HGF/c—Met信號轉導通路在結直腸癌肝轉移中的作用

孫燕來

[摘要] 肝轉移發生是導致結直腸癌患者預后不良的最重要的原因。近年來，結直腸癌肝轉移治療的治療效果獲得了令人鼓舞的進展。HGF/c-Met信號轉導通路在人體內正常細胞向惡性細胞轉化、細胞運動、侵襲轉移、上皮間質轉化和組織再生等過程中發揮重要的作用。目前，通過對HGF/c-Met信號通路系統在結直腸癌肝轉移中的作用機制的深入研究，發現HGF/c-Met信號轉導通路系統在結直腸癌肝轉移發生發展過程中發揮著重要的作用，并為研發有效的HGF/c-Met抑制劑提供了新的依據，一系列HGF/c-Met信號通路抑制劑的相繼出現，為結直腸癌肝轉移患者的治療提供了新的思路。

[關鍵詞] HGF/c-Met信號通路；結直腸癌；肝轉移；抑制劑

[中圖分類號] R735.3+4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2015）08（c）-0061-04

[Abstract] Liver metastasis remains a significant problem in the prognosis of colorectal cancer. In recent years， the therapeutic effect has achieved remarkable results in liver metastasis of colorectal cancer. HGF/c-Met signaling pathway plays an important role in the process of the transformation of normal cells into malignant cells， cell movement， invasion and metastasis， epithelial mesenchymal transition and tissue regeneration. Recent research findings have confirmed that HGF/c-Met signaling pathway plays an pivotal role in the development of liver metastasis of colorectal cancer. The appearance of some novel HGF/c-Met inhibitors provides the new idea for treatment of liver metastasis of colorectal cancer. Further research of the mechanism of HGF/c-Met signaling pathway in liver metastasis of colorectal cancer could provide a foundation to develop effective HGF/c-Met inhibitors. The author will systematic review the progress of HGF/c-Met signaling pathway in liver metastasis of colorectal cancer.

[Key words] HGF/c-Met signaling pathway； Colorectal carcinoma； Liver metastasis； Inhibitor

結直腸癌是世界范圍內最常見的惡性腫瘤之一，近年來我國結直腸癌發病率和患病率呈明顯上升趨勢。結直腸癌發生局部淋巴結轉移最為常見，其次是出現遠處器官轉移，其中肝臟是最常見的遠處轉移靶器官。初診結直腸癌患者中發現淋巴結轉移的概率很高。同時，有10%～25%的患者在確診時已存在肝臟轉移，另有30%～50%的患者在病情發展過程中發生肝臟轉移[1]。酪氨酸激酶受體（receptor tyrosine kinase，RTKs）已成為目前靶向治療多種惡性腫瘤的重要研究靶點。在所研究較為成功的這些酪氨酸激酶受體治療靶點中，c-Met受體酪氨酸激酶在調節細胞生長，細胞凋亡，細胞骨架形態結構的改變，以及促進腫瘤細胞侵襲轉移發生等生物行為過程中發揮重要的作用。肝細胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）是c-Met的配體，也稱為播散因子（scatter factor，SF）。研究發現，c-Met胚系突變在多種惡性腫瘤組織c-Met過度表達和突變過程中發揮重要的作用。c-Met通過自身突變、過表達以及激活其配體HGF，促使相應的信號轉導級聯反應，進而對人體生物學和生化功能產生影響。已有研究證實HGF/c-Met信號轉導通路在結直腸癌肝轉移發生發展過程中發揮關鍵的作用[2-4]。

1 HGF/c-Met的結構特點

c-met基因位于人類的7號染色體（7q21-q31）上，其編碼的蛋白質是一種跨膜受體蛋白，本身具有自身磷酸化活性，跨膜受體蛋白是由50 kD的胞外鏈（α鏈）和一個140 kD的跨膜鏈（β鏈）通過二硫鍵相連形成的異源二聚體。跨膜蛋白（β鏈）與其他受體蛋白共享的結構同源區域，包括PSI域、SEMA域、4個免疫球蛋白樣重復結構域、酪氨酸激酶結構域、一個近膜（JM）域、一個跨膜域和一個羧基末端的尾部區域。酪氨酸激酶結構域活化環殘基Y1235、Y1234和Y1230的自身磷酸化激活酪氨酸激酶的活性。酪氨酸激酶受體c-Met激活可以促進相應信號傳導通路的磷酸化或自身磷酸化。近膜（JM）域 Y1003殘基磷酸化后與c-Cbl結合，c-Cbl是一種E3-泛素連接酶其單一泛素化c-Met受體，進而支配細胞內攝，并運輸至次級內體，最終完成降解。Y1356和Y1349殘基是兩個獨特的雙齒狀停靠位點，Y1356和Y1349殘基磷酸化后能引起多種蛋白的募集反應，進而與信號轉導相關蛋白的結構功能域結合，如PTB（phosphotyrosine binding）結構域、SH2（Src homology-2）結構域、MBD（Met binding domain）結構域等[5-6]。

肝細胞生長因子（HGF）為c-Met的配體。其最終被證實為有效刺激肝細胞分裂生長的因子，之后又發現平滑肌細胞和成纖維細胞也分泌此類蛋白，又被稱為播散因子（SF）[7]。HGF基因位于7號染色體（7q21.1）上，HGF是由相對分子量為69×103的α鏈通過二硫鍵連結相對分子量為34×103的β鏈構成的異二聚體。HGF包含6個結構域：一個C-末端結構域，4個Kringle結構域[K1-K4]，一個N-末端結構域[N][7]。

2 HGF/c-Met信號轉導通路系統

研究證實HGF/c-Met信號轉導通路與人體內的多種細胞反應密切相關，人體內正常細胞發生惡性轉化、正常細胞遷徙運動、惡性細胞侵襲轉移、上皮間充質轉化、血管生成、組織傷口愈合和組織再生修復等過程中發揮重要的作用。在致癌性轉化過程中Met活性調節可能與正常的c-Met活性調節完全不同。研究發現，Met基因突變缺失的胚胎小鼠，其肝臟和胎盤發育嚴重缺陷，最終導致胚胎死亡，這與HGF基因缺失的小鼠表現十分相似。HGF/c-Met信號轉導通路在多個胚胎組織中調節器官形態發生和功能構建，并發現其與胚胎神經系統的發育相關[8-9]。

c-Met激活促進細胞遷徙運動，致使上皮細胞分離、內皮細胞的遷移和趨化性增強[10]。c-Met誘導的基因可能與腫瘤的發生發展息息相關，轉基因小鼠肝組織細胞中的過度表達，足以誘導轉基因小鼠發生肝細胞癌[11]。同樣，轉基因小鼠腫瘤細胞中HGF和c-Met過表達，致使肺轉移的發生率明顯增加[12]。HGF最早被證實為成纖維細胞分泌的一種因子，促進肝細胞分裂生長，誘導細胞骨架的功能活性調節和誘導細胞播散。HGF依賴自分泌活化Met現象已經在人類多種原發性和轉移性腫瘤中被發現，包括乳腺癌、結直腸癌、膠質母細胞瘤、骨肉瘤、黑色素瘤等。

3 HGF/c-Met信號轉導通路抑制劑

目前，針對于HGF及其受體的靶向抑制研究在腫瘤治療研究中具有相當的吸引力，主要是由于HGF及其受體在腫瘤發生發展過程中扮演著雙重角色，它既可以直接刺激和作用于腫瘤細胞，又可作為淋巴管生成因子和血管生成因子促進腫瘤細胞的生長能力和播散轉移能力。

前期研究證實的幾個c-Met抑制劑正在研究評估過程中，但研究結論提示它們的抑制特異性較為有限[13]。例如K252a（一種廣譜抑制劑），在抑制酪氨酸激酶受體c-Met的同時，還可以抑制絲氨酸/蘇氨酸激酶[14]。新型小分子c-Met抑制劑（su11274）在c-Met激活的肺癌細胞系或c-Met轉化細胞系起到一定的抑制作用[15]。su11274能夠降低腫瘤細胞的生長能力，誘導細胞凋亡和G1細胞周期阻滯，能夠抑制依賴HGF/c-Met的信號轉導通路。su11274在抑制腫瘤細胞的c-Met酪氨酸激酶活性方面發揮了一定的積極作用，進一步的深入探索研究已在c-Met酪氨酸激酶活性相關癌癥中逐步開展。對于應用c-Met專一核酶靶向抑制c-Met表達陽性的結直腸癌細胞c-Met酪氨酸激酶活性，是否c-Met專一核酶能夠有效降低c-Met酪氨酸激酶活性水平[16]，有待進一步研究證實。

3.1 酪氨酸激酶抑制劑RPI-1

作用于N592和H460肺癌細胞株，可使癌細胞中c-Met表達活性降低，明顯抑制H460肺癌細胞在軟瓊脂中的生長。通過建立H460肺癌細胞自發型肺轉移裸鼠模型，給以RPI-1干預治療，發現裸鼠肺轉移受到明顯抑制。提示，RPI-1主要通過抑制c-Met誘導的H460肺癌細胞的運動和侵襲活性發揮作用，進而抑制自發性肺轉移的發生[17]。

E7050（一種新型的小分子c-Met抑制劑復合物），能夠抑制c-Met和血管內皮生長因子受體-2（vascular endothelial growth factor receptor-2，VEGFR-2）活性。體外研究發現E7050可有效的抑制c-Met和VEGFR-2的磷酸化，進而有效的抑制了c-Met或VEGFR-2誘導的腫瘤細胞和內皮細胞的生長和活性。在體內研究發現，E7050作為c-Met和VEGFR-2的磷酸化的抑制劑，表現出對裸鼠異種移植瘤模型腫瘤生長的有效抑制，同時，明顯抑制腫瘤組織血管的生成。以上研究表明E7050是c-met和VEGFR-2有效抑制劑，具備治療c-Met酪氨酸激酶活性相關癌癥的潛能[18]。

3.2 MACC1是c-Met轉錄激活因子

腫瘤組織中MACC1基因的表達水平是轉移的發生和無轉移生存一個獨立的預測指標[19]。在結腸癌裸鼠模型的腫瘤細胞培養、腫瘤細胞生長和腫瘤細胞轉移過程中，MACC1基因能夠促進結腸癌細胞的增殖侵襲，促進c-Met誘導的腫瘤細胞轉移和播散。MACC1有望成為干預腫瘤轉移形成的新靶點[20]。

3.3 c-Met激酶催化活性的ATP競爭性的小分子抑制劑（PF-2341066）

PF-2341066可口服生物利用。體外研究發現，PF-2341066可有效地抑制c-Met磷酸化，降低c-Met活性，抑制腫瘤細胞的增殖、侵襲和轉移。PF-2341066的抗腫瘤活性可能通過抗血管生成的機制介導，也可能直接作用于腫瘤細胞影響其生長或存活，說明選擇性的靶向c-Met小分子抑制劑有望成為用于治療人類癌癥的潛在靶向抑制劑[21]。

4 HGF/c-Met信號轉導通路與結直腸癌肝轉移

HGF/c-Met信號轉導通路在結直腸癌細胞生長、增殖、侵襲和轉移過程中發揮著重要的作用，體外研究發現，HGF/c-Met信號轉導通路可促進結直腸癌細胞的增殖和運動，這是結直腸癌細胞發生轉移的先決條件[2，22-24]。HGF/c-Met信號轉導通路的活性不僅是結直腸癌肝轉移發生的關鍵，同時也是肝切除后影響殘余肝再生的關鍵因素，肝切除是否能夠誘使殘肝發生腫瘤復發也是學者關注的熱點[25]。應用NK4拮抗劑抑制結直腸癌細胞系中HGF基因的作用，研究發現動物模型的轉移能力明顯下降[26]。在HGF存在的條件下，c-Met能夠將上皮細胞轉化為侵襲表型[27]。研究發現，c-Met蛋白在結直腸癌和其轉移癌組織中高表達，而在正常結腸組織中的表現為弱表達或不表達，這提示了c-Met表達可能是結直腸癌發生發展過程中的早期事件[24]。HGF被證實是間質細胞分泌的作用于調節c-Met活性的分泌因子[28]。HGF在結直腸癌原發組織和轉移癌組織中同樣能檢測出表達[24，26-27]。研究證實，結直腸癌組織中c-Met過表達水平與腫瘤分期、分化程度、區域淋巴結轉移狀態和肝轉移等臨床病理因素相關[2，23]。酪氨酸激酶受體抑制劑（如西妥昔單抗、索拉非尼、舒尼替尼等）已經被用于多種腫瘤的臨床治療中[29]。然而，治療過程中耐藥性發生較為常見。酪氨酸激酶受體抑制劑（西妥昔單抗）已被用于治療進展期結直腸癌，取得了可喜的臨床治療效果。有研究發現，HGF誘導的c-Met活性可能是導致進展期結直腸癌西妥昔單抗治療耐藥性發生的新機制。因此，探索性的聯合表皮生長因子受體抑制劑和c-Met抑制劑可能提高進展期結直腸癌臨床治療效果，此研究已進入臨床前期試驗階段[30]。

5 小結

HGF/c-Met信號轉導通路在結直腸癌發生和轉移過程中發揮著重要的作用，但其在結直腸癌肝轉移發生發展過程中的作用機制仍有待進一步的研究探索。深入研究HGF/c-Met信號轉導通路與結直腸癌區域淋巴結轉移和遠處肝臟轉移的關系，將為探尋結直腸癌轉移新的治療靶點和研發有效的HGF/c-Met抑制劑提供依據。

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（收稿日期：2015-02-21 本文編輯：蘇 暢）