金龍飛，田彥璋

肝細胞癌是原發(fā)性肝癌最常見的肝癌類型，發(fā)病率占原發(fā)性肝癌的75%以上［1］，是最常見的惡性腫瘤之一，也是惡性腫瘤相關死亡最主要的原因之一，其發(fā)病率和死亡率分別位于所有惡性腫瘤的第5位和第3位［2］。目前研究表明在世界范圍內，與行為危險因素相比，病毒危險因素對肝癌的影響更大，慢性乙型肝炎病毒（HBV）感染占全世界所有肝細胞癌病例的44%，而21%的肝細胞癌病例可歸因于丙型肝炎病毒（HCV）［3］。我國作為世界上HBV攜帶者較多的國家，已成為我國肝細胞癌病人最主要的致病原因。目前肝細胞癌病人治療手段主要以肝切除術和肝移植治療等預后效果較好，由于早期肝細胞癌癥狀無特異性，大部分病人就診時已處于中晚期，從而錯過最佳治療時期，也是目前絕大多數肝細胞癌病人預后較差的原因之一。非常規(guī)前折疊素RPB5相互作用蛋白（the unconventional prefoldin，RPB5 interacting protein，URI）是不依賴腺苷三磷酸（ATP）的分子伴侶復合體，是前折疊素家族的一個大分子量成員，可以與其他小分子量前折疊素和RNA聚合酶第五亞基（RNA polymerase Ⅱsubunit B5，RPB5）形成復合體，通過參與調控細胞增殖、代謝、損傷應答、腫瘤致病等復雜的生物學過程并發(fā)揮重要的致病作用，越來越多的研究證實URI作為癌蛋白在肝細胞癌的發(fā)生、進展、轉移及耐藥等方面發(fā)揮重要作用，因此通過研究URI在肝細胞癌發(fā)生發(fā)展各過程中的作用機制，并為肝細胞癌病人的臨床治療提供新的手段是十分必要的。

1 URI的病理生理學作用

1.1 URI的結構與功能 最初URI基因是從人肝癌細胞HepG2互補DNA（cDNA）文庫分離的，其編碼蛋白稱為URI， 2003年Gstaiger等［4］報道了1個URI蛋白，是不依賴ATP的分子伴侶前折疊素家族的非傳統(tǒng)成員之一，能夠使RPB5與乙肝病毒X蛋白結合從而調節(jié)RNA聚合酶Ⅱ的轉錄活性［5］，推測其與病毒性肝細胞癌的發(fā)生相關。

1.2 URI的表達和調控機制

1.2.1 URI在正常組織中的生理功能 URI能夠促進基因轉錄、調控基因組穩(wěn)定、調節(jié)細胞凋亡，對細胞周期、細胞骨架及細胞轉錄起到重要作用。URI在不同細胞室中發(fā)揮多種調節(jié)作用，在細胞核中，可與其他轉錄因子結合進行轉錄調控；在線粒體中，作為磷酸酶結合蛋白，促進相關信號通路的表達，實現正常的生理功能；在細胞質中，作為伴侶樣蛋白，URI能夠促進真核生物蛋白質穩(wěn)態(tài)。URI作為伴侶蛋白前折疊素家族的一種分子伴侶，其表達受到各種環(huán)境因素的調節(jié)，它的主要生理功能可能是機體在面對有害的環(huán)境刺激時通過微環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調節(jié)，使得相關基因、組織免受傷害，最終避免病理性過程發(fā)生。

（1）URI在基因轉錄的調節(jié)中起作用：RNA聚合酶Ⅱ由包括RPB5在內的12個亞基組成，并通過與其他轉錄因子相互作用發(fā)揮作用。RPB5作為RNA聚合酶中唯一一個與DNA和染色質重塑因子接觸的亞基和信號轉導中轉錄調控的靶點，URI可以與其結合并調節(jié)轉錄的活性和穩(wěn)定性［6-7］。（2）研究表明URI作為營養(yǎng)信號靶點，與哺乳動物雷帕霉素靶蛋白依賴的營養(yǎng)調控代謝有關，可作為細胞調控的新途徑［8］，通過調節(jié)一系列效應蛋白的活動協調控制細胞生長及增殖中發(fā)揮重要的作用。（3）URI在細胞凋亡中起作用：URI作為S6激酶1（ribosomal protein S6 Kinasebeta-1，S6K1）的線粒體底物，可以抑制結合酶的活性，降低了S6K1活性和促凋亡因子（BAD）磷酸化，從而改變了細胞凋亡的閾值［9］，誘導凋亡相關蛋白上調導致細胞的凋亡。

1.2.2 URI在腫瘤組織中的調控作用 （1）胃癌中，下調URI可誘導胃癌細胞產生明顯的自嗜通量［10］，自嗜可以通過清除受損細胞器中的致癌或有毒蛋白來抑制腫瘤也可以通過自噬介導的細胞內循環(huán)底物促進腫瘤的發(fā)生［11］，同時URI的表達促進胃癌的發(fā)生及耐藥性［12］；最近研究證實URI環(huán)狀RNA能夠直接與異質核核糖核蛋白M相互作用，調節(jié)基因選擇性剪接，參與癌細胞的遷移過程［13］。（2）在卵巢癌中，URI編碼蛋白磷酸酶1γ催化亞基（protein phosphatase 1 catalytic subunit gamma，PP1γ）和PP1γ介導的S6K1-BAD生存信號反饋抑制的線粒體抑制劑，是卵巢癌中擴增和過表達的致癌基因［14］。（3）在宮頸癌中，URI在癌前宮頸上皮內瘤變和浸潤性宮頸癌中顯著上調，且過表達URI顯著促進細胞生長，而URI下調抑制細胞增殖［15］。（4）在非小細胞肺癌中，URI的表達與腫瘤組織的淋巴結狀態(tài)和T分期有關，能夠促進癌細胞的增殖，同時使腫瘤細胞具有抗化療的放療的能力［16］。（5）在食管癌中，URI過表達可促進腫瘤體內和體外生長，還可降低放療易感性，這一結果為食管癌基因靶向治療提供了有力的機會［17］。

2 URI在肝細胞癌發(fā)生發(fā)展中的調控作用

肝細胞癌的發(fā)生是肝細胞在各種致病因素條件下再修復過程中生物學特征逐漸變化的復雜過程，包括基因突變，增殖與凋亡、促癌基因與抑癌基因表達失衡。研究表明URI在肝細胞癌中通過不同的信號通路抑制內源性及外源性凋亡從而起到化療抵抗作用，進而影響肝細胞癌細胞系的生長、凋亡［18］。最近有實驗［19］發(fā)現URI表達可顯著抑制SMMC-7721和HepG2中肝癌細胞的凋亡，并且在剔除URI后抑制肝癌細胞的增殖；URI顯著抑制肝癌細胞克隆形成能力和降低或完全抑制肝癌細胞的體內成瘤能力。因此，URI的高表達和肝細胞癌病人的臨床病理特點及預后相關腫瘤中的URI水平可以很好的用來評估肝癌病人的預后。

2.1 URI通過DNA損傷導致肝細胞癌發(fā)生 Tummala等［20］2014年闡明了一個新的途徑，該途徑將公認的致癌基因URI和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+）池與基因毒性應激和肝細胞癌發(fā)生聯系起來。Djouder［21］和Ana等［22］研究也證實URI抑制了與L-色氨酸/NAD+代謝相關的芳基烴和雌激素受體介導的酶轉錄，從而導致DNA損傷，并通過輔助性T細胞17和白細胞介素（IL）-17A引發(fā)炎癥反應，導致肝細胞癌風險的發(fā)生。此外，代謝產物在肝癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要的作用［23］，臨床相關代謝組學研究［24］發(fā)現在肝細胞癌病人門靜脈血及肝癌組織中L-色氨酸水平明顯高于癌旁非腫瘤組織及健康對照組，通過富集分析發(fā)現，L-色氨酸與苯丙氨酸和色氨酸代謝相關通路顯著相關，而上述通路及其代謝產物也被報道參與全身炎癥和肝細胞癌的發(fā)生。由此我們猜想由于煙酰胺在致癌保護、DNA修復及維持基因組穩(wěn)定性方面的保護作用和其在癌癥病人發(fā)展之間的聯系，通過補充NAD+或減少URI表達或許可以降低肝細胞癌發(fā)生的風險，這一猜想還需進一步研究。作為傳統(tǒng)抑癌基因，p53通過調控轉錄程序和細胞功能，維持基因組穩(wěn)定性［25］，抑癌基因突變是癌癥發(fā)生的因素之一，但研究發(fā)現，非突變型相關的P53失活機制在許多肝細胞癌病人中被發(fā)現［26］。此外，p53磷酸化、乙?；凹谆疆惓？蓪е翽53功能喪失以及DNA損傷修復的能力下降進而加速了肝細胞癌的發(fā)生。

2.2 URI對細胞周期調控促進肝細胞癌發(fā)生 URI在有絲分裂和減數分裂細胞周期中具有重要的功能，而URI的缺失可表現為細胞周期阻滯的DNA斷裂，此外URI降低激活了β-連環(huán)素（β-catenin）誘導的原癌基因c-myc的表達導致細胞DNA損傷。Yart等［27］基于URI與多效轉錄調節(jié)因子RNA聚合酶Ⅱ相關因子Ⅰ（Paf1）復合體相互作用，評估了Paf1是否影響細胞周期進程，結果發(fā)現S期細胞比例增加同時伴有G1期細胞的減少，目前Paf1被證實參與RNA聚合酶Ⅱ（RNA PolⅡ）轉錄周期的幾乎所有階段［28］，而且Paf1的降解導致組蛋白修飾積累下降［29］。這些結果均提示URI可能在組蛋白修復和細胞周期控制中發(fā)揮重要作用。

3 URI促進肝細胞癌發(fā)生發(fā)展的相關機制

3.1 URI在肝炎病毒感染相關性肝細胞癌中的作用 HBV、HCV或HBV/HCV雙重感染可顯著增加肝細胞癌的發(fā)展風險，目前所知乙型病毒X蛋白肝細胞癌的發(fā)生發(fā)展密切相關。HBV最小的基因（HBx）被認為是肝細胞癌發(fā)生過程中一個重要的病毒致癌基因，但病毒致癌作用的分子機制尚不完全清楚，而作為一種小調節(jié)蛋白及混雜轉錄反式激活因子，是HBV感染、復制、致癌作用相關的細胞基因激活的關鍵調控蛋白［30］。過表達URI加速了乙肝病毒X基因誘導的裸鼠移植瘤的生長，反之則促進了URI驅動的移植瘤的生長［31］。在一項研究中發(fā)現細胞凋亡蛋白抑制因子2在乙肝相關性肝癌組織中的表達與非乙肝型肝癌組織及乙肝型癌旁組織相比顯著提高，并且與病人的臨床分期、包膜侵犯、門脈侵襲、發(fā)生淋巴結轉移有相關關系［32］。作為肝細胞癌發(fā)生三部曲，從病毒性肝炎、肝炎肝硬化到肝細胞癌的發(fā)生，URI與肝細胞纖維化的相關性及其與乙肝病毒X基因相關機制還在進一步研究當中，并對病毒性肝細胞癌的發(fā)生機制提供新的研究方向。

（1）乙肝病毒X基因可通過抑制S期激酶相關蛋白SCF（Skp2）泛素E3連接酶介導的Myc泛素化來穩(wěn)定Myc癌蛋白［33］，并且使得c-myc與URI基因上游非規(guī)范區(qū)E-box穩(wěn)定結合，進而增強URI基因的表達，并且乙肝病毒X基因介導的Myc穩(wěn)定在很大程度上有助于病毒的腫瘤發(fā)生［34］。（2）在早發(fā)性乙肝病毒感染型肝細胞癌（HCC-B）中發(fā)現比晚發(fā)型更高的c-myc表達水平，而且早發(fā)型肝細胞癌的8q24區(qū)的HBV整合位點與c-myc、漿細胞瘤變異位1和微RNA-1204的表達密切相關［35］，目前這一整合位點在肝細胞癌發(fā)生或進展的作用機制還未完全闡明。（3）最近實驗研究［36］表明，乙肝病毒X基因突變能夠促進肝細胞癌的發(fā)生，將野生型與四種突變型乙肝病毒X基因注射入小鼠體內，其中C端截短X蛋白（CT-乙肝病毒X蛋白）突變型小鼠體內的纖溶酶原激活物抑制物-1（PAI-1）和細胞分裂周期因子20（CDC20）上調，并且顯著增加HepG2和HeLa細胞的增殖和S期比例，誘導促癌炎癥，促進癌變。此外，有相關研究表明PAI-1通過介導大腸癌［37］、非小細胞肺癌［38］中的上皮-間質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）促進細胞的侵襲和轉移。而另一項研究［39］也證實CT-乙肝病毒X蛋白通過調控硫氧還蛋白相互作用蛋白（TXNIP）調節(jié)肝癌細胞進展過程的有氧酵解促進肝細胞癌的發(fā)生。

3.2 URI通過代謝性疾病促進肝細胞癌的發(fā)生 2型糖尿病在肝細胞癌的發(fā)生發(fā)展中扮演著非常重要的角色，通過長期臨床觀察，肝細胞癌的發(fā)生、進展與糖尿病的病程有關，是肝癌發(fā)生發(fā)展中獨立或協同的危險因素且全球約7%的病例可歸因于糖尿病。在葡萄糖剝奪下，蛋白激酶A可通過磷酸化URI，進而抑制O-連接的N-乙酰氨基葡萄糖轉移酶（OGT），從而降低c-myc水平。而當葡萄糖豐富時，去磷酸化的URI通過激活OGT來穩(wěn)定c-myc蛋白，從而促進c-myc依賴的腫瘤發(fā)生［40］。廈門大學研究學者［41］發(fā)現在早期肝臟腫瘤病灶及小腫瘤中普遍存在糖原過度積累現象，乙肝病毒X基因可通過促進脂肪酸氧化從而維持非酒精性脂肪性肝病（NADPH和ATP水平來保護肝細胞癌細胞免受葡萄糖剝奪引起的代謝壓力的影響［42］。因此，代謝性疾病的某些發(fā)病機制與肝細胞癌發(fā)生、發(fā)展中的相關研究或許能夠成為一種新的研究思路，包括代謝組學、腸道菌群等相關研究在臨床也更易開展，為我們對研究肝細胞癌的發(fā)病原因及機制提供更多可能性。

3.3 URI通過相關分子信號通路促進肝細胞癌的發(fā)生 （1）Notch信號通路在許多癌癥的發(fā)生發(fā)展中扮演著重要的角色。Notch信號通路通過促進肝細胞增殖抑制其凋亡、調控細胞周期及EMT等多種機制來調節(jié)肝癌的發(fā)生發(fā)展［43］。URI通過與IL-6的轉錄因子P65及RPB5的相互作用上調IL-6的轉錄水平，而IL-6作為惡性腫瘤自分泌和旁分泌的促進因素，在轉移能力和侵襲性更高的組織中檢測到更高表達量的IL-6，并且上調腫瘤中腫瘤干細胞數量，同時也促進了EMT的發(fā)生［44］。（2）Wnt/β-catenin信號通路是肝細胞癌發(fā)生的重要驅動力，在HCC-B中CTNNB1基因的突變頻率比非HBV相關性肝細胞癌低得多［45］，而乙肝病毒X蛋白可以激活Wnt/β-catenin信號轉導促進肝細胞癌的進展［46］。已有研究證實URI可通過心臟成纖維細胞中的非編碼RNA參與Wnt/β-catenin信號的激活［47］。而且URI可通過過氧化物酶體增殖活化受體γ輔助活化因子（PGC-1）依賴機制維持心肌細胞線粒體功能，進而對心肌細胞起到保護作用［48］。因此可推測乙肝病毒X基因和URI在HCC-B中Wnt/β-catenin信號的激活中發(fā)揮一定作用，這種作用機制還需進一步深入探究。HBV能夠誘導酪氨酸激酶磷酸化，導致HBV轉錄復制以及β-catenin信號通路的激活，但與之前研究相反的是本研究確定了HBV、增加酪氨酸激酶活性、黏附連接不穩(wěn)定和增強β-catenin信號之間的聯系，發(fā)現酪氨酸的激活不需要轉錄激活劑乙肝病毒X基因［49］，這一結果為HBV-宿主細胞相互作用提供了新的見解，并有助于理解HBV相關致癌的分子基礎，同時也提供了潛在的針對HBV的新治療方法。（3）肝細胞癌常由慢性肝炎和慢性肝硬化發(fā)展而來。在此過程中，核因子κB （NF-κB）是一種重要的轉錄因子，大量炎性因子使NF-κB信號通路異常激活。其調控與多種細胞功能相關的基因，如細胞增殖、生存發(fā)展、血管生成和癌癥轉移，研究人員證實，泛素化和磷酸化介導的信號轉導對NF-κB信號通路［50］激活具有重要的控制作用；其中p50和p65亞基是占主導地位的細胞NF-κB的異源二聚體，通常被隔離在未受刺激的細胞的細胞質中，一旦細胞暴露于細胞外刺激，p65亞基被磷酸化，就會轉移到細胞核中，從而激活NF-κB信號通路。因此，NF-κB p65/p50復合物的胞質積累被認為是終止NF-κB信號通路［51］鍵機制。此外， EMT作為肝細胞癌病人轉移和預后不良的重要危險因素，被證實URI通過NF-κB信號通路促進肝細胞癌細胞EMT的發(fā)生［52］。

4 URI在肝細胞癌診斷和治療中的作用及未來展望

4.1 URI的磷酸化作用 蛋白的翻譯后修飾在細胞信號轉導中起到重要作用，也是腫瘤發(fā)生的重要環(huán)節(jié)，蛋白質作為基因功能的執(zhí)行者，在蛋白磷酸化水平實現對肝細胞癌的早期診斷是十分必要的。在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中，基因的變化與蛋白的變化水平并不完全同步，而磷酸化作用作為蛋白組與磷酸化蛋白組的研究進一步理解癌癥發(fā)生的相關機制。相關研究中發(fā)現在肝癌細胞中觀察到各種蛋白異常磷酸化，包括激酶、磷酸酶、轉錄因子等，而這些蛋白的磷酸化可能是導致腫瘤發(fā)生和決定肝細胞癌進展的必要因素。URI含有潛在的磷酸化位點，而這些位點具體生物學功能還需進一步研究，URI能通過磷酸化核因子RelA/p65及毛細血管擴張性共濟失調突變蛋白（ataxia telangiectasia mutated protein，ATM）激活NF-kB信號通路從而抑制肝癌細胞內源性凋亡。URI促進p65的磷酸化，活化的P65迅速地從細胞質轉移到細胞核內激活NF-kB信號通路，從而促進肝細胞癌的發(fā)生；URI可促進ATM磷酸化，上調抗凋亡蛋白Bcl-xL的表達實現抗凋亡作用。因此，促進或者阻斷URI的磷酸酶活性以及其作為磷酸酶結合蛋白被磷酸化作用，明確蛋白磷酸化位點為我們對肝癌藥物研制提供新的靶點，同時也實現了對腫瘤進行的分子譜系統(tǒng)描述，并根據分子特征譜，進行腫瘤的精準分類及診療研究，通過蛋白組及磷酸化修飾蛋白組差異分析等蛋白質組學技術，進行一系列相關模型構建得出相關癌癥的診斷及預后對我們研究癌癥的機制可能會提供有更多的幫助。

4.2 URI對肝細胞癌耐藥性的研究 系統(tǒng)化療已成為除手術切除外肝細胞癌治療最主要的方法，然而，目前治療肝癌的各種化療藥均表現出較強的化療耐藥性，很大程度妨礙了藥物治療的選擇［53］。URI作為分子伴侶，它的主要生理功能調節(jié)微環(huán)境穩(wěn)態(tài)，當基因受到外界環(huán)境干擾時，可保護基因應激誘導突變而存活下來，腫瘤在進行化療過程中會導致DNA損傷，并增加基因突變概率，最終導致部分腫瘤細胞被篩選出來進化出耐藥性。澳大利亞學者［54］發(fā)現，在藥物篩選環(huán)境下，mTOR信號通路能使高精度的DNA損傷修復途徑被抑制，并導致基因突變頻率增加，從而使得腫瘤獲得耐藥性的概率大大增加。文章作者也提出猜想基因突變其實相當于一把“雙刃劍”，在適宜環(huán)境中，這些基因突變是有害的，而在不利的環(huán)境下，基因突變的產生會增強腫瘤的抗逆性，導致腫瘤化療抵抗，并提出利用合成致死效應去殺死耐藥腫瘤的策略。在人類癌細胞中，由于自噬具有自我保護或凋亡的雙重作用，激活自噬可作為一種促進生存的腫瘤反應，有助于治療耐藥性，研究［55］證實URI通過促進AMP活化蛋白激酶的活性來激活自噬，同時mTOR作為自噬誘導的重要調控因子，通過激活 mTOR可抑制自噬，而抑制mTOR活性則可促進自噬，通過這一特性或許能達到誘導肝癌細胞的凋亡的目的。綜上所述， URI與mTOR的作用機制為進一步研究抗腫瘤治療及腫瘤相關耐藥性提供了可能的研究方向。

同時URI的耐藥性在其他腫瘤中也有研究，在宮頸癌中，URI過表達增強了宮頸癌細胞對順鉑的耐藥性［56］；在胃癌中，URI的過表達增強了胃癌細胞對阿霉素的耐藥性；在胰腺導管細胞癌中伴隨cmyc的表達下調，使癌細胞對索拉菲尼的敏感性增強［57］。在肝細胞癌中，c-myc能夠誘導URI的表達，并增強URI穩(wěn)定性，促進肝細胞癌細胞的增殖，而作為治療肝癌病人中晚期的分子靶向藥物，c-myc在肝癌中對索拉菲尼的敏感性及URI是否參與肝細胞癌耐藥性還需進一步深入研究，為URI對肝癌病人的耐藥性提供新的耐藥機制研究靶點。

4.3 URI在肝細胞癌免疫抑制治療方面的可行性 腫瘤細胞通過隨機突變與自然選擇表現出抗原水平下降、抗原缺失或抗原類型改變，并釋放多種免疫抑制因子，形成免疫抑制微環(huán)境，從而實現免疫逃逸。近年來，隨著腫瘤免疫治療臨床試驗廣泛開展，目前針對中晚期肝癌病人的免疫治療已成為研究熱點而且取得一定的臨床效果，而近年來，有學者研究發(fā)現URI通過激活NF-kB及絲裂原活化蛋白激酶信號通路負性調控巨噬細胞功能［58］，p53基因作為免疫療法的研究基因被證實，URI則可通過抑制p53的轉錄和表達抑制腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體誘導的外源性細胞凋亡。麻省總醫(yī)院［59］研究發(fā)現與免疫檢查點阻斷結合時，p53 mRNA納米顆粒不僅能誘導對腫瘤生長的抑制，還能明顯增加實驗室肝細胞癌模型的抗腫瘤免疫反應。基于URI與p53在肝細胞癌中的致癌作用機制，這也為URI作為肝細胞癌免疫治療提供新的研究思路，使URI作為一種新的免疫治療方式成為可能。

綜上所述，URI病理生理作用的進一步揭示，不僅對理解體內的多種生物學過程意義重大，更為相關疾病治療靶點的開發(fā)提供了新的研究方向。而在肝細胞癌的發(fā)生發(fā)展過程中，URI通過各種病因（肝炎病毒、代謝性疾病、相關分子信號通路）參與肝細胞癌的發(fā)生，并對肝癌細胞的增殖、凋亡、侵襲、遷移、肝纖維化活性和血管生成等發(fā)揮著復雜的調控作用，由此可見，URI值得我們深入研究和探討。但由于其分布廣泛，并通過相關機制與其他分子發(fā)揮生理病理學功能，促進機體的生物學行為，調控各項生命活動，而目前URI在肝癌中的致病機制的相關研究及認識還不夠深入，所以仍需要我們注重研究其靶向性，從而更精準地為與URI相關疾病的防治提供有效的干預靶點。