EpCAM)基因

上皮細(xì)胞黏附分子EpCAM，又稱CD326， TACSTD1（tumor- associated calcium signal transducer1)。EpCAM基因定位于人類染色體2p21，編碼314個氨基酸的跨膜糖蛋白。EpCAM的表達(dá)發(fā)生在胎兒肝形成、肝再生、肝硬化相關(guān)的肝修復(fù)中。成人肝細(xì)胞呈現(xiàn)EpCAM陰性。研究表明EpCAM陽性HCC細(xì)胞來源于肝前體細(xì)胞。肝前體細(xì)胞包括肝干細(xì)胞和肝母細(xì)胞［8］。除了肝硬化和HCC以外，肝母細(xì)胞數(shù)量隨著年齡增長而減少。用流式細(xì)胞術(shù)（FACS）分離出來的人EpCAM陽性HCC細(xì)胞，可以體外分化，自我更新，在NOD/SCID小鼠中形成高入侵腫瘤。這些是癌癥起始細(xì)胞的特征，表明EpCAM陽性HCC細(xì)胞是腫瘤起始干細(xì)胞。Xu等［9］對HCC患者的研究發(fā)現(xiàn)，高EpCAM表達(dá)與患者低生存率相關(guān)。Ji等［10］研究發(fā)現(xiàn)EpCAM陽性的HCC細(xì)胞高表達(dá)miR- 155。在未來，miR- 155可以作為針對EpCAM陽性腫瘤干細(xì)胞的分子靶標(biāo)，這為HCC致病機(jī)理研究和針對腫瘤干細(xì)胞的治療研究開辟了新的途徑。

1.4 Dickkopf- 1（DKK1）基因

Dickkopf（DKK）家族由DKK1- 4四個成員組成，是一組分泌型糖蛋白，包含一個信號序列和兩個富含半胱氨酸的保守區(qū)域。DKK1由266個氨基酸組成，是Wnt通路的抑制分子，可以阻斷Wnt信號向胞內(nèi)傳遞，進(jìn)而控制腫瘤形成進(jìn)程中的基因表達(dá)。全肝切除后整體肝移植是治療HCC的有效治療手段，對晚期肝硬化的患者更是如此。不幸的是，一些HCC病人出現(xiàn)了肝移植后的腫瘤轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)。用免疫組化方法分析肝移植的HCC病人腫瘤組織切片，發(fā)現(xiàn)DKK1主要表達(dá)在腫瘤細(xì)胞的胞漿里，并且其過度表達(dá)與HCC病人的不良預(yù)后相關(guān)。在HCC組織中，DKK1蛋白表達(dá)高于臨近肝組織，而且HCC復(fù)發(fā)組樣本的DKK1蛋白表達(dá)水平明顯高于未復(fù)發(fā)組。這表明DKK1是肝移植后HCC患者整體生存率和復(fù)發(fā)率的獨(dú)立參考指標(biāo)［11］。抑制DKK1可減少HCC細(xì)胞的遷移、侵襲和血管生成。未來DKK1在HCC治療方面可成為靶向分子，是新的有前景的治療方向。

2 HCC相關(guān)的抑癌基因

2.1 Scavenger receptor class A, member5（SCARA5）基因

SCARA5基因定位于人類染色體8p21.1，基因全長3.644Kb，編碼495個氨基酸組成的蛋白。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，SCARA5在肝癌細(xì)胞中過表達(dá)可以部分抑制腫瘤細(xì)胞的增殖，明顯降低其克隆形成能力和裸鼠成瘤能力。用RNAi技術(shù)下調(diào)SCARA5表達(dá)，會促進(jìn)肝癌細(xì)胞的增殖及其貼壁非依賴性生長，還可以促進(jìn)肝癌細(xì)胞的裸鼠成瘤能力。Co- IP實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，SCARA5通過影響酪氨酸磷酸化來激活FAK（Focal Adhesion Kinase）信號通路。SCARA5的1~59氨基酸區(qū)域與FAK相互作用，抑制FAK的397位酪氨酸磷酸化。FAK是調(diào)節(jié)癌細(xì)胞生長、增殖和遷移的重要分子。在理論上，阻斷FAK的表達(dá)就可以達(dá)到抑制腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移的目的。通過RT- PCR、DNA測序、FISH、甲基化檢測等分子生物學(xué)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)SCARA5基因在HCC樣本中的表達(dá)明顯降低［12］。SCARA5可能是一個新的HCC相關(guān)的抑癌基因，其功能有待于進(jìn)一步深入研究。

2.2 Hepcidin基因

Hepcidin基因定位于人類染色體19q13，編碼由84個氨基酸組成的多肽。Hepcidin主要在肝臟中合成，其主要功能是進(jìn)行鐵調(diào)節(jié)。在人體內(nèi)，肝臟、脾臟和骨髓是存儲鐵的主要場所，小腸是吸收鐵的唯一部位。Hepcidin基因低表達(dá)時，會促使肝癌細(xì)胞中的鐵蛋白釋放鐵離子到血清中，同時加強(qiáng)人體小腸對鐵離子的吸收，導(dǎo)致人體的整個血清中的鐵離子含量升高。Hepcidin基因高表達(dá)時，會促使肝癌中的鐵蛋白結(jié)合游離的鐵離子，同時抑制人體小腸對鐵離子的吸收，導(dǎo)致人體血清中的鐵離子含量降低。臨床上，大多數(shù)HCC患者體內(nèi)的鐵含量過高，是正常人的幾倍甚至幾十倍。用Real- time PCR檢測HCC患者腫瘤組織Hepcidin mRNA，發(fā)現(xiàn)其表達(dá)水平明顯低于正常肝組織［13］。因而推測Hepcidin是抗腫瘤防御機(jī)制的一部分，與HCC的發(fā)生發(fā)展相關(guān)。HCC細(xì)胞增殖需要氧，而氧是需要鐵運(yùn)輸?shù)?。鐵越多，癌細(xì)胞增殖就越快，于是有人提出降低HCC患者體內(nèi)鐵含量的治療方法。在臨床上，可以通過向HCC晚期患者的肝臟中直接注射鐵螯合劑來實(shí)現(xiàn)。但是應(yīng)該注意到是身體失去鐵離子有很大的風(fēng)險性。因而可以考慮基因治療手段，提高Hepcidin的表達(dá)水平，從而降低鐵含量，該方法為HCC的治療提供了新的思路和方向。

近年來，關(guān)于癌基因和抑癌基因的結(jié)構(gòu)、功能及其在腫瘤細(xì)胞周期和信號通路等方面的研究工作發(fā)展迅速，積累了大量研究成果。上述HCC相關(guān)的癌基因和抑癌基因在HCC發(fā)生、治療和預(yù)后中發(fā)揮著重要的作用。對這些基因的研究，不僅可以分子生物學(xué)水平上明確腫瘤形成的機(jī)制，而且可以為設(shè)計(jì)抗腫瘤治療的新方案提供依據(jù)。

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The Research Progress of Hepatocellular Carcinoma Related Genes

XUE Jia-ying, CAO Di-fei, HUANG Guo-qing, SUN Yao, WANG Lei, WANG Dong-kai, WU Qiong, LI Yao, ZHAO Jin-hai
(Institute of Advanced Technology, Heilongjiang Academy of Sciences, Harbin, 150020, China)

Abstract:Hepatocellular Carcinoma (HCC) is a malignant tumor with globally high incidence. The formation process of HCC is very complex because multiple genes are involved. This paper reviews the new progress of HCC related oncogenes PLK1, FGF-2, EpCAM, DKK1 and tumor suppressor genes SCARA5 and Hepcidin. The research of these genes reveals the mechanism of HCC, providing valuable methodologies and opportunities for the diagnosis and treatment. HCC is difficult to diagnose in the early stage, therefore, tumor markers for early diagnosis are urgent to be identified. The research of these related genes will be of great significance for the diagnosis and drug design of HCC.

Key words:Hepatocellular Carcinoma; Oncogene; Tumor suppressor gene

通訊作者：薛佳瑩，e- mail: xuejiaying2006@hotmail.com。

作者簡介：薛佳瑩（1984-），女，黑龍江佳木斯人，研究實(shí)習(xí)員，碩士，主要從事肝癌基因功能研究。

基金項(xiàng)目：黑龍江省科學(xué)院青年基金資助項(xiàng)目（CX15H05）

收稿日期：2016- 01- 07

中圖分類號：R730.49

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1674-8646（2016）03-0007-03