徐豪 高超 欽倫秀

肝細(xì)胞癌(HCC)是最常見的肝臟惡性腫瘤，為全球第四大癌癥相關(guān)的死亡原因，其發(fā)生、發(fā)展與慢性肝病密切相關(guān)。在肝炎病毒感染、過量飲酒和肥胖等因素的作用下，肝臟受到持續(xù)炎癥損傷，發(fā)展至肝硬化，甚至肝癌[1]。肝癌的發(fā)生、發(fā)展是一個復(fù)雜的多步驟過程，涉及多種基因多條通路，其中Notch通路的作用一直存在爭議[2]。

一、Notch通路的功能

生理條件下，Notch通路在調(diào)節(jié)胚胎發(fā)育和組織穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用[3]。Notch通路為細(xì)胞間的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，在進(jìn)化過程中，其對特定細(xì)胞的功能調(diào)控高度保守。典型的Notch通路起始于相鄰細(xì)胞Notch配體(Jagged1/2和Delta-like ligands 1/3/4)和Notch受體(Notch1-4)的相互接合，導(dǎo)致信號接收細(xì)胞胞膜上的Notch受體兩次水解斷裂，釋放出Notch受體胞質(zhì)內(nèi)結(jié)構(gòu)域(NICD)，隨后NICD易位至細(xì)胞核，與胞核內(nèi)CSL家族轉(zhuǎn)錄因子(CBF-1/Su(H)/LAG1)相互作用，介導(dǎo)下游靶基因的激活[4]。有趣的是，信號遞送細(xì)胞通過Notch配體遞送信號的同時，還阻斷了自身Notch受體的信號接收功能，維持了信號遞送和接收的功能[4]。而非典型Notch通路中NICD未易位至核內(nèi)，在胞質(zhì)中即與其他信號相互作用(如靶向Wnt/β-catenin通路)，根據(jù)特定情況發(fā)揮協(xié)同或拮抗作用，介導(dǎo)相應(yīng)的生物學(xué)功能[5]。

二、在腫瘤領(lǐng)域的研究進(jìn)展

近年來，多項研究聚焦在Notch通路失調(diào)與腫瘤發(fā)生、發(fā)展這一領(lǐng)域，在不同的腫瘤背景下，具有截然相反的作用[6-7]。T細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病的相關(guān)研究最早揭示了Notch通路的促癌作用。此外，在多數(shù)惡性實體腫瘤內(nèi)，如乳腺癌、肺癌和結(jié)直腸癌等，Notch通路亦促進(jìn)了腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。然而，在多種組織來源的鱗狀細(xì)胞癌中，Notch通路發(fā)揮抑癌作用，其缺失突變驅(qū)動了腫瘤發(fā)生[8]。甚至在同一腫瘤的相關(guān)研究中，Notch通路表現(xiàn)出截然相反的抑癌或促癌作用，揭示了其在腫瘤進(jìn)展中功能發(fā)揮的雙重性和復(fù)雜性[6]。因此，Notch通路在腫瘤中的確切作用可能受到腫瘤類型以外因素的影響，其抑癌或促癌的矛盾可能與該通路調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞與微環(huán)境間相互作用有關(guān)[8-9]。目前認(rèn)為Notch通路抑癌或促癌功能的發(fā)揮高度依賴其所處的細(xì)胞及組織微環(huán)境[6-7]。盡管如此，已有多項研究明確報道其參與維持腫瘤干細(xì)胞的自我更新和擴(kuò)增，導(dǎo)致腫瘤的進(jìn)展與復(fù)發(fā)[10]。Notch通路的激活甚至還能觸發(fā)臨近癌細(xì)胞的分化，促進(jìn)腫瘤異質(zhì)性[11]?？偠灾诙鄶?shù)惡性腫瘤中，Notch通路主要發(fā)揮促癌作用[8]。目前靶向Notch受體的阻斷抗體、Notch受體裂解相關(guān)的γ-分泌酶抑制劑及Notch轉(zhuǎn)錄復(fù)合體抑制劑，其中部分藥物已進(jìn)入臨床試驗階段[8,12]。但Notch通路在腫瘤領(lǐng)域的復(fù)雜作用仍未完全闡明，其生理狀態(tài)下還具有調(diào)節(jié)發(fā)育和維持組織穩(wěn)態(tài)的功能，均會限制相關(guān)藥物進(jìn)一步的臨床應(yīng)用。

三、在非酒精性脂肪性肝炎(NASH)相關(guān)肝癌領(lǐng)域的研究進(jìn)展

在肝癌研究領(lǐng)域，Notch通路尚存爭議，其促癌和抑癌作用仍需進(jìn)一步深入探討[13-15]。隨著肥胖及代謝綜合征在全球范圍內(nèi)的廣泛流行，與之密切相關(guān)的NASH發(fā)病率逐年升高，顯著增加了肝癌發(fā)生的風(fēng)險，并迅速成為肝癌的主要病因之一[16]。針對NASH，Zhu等[17]報道Notch通路在該慢性肝病背景下促進(jìn)肝癌發(fā)生的作用。該研究中，為明確Notch通路在肝癌中的作用，Zhu等[17]基于14個與Notch通路相關(guān)基因的表達(dá)水平，構(gòu)建了Notch轉(zhuǎn)錄特征評分體系，并通過該評分將肝癌患者分成高(29.5%)、中(41%)、低(29.5%)Notch水平三個亞組。既往研究發(fā)現(xiàn)，肝癌中頻繁發(fā)生CTNNB1的激活突變，介導(dǎo)下游β-catenin靶基因的轉(zhuǎn)錄激活[18]。然而該研究發(fā)現(xiàn)，高Notch組肝癌缺乏CTNNB1的激活突變，提示了肝癌發(fā)生的另一條機(jī)制路線。后續(xù)對高低Notch組轉(zhuǎn)錄基因的富集分析發(fā)現(xiàn)，高Notch組肝癌基因轉(zhuǎn)錄特征類似于膽管細(xì)胞癌，如細(xì)胞外基質(zhì)及瘤內(nèi)纖維化相關(guān)基因顯著上調(diào)，預(yù)示預(yù)后不良。鑒于Notch通路在NASH背景下異常激活，該研究通過可誘導(dǎo)NASH的飲食構(gòu)建NASH小鼠模型，上述結(jié)論在該模型中得到了證實，Notch通路激活的肝細(xì)胞表現(xiàn)出了細(xì)胞外基質(zhì)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄富集，而代謝相關(guān)通路及β-catenin信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路均受到抑制，類似于高Notch肝癌組。聯(lián)合致癌物二乙基亞硝胺(DEN)與NASH飲食建立的肝癌小鼠模型亦進(jìn)一步證實了癌與癌旁組織中Notch通路與β-catenin通路的活化表達(dá)相互排斥。同時，NASH飲食喂養(yǎng)的Notch激活突變基因鼠模型自發(fā)形成了具備上述轉(zhuǎn)錄特征的肝癌病灶，進(jìn)一步闡明了在NASH背景下僅Notch通路的激活即可促進(jìn)特定轉(zhuǎn)錄特征肝癌的發(fā)生。更有趣的是，為探究肝癌發(fā)生過程中Notch通路激活的必要性，該研究在NASH飲食聯(lián)合DEN誘導(dǎo)的肝癌小鼠模型中阻斷Notch通路。然而，Notch通路的阻斷并沒有減少腫瘤發(fā)生的頻率，反而催生出了β-catenin通路活化的腫瘤類型?？偠灾?，Notch通路激活的肝細(xì)胞轉(zhuǎn)錄變化可能持續(xù)存在于NASH進(jìn)展為特定類型肝癌的過程中。

Zhu等[17]猜想并論證了Notch通路在NASH相關(guān)肝癌發(fā)生過程中的作用，揭示了慢性肝病背景下Notch通路的持續(xù)激活促進(jìn)了肝癌的發(fā)生，為后續(xù)肝癌研究提供了新的思路與方向：(1)既往研究報道Notch通路與Wnt/β-catenin通路的互斥活化存在于發(fā)育過程與慢性肝病中，決定細(xì)胞分化的不同命運[19-20]。該研究揭示了Notch通路活性與CTNNB1突變之間的負(fù)相關(guān)性，提示了肝癌發(fā)生過程中可能存在兩條截然不同的機(jī)制路線，這一互斥調(diào)控的意義仍有待進(jìn)一步闡釋；(2)肝細(xì)胞中Notch通路的激活誘導(dǎo)了膽管細(xì)胞癌及類膽管癌型肝癌的發(fā)生，提示了特定通路的異常調(diào)控誘發(fā)特定腫瘤類型或具有特定轉(zhuǎn)錄特征腫瘤類型的產(chǎn)生，因此鑒定關(guān)鍵信號通路可能有助于腫瘤特異性療法的臨床應(yīng)用[21]；(3)特異性抑制Notch通路后，肝癌的基因轉(zhuǎn)錄特征隨之改變。鑒于此，靶向Notch通路可能具備良好的治療效果。經(jīng)過Notch靶向抑制治療后，高Notch活性肝癌病灶可能面臨著兩種不同的命運，基因轉(zhuǎn)錄的特征發(fā)生轉(zhuǎn)變或是依賴于Notch通路激活的腫瘤逐漸消退。然而，該研究中Notch通路阻滯后肝癌發(fā)生頻率基本不變，提示基因轉(zhuǎn)錄特征性轉(zhuǎn)變的可能性。靶向Notch通路的治療方案仍具可行性，但需在適合的動物模型中進(jìn)行藥物療效評估；(4)該項研究中構(gòu)建的NASH相關(guān)肝癌小鼠模型論證了Notch通路激活驅(qū)動肝癌的發(fā)生，那該通路的激活是特異性NASH相關(guān)還是同樣存在于肝癌發(fā)生的其他病因中仍需要進(jìn)一步研究探討。

總而言之，在肝癌發(fā)生的研究領(lǐng)域，針對肥胖相關(guān)的NASH慢性肝病背景，即使沒有突變驅(qū)動，Notch通路的持續(xù)激活亦能推動肝癌的發(fā)生。鑒于肝癌發(fā)生的復(fù)雜機(jī)制，目前的研究進(jìn)展提示肝癌發(fā)生過程中多條機(jī)制路線并行，各自決定不同轉(zhuǎn)錄類型肝癌的可能性，這也許能為肝癌的精準(zhǔn)治療提供更有意義的線索。