伊佳虹，王書敏綜述，仇海樂，賈軍梅審校

0 引 言

HOXB7基因為同源盒基因(homeobox genes，HOX)基因家族的成員，是可以調(diào)節(jié)胚胎細胞發(fā)育和分化的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子。多項研究表明HOXB 7可通過TGF-β、RAS/Rho、血管內(nèi)皮生長因子以及Wnt /β-Catenin 信號通路等多種信號通路促進多種腫瘤的進展[1-4]。因此在惡性腫瘤中HOXB7基因的表達水平的變化可作為預(yù)測患者預(yù)后的重要標志物，認為其可能成為治療腫瘤的潛在治療靶點。HCC作為原發(fā)性肝癌的主要組織學亞型，具有高度的侵襲性及轉(zhuǎn)移潛能，因此了解HCC的發(fā)病機制以尋求新的治療靶點具有十分重要的意義。本文旨在對HOXB7在HCC中的作用及其潛在的機制作一綜述，以期為HCC診治及發(fā)病機制的研究提供新的方向。

1 HOXB7基因結(jié)構(gòu)與功能

同源盒基因(homeobox genes，HOX)是一種最早在果蠅中發(fā)現(xiàn)的在動物包括人類的胚胎發(fā)育和細胞分化起關(guān)鍵作用的基因[5]。HOX家族由39個成員組成，這些成員可分為四個簇，即HOXA、HOXB、HOXC和HOXD，它們分別位于4個不同的染色體上[6]。其編碼的HOX蛋白通過與輔因子和其他轉(zhuǎn)錄因子的協(xié)同作用表現(xiàn)出較高的調(diào)節(jié)特異性以及與DNA結(jié)合的穩(wěn)定性[7]，這些輔因子包括PBX(PBX1、2、3和4)、Meis(Meis 1、2和3)以及PREP (PREP 1和2)，均屬于三氨酸環(huán)延伸家族(three amino acids loop extension,TALE) 的成員。HOX基因的表達失調(diào)可能導(dǎo)致多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展[7-8]。

同源盒基因B7(homeobox7，HOXB 7)是位于17號染色體上屬于HOXB簇的編碼HOXB 7蛋白的基因。作為一種轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，HOXB7在 DNA合成與轉(zhuǎn)錄方面起著關(guān)鍵作用，其高表達可導(dǎo)致不同類型惡性腫瘤的發(fā)生[9]。隨著對HOXB7基因的不斷深入研究，HOXB7的一些表觀遺傳調(diào)控機制也相繼被發(fā)現(xiàn)，如基于miRNA的靶向和長鏈非編碼RNA調(diào)控甲基化狀態(tài)以及組蛋白翻譯后修飾的變化等[10]。多種研究表明HOXB7在不同腫瘤細胞內(nèi)異常表達，且與腫瘤的分級、分化以及預(yù)后密切相關(guān)，如HOXB7 過表達與口腔鱗癌、結(jié)腸癌的術(shù)后復(fù)發(fā)和預(yù)后不良有緊密聯(lián)系[11-12]，并且其可以促進不同腫瘤細胞的增殖、侵襲、血管生成能力以及導(dǎo)致細胞周期紊亂，如胃癌、肝癌、胰腺癌等[13-16]。這提示HOXB7基因可能為腫瘤治療的一個潛在分子靶標，因此設(shè)計抑制HOXB7蛋白與上下游信號蛋白之間相互作用的藥物是一種很有前景與意義的治療腫瘤的方法。

2 HOXB7在HCC發(fā)生發(fā)展中的作用機制

HCC發(fā)生發(fā)展、侵襲轉(zhuǎn)移是一個多因素參與的過程，其中涉及多種機制，目前已知的包括原癌基因激活、抑癌基因失活、信號通路的異常激活以及一些生長因子等的調(diào)控失常[17-24]。這些因素互相影響、錯綜復(fù)雜，共同促進HCC的增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移等惡性生物學過程。HOXB7基因在正常組織中低表達或不表達，而在HCC組織中呈高表達狀態(tài)[25]，HOXB7基因可能在HCC的發(fā)生、發(fā)展中起到一定的作用。隨著對HOXB7基因在HCC中認識的不斷深入，目前研究顯示HOXB7在HCC侵襲轉(zhuǎn)移過程中的作用機制可能與以下幾個方面有關(guān)。

2.1 HCC中HOXB7的表達受let-7c的調(diào)控 let-7家族普遍被視為腫瘤抑制因子，在惡性腫瘤中l(wèi)et-7家族成員表達會下調(diào)，其中l(wèi)et-7c在HCC的發(fā)病機制中起著重要作用[26]。有報道稱在體外let-7c可誘導(dǎo)肝癌細胞凋亡并抑制其增殖[27]。Zhu等[28]研究發(fā)現(xiàn)過表達let-7c可抑制肝癌細胞增殖、誘導(dǎo)細胞凋亡以及導(dǎo)致G1期阻滯，提示let-7c作為一種抑癌因子主要通過調(diào)節(jié)細胞周期來抑制肝癌細胞的生長。在Cai等[29]的一項研究中發(fā)現(xiàn)在肝癌細胞株及HCC組織樣本中HOXB7與let-7c的表達水平均呈負相關(guān)，且過表達let-7能夠抑制HOXB7表達，而沉默let-7c則促進HOXB7表達。同時分別采用熒光素酶報告實驗、RIP實驗以及RNA EMSA法證明了let-7c通過直接抑制HOXB7表達來抑制肝癌細胞的增殖和轉(zhuǎn)移，證實let-7c可以通過調(diào)節(jié)HOXB7的表達促進肝癌細胞凋亡，進一步探討了let-7c和HOXB7之間的功能相互作用對HCC發(fā)生發(fā)展的作用。let-7c通過靶向HOXB7來抑制HCC細胞的腫瘤生長作為HOXB7在促進HCC增殖侵襲過程中發(fā)揮重要作用的上游調(diào)節(jié)機制之一，為HCC發(fā)生發(fā)展過程中的機制提供了新見解，是一種很有前途的肝癌治療的新策略。

2.2 HOXB7通過誘導(dǎo)上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(Epithelial-Mesenchymal Transition，EMT) EMT是一種促進上皮細胞向間充質(zhì)樣或間充質(zhì)表型轉(zhuǎn)化的可逆性去分化的生物學過程，其在腫瘤進展的早期起著至關(guān)重要的作用，上皮細胞主要由于E-鈣黏蛋白表達減少而失去細胞極性以及與基底膜的聯(lián)系，獲得侵襲、轉(zhuǎn)移能力擴散到周圍或遠處組織[30]。EMT在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中具有重要作用，并與腫瘤干細胞的生物學以及致癌細胞密切相關(guān)[31-32]。在HCC中EMT也普遍存在，并且與肝癌細胞侵襲、轉(zhuǎn)移以及化療藥物耐藥相關(guān)[33]。HOXB7在乳腺癌細胞中可以通過促進堿性成纖維細胞生長因子等生長因子的分泌介導(dǎo) EMT 的發(fā)生,同時通過裸鼠體內(nèi)實驗發(fā)現(xiàn) HOXB7 可以促進腫瘤局部侵襲能力，這可能與 HCC 肝內(nèi)轉(zhuǎn)移有關(guān)[34]。Huan等[35]研究表明肝癌細胞中腫瘤干細胞標志物的表達可隨著HOXB7的敲除/過表達而下調(diào)/上調(diào)，HOXB7通過促進EMT來調(diào)節(jié)肝癌的惡性進展。然后通過篩選相關(guān)信號通路，敲除HOXB7可以抑制AKT的磷酸化，ERK、SMAD3、p38信號通路也略有抑制。且在HOXB7過表達后c-Myc和Slug顯著上調(diào)，但阻斷AKT可以抑制這一作用，AKT途徑是參與HOXB7調(diào)控c-Myc和Slug的主要途徑。證實了HOXB 7可以通過激活A(yù)KT信號通路上調(diào)c-myc和Slug的表達，促進肝癌細胞獲得干細胞樣特性以及EMT進而加速肝癌細胞的侵襲轉(zhuǎn)移。AKT即蛋白激酶B(Protein Kinases B，PKB)可以通過多種相互關(guān)聯(lián)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制中發(fā)揮細胞代謝、生長和分裂、細胞凋亡抑制和血管生成的關(guān)鍵作用[36]。

2.3 HOXB7通過誘導(dǎo)MAPK/ERK通路激活 堿性成纖維細胞生長因子(basicfibroblast growth factor，bFGF)是成纖維細胞生長因子(fibroblast growth factor，F(xiàn)GF)家族中的一種分泌信號蛋白,幾乎在各種組織中都有表達[37]。在生理條件下參與細胞增殖、分化、細胞遷移以及血管生成等過程[38]。bFGF通過與細胞膜上的酪氨酸激酶成纖維細胞生長因子受體1-4(fibroblast growth factorreceptor 1-4，F(xiàn)GFR 1-4)結(jié)合而發(fā)揮作用[39]，二者結(jié)合可以導(dǎo)致RAS-MAPK、PI3K-aKT和STAT等信號通路的激活，從而導(dǎo)致細胞增殖和細胞存活[37]。復(fù)旦大學研究者通過實時熒光定量PCR、Western blot方法和免疫熒光檢測等方法證明HOXB7促進肝癌侵襲轉(zhuǎn)移作用的部分機制可能與bFGF的分泌和MMP2的表達有關(guān)，這初步提出HOXB7可能在肝癌細胞中發(fā)揮促使細胞分泌bFGF從而增強人肝癌細胞的增殖、侵襲與轉(zhuǎn)移的能力，此項研究并沒有深入探索其中的具體機制[15]。Wang等[2]首先通過基于微陣列分析的基因表達譜得出HOXB 7通過MAPK/ERK途徑激活影響肝癌細胞的生物學功能，進一步研究證實HOXB 7是bFGF分泌的一種強有力的誘導(dǎo)劑，HOXB7蛋白可以直接靶向并與HCCLM3細胞中bFGF的啟動子區(qū)相互作用，然后通過物理結(jié)合bFGF啟動子誘導(dǎo)bFGF分泌，bFGF可以激活MAPK/ERK啟動子進而誘導(dǎo)MAPK通路的激活，進一步使肝癌細胞MAPK/ERK信號通路激活導(dǎo)致肝癌細胞的侵襲與轉(zhuǎn)移。此外，在黑色素瘤、乳腺癌的基礎(chǔ)研究中也發(fā)現(xiàn)HOXB7通過上調(diào)bFGF和激活MAPK通路驅(qū)動EMT的發(fā)展[40-41]。

2.4 HOXB7通過誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化生長因子β(transforming growth factor β，TGF-β)/Smad3通路激活 TGF-β信號通路與惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系。TGF-β通路中信號失調(diào)在肝癌微環(huán)境中的炎癥、纖維化和免疫調(diào)節(jié)中起著核心作用[42]。研究認為TGF-β在肝癌的發(fā)生過程中起著雙重作用，在癌變早期作為腫瘤抑制因子的調(diào)節(jié)因子起到誘導(dǎo)細胞凋亡的作用，在腫瘤晚期它也會成為一種致癌因子[43]。此外TGF-β在HCC中表達上調(diào)并且可以通過EMT參與腫瘤的進展[44]。Liu等[1]在乳腺癌細胞的研究中發(fā)現(xiàn)HOXB7能夠使TGF-β/Smad3信號通路激活進一步導(dǎo)致疾病進展。也有研究認為HOXB7可促進HCC惡性進展的過程可能與TGF-β信號通路中Smad3磷酸化水平有關(guān)[45]，此研究通過在肝癌細胞中敲除HOXB7基因后檢測TGF-β通路中下游蛋白的表達，結(jié)果顯示實驗組p-Smad3的表達顯著下調(diào)，提示HOXB7可能通過Smad3磷酸化促進肝癌細胞惡性進展。但是由于缺少熒光素酶報告實驗、Rescue實驗以及動物研究等，此項研究初步提出在HCC發(fā)生發(fā)展過程中HOXB7與TGF-β/Smad3通路可能存在一定聯(lián)系，然而其中具體作用機制以及上下游信號作用關(guān)系尚需更多實驗進一步明確。

3 HOXB7在HCC預(yù)后評估的價值

目前國內(nèi)外關(guān)于HOXB7基因用于肝癌術(shù)后患者的預(yù)后評估研究相對較多，且研究較為一致：均認為HOXB7蛋白在HCC中高表達，且其高表達與預(yù)后不良有關(guān)。2013年張剛慶等[25]對24例HCC及癌旁正常組織進行檢測，發(fā)現(xiàn)肝癌組織中HOXB7表達量明顯高于配對癌旁組織，此外采用免疫組化法對65例肝癌組織標本進行檢測，結(jié)果證實HOXB7 蛋白的強陽性率為52.3%(34/65)，且主要表達位置為細胞漿。同時用秩和檢驗對HOXB7蛋白表達強度與臨床病理因素進行分析，發(fā)現(xiàn)前者與患者TNM分期及病理分級呈正相關(guān)，HOXB7表達水平可能與HCC患者術(shù)后轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)密切相關(guān)。分別在轉(zhuǎn)錄及翻譯水平證明了HOXB7基因是一個有價值的分子標記物，此項研究由于樣本量較小尚需要更多的臨床數(shù)據(jù)進一步證實。2016年學者Komatsu等[46]分別檢測了103個HCC組織標本和58個配對非癌性肝組織中HOXB7m RNA及其蛋白的表達情況。結(jié)果表明在肝癌組織中HOXB7的表達水平均高于對照組織，然后將103例HCC術(shù)后患者依據(jù)HOXB7在腫瘤組織中的表達水平按中位數(shù)分為兩組進行長期隨訪，生存分析結(jié)果顯示HOXB7高表達患者的10年總生存期(overall survival，OS)以及5年無復(fù)發(fā)生存期顯著低于HOXB7低表達者，并且多因素分析證實HOXB7表達水平是影響患者10年OS的獨立預(yù)后因素，HOXB7可作為有效預(yù)測HCC術(shù)后患者長期預(yù)后的關(guān)鍵因子。此外研究者利用公共數(shù)據(jù)庫進行基因集富集分析，發(fā)現(xiàn)HOXB 7的表達與增殖和侵襲性信號顯著相關(guān)，然而其在肝癌細胞增殖、侵襲的具體作用機制尚需進一步探索。2019年Guo等[47]通過對80例HCC患者術(shù)后標本進行檢測發(fā)現(xiàn)HOXB7蛋白高表達者占35.0%。通過對患者進行定期隨訪觀察，單變量Cox回歸分析提示HOXB7高表達與OS顯著相關(guān) (HR=2.0; 95% CI=1.1～3.4)。Kaplan-Meier曲線顯示HOXB7高表達和低表達的中位生存時間(單位：月)分別為(12.5±3.7)和(32.5±4.7)，這表明OS與HOXB7表達情況有顯著關(guān)系。這與之前關(guān)于HOXB7在HCC臨床預(yù)后的研究相一致：HOXB7表達水平與HCC術(shù)后患者總生存期成明顯負相關(guān)關(guān)系，HOXB7表達水平為HCC患者死亡的獨立危險因素。此外，Huan等[35]研究表明肝癌組織中HOXB7的高表達與腫瘤大小、分化程度、血管侵犯和TNM分期呈正相關(guān)。檢測HOXB7表達水平有望成為一種簡便可行的判斷風險高、預(yù)后差的HCC患者的方法。

4 結(jié)語與展望

隨著醫(yī)學的發(fā)展，HCC的治療手段日趨多樣，包括手術(shù)、射頻消融、肝動脈化學栓塞術(shù)、全身化療、靶向治療和免疫治療等，患者的預(yù)后也得到改善，但目前肝癌治療仍是醫(yī)療領(lǐng)域的棘手問題[48]。HOXB7作為一個潛在的治療靶點，其在多種類型腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程具有重要的作用。然而，HOXB7在HCC中的研究大多處于對HCC患者臨床預(yù)后的分析以及其對肝癌細胞生物學功能的影響方面。有關(guān)HOXB7促進HCC疾病進展過程中具體的分子機制的研究較少且無統(tǒng)一定論，這些亟待解決的問題也為下一步關(guān)于HOXB7基因的研究方向拓展思路，并為肝癌的診斷和治療提供新的依據(jù)。