幾種肝細胞肝癌相關基因的研究進展

薛佳瑩，曹滌非，黃國慶，孫堯，王雷，王東凱，吳瓊，李瑤，趙金海

（黑龍江省科學院高技術研究院，哈爾濱150020）

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幾種肝細胞肝癌相關基因的研究進展

薛佳瑩，曹滌非，黃國慶，孫堯，王雷，王東凱，吳瓊，李瑤，趙金海

（黑龍江省科學院高技術研究院，哈爾濱150020）

摘要：肝細胞肝癌（Hepatocellular Carcinoma, HCC）是全球高發的惡性腫瘤。肝細胞肝癌的發病是多基因參與的復雜過程。綜述了肝細胞肝癌相關的癌基因PLK1、FGF-2、EpCAM、DKK1以及抑癌基因SCARA5、Hepcidin的最新研究進展。對這些基因的研究，揭示了肝細胞肝癌的發病機理，也為肝細胞肝癌的診斷和治療提供了有價值的思路和方法。肝細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記物。這些肝細胞肝癌相關基因的研究對肝細胞肝癌的臨床診斷和相應治療藥物的設計都具有重要意義。

關鍵詞：肝細胞肝癌；癌基因；抑癌基因

肝癌（Liver cancer）是指發生于肝臟的惡性腫瘤，根據其組織來源不同，可分為原發性肝癌和轉移性肝癌。原發性肝癌按病理學分型可分為肝細胞肝癌（HCC）、膽管細胞癌及混合型肝癌。HCC是原發性肝癌的主要類型，在世界范圍內占原發性肝癌的70%～85%。在中國，這一比例達到了90%。HCC的形成是一個復雜多步驟的過程。HCC的致病因素可分為外源性因素和內源性因素。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］。內源性因素包括過度飲酒、代謝紊亂和環境因素，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、肝臟移植等治療方法。然而，大部分HCC患者在確診時已經到了中晚期，已發生肝內或肝外擴散。這時多采用經動脈肝臟化學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早期診斷的新標志物，并探索新的有效治療方案。近年來，隨著分子生物學的深入研究和發展，已經發現許多基因同HCC的發生、增殖轉移及預后密切相關。這些發生異常變化的基因可分為兩類：癌基因（oncogene）和抑癌基因（antioncogene）。癌基因其表達產物可在體外引起正常細胞轉化，在體內引起癌瘤。抑癌基因所編碼的蛋白質能夠抑制癌細胞的增殖。在一些因素的刺激下，癌基因和抑癌基因的表達會發生改變，導致正常細胞發生癌變。對HCC相關基因的研究，目前已發表了超過300張芯片的實驗數據。接下來的挑戰是確定臨床應用的相關基因。本文綜述了近幾年HCC相關基因的研究成果如下。

1 HCC相關癌基因

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域，C端是1～3個Polo- box區域。PLK1在控制細胞周期進程和DNA損傷修復中發揮著重要作用。用PLK1敲除的小鼠進行PLKl在體內作用的研究發現，PLK1純合子沉默的小鼠胚胎致死，PLKl雜合體出生正常，但其腫瘤的發病率是野生型的3倍［3］。Sun等［4］用免疫組化技術對HCC病人的癌組織、癌旁組織和正常肝組織檢測發現，PLK1在HCC癌組織和癌旁組織中的表達明顯高于正常肝組織。在BCL- 7402細胞系中，用RNA干擾技術抑制PLK1表達，發現細胞生長受到抑制，阻遏在細胞周期的G2/M期。PLK1在有絲分裂中起重要作用，表明抑制PLK1表達有利于HCC的治療。在HBV- HCC體外模型中，PLK1在促進HBX蛋白介導的致癌轉化中起重要作用。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，導致產生多倍體［5］。因而PLK1成為進行HBV- HCC治療的關鍵靶點。目前，PLK1抑制劑正在進行多種臨床實驗，未來可與其他抗癌藥物一起應用于臨床。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

成纖維細胞生長因子（FGFs）是由150~300個氨基酸組成的多肽。目前已發現人和小鼠22種FGFs。FGFs作為細胞間信號分子廣泛參與人體細胞的生長代謝，刺激間葉細胞生長，促進內皮細胞有絲分裂。Asada等［6］用RT- PCR方法檢測了8種肝癌細胞系中FGFs的表達，發現除Huh6和Huh7細胞系外，均表達FGF- 2 mRNA。外源添加FGF- 2到培養基中，會刺激肝癌細胞生長。表明FGF- 2可能與肝癌細胞的增殖轉移有關。Tsunematsu等［7］研究發現HCC患者的血清中的FGF- 2含量明顯高于健康人。因此，FGF- 2可能會成為HCC的診斷和預后參考指標。在腫瘤血管生成方面，FGF- 2對內皮細胞的刺激作用促進血管生成，刺激血管細胞的增殖、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的表達發生在胎兒肝形成、肝再生、肝硬化相關的肝修復中。成人肝細胞呈現EpCAM陰性。研究表明EpCAM陽性HCC細胞來源于肝前體細胞。肝前體細胞包括肝干細胞和肝母細胞［8］。除了肝硬化和HCC以外，肝母細胞數量隨著年齡增長而減少。用流式細胞術（FACS）分離出來的人EpCAM陽性HCC細胞，可以體外分化，自我更新，在NOD/SCID小鼠中形成高入侵腫瘤。這些是癌癥起始細胞的特征，表明EpCAM陽性HCC細胞是腫瘤起始干細胞。Xu等［9］對HCC患者的研究發現，高EpCAM表達與患者低生存率相關。Ji等［10］研究發現EpCAM陽性的HCC細胞高表達miR- 155。在未來，miR- 155可以作為針對EpCAM陽性腫瘤干細胞的分子靶標，這為HCC致病機理研究和針對腫瘤干細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信號向胞內傳遞，進而控制腫瘤形成進程中的基因表達。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病人出現了肝移植后的腫瘤轉移和復發。用免疫組化方法分析肝移植的HCC病人腫瘤組織切片，發現DKK1主要表達在腫瘤細胞的胞漿里，并且其過度表達與HCC病人的不良預后相關。在HCC組織中，DKK1蛋白表達高于臨近肝組織，而且HCC復發組樣本的DKK1蛋白表達水平明顯高于未復發組。這表明DKK1是肝移植后HCC患者整體生存率和復發率的獨立參考指標［11］。抑制DKK1可減少HCC細胞的遷移、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。實驗發現，SCARA5在肝癌細胞中過表達可以部分抑制腫瘤細胞的增殖，明顯降低其克隆形成能力和裸鼠成瘤能力。用RNAi技術下調SCARA5表達，會促進肝癌細胞的增殖及其貼壁非依賴性生長，還可以促進肝癌細胞的裸鼠成瘤能力。Co- IP實驗發現，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氨基酸區域與FAK相互作用，抑制FAK的397位酪氨酸磷酸化。FAK是調節癌細胞生長、增殖和遷移的重要分子。在理論上，阻斷FAK的表達就可以達到抑制腫瘤細胞侵襲轉移的目的。通過RT- PCR、DNA測序、FISH、甲基化檢測等分子生物學技術，發現SCARA5基因在HCC樣本中的表達明顯降低［12］。SCARA5可能是一個新的HCC相關的抑癌基因，其功能有待于進一步深入研究。

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，其主要功能是進行鐵調節。在人體內，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基因低表達時，會促使肝癌細胞中的鐵蛋白釋放鐵離子到血清中，同時加強人體小腸對鐵離子的吸收，導致人體的整個血清中的鐵離子含量升高。Hepcidin基因高表達時，會促使肝癌中的鐵蛋白結合游離的鐵離子，同時抑制人體小腸對鐵離子的吸收，導致人體血清中的鐵離子含量降低。臨床上，大多數HCC患者體內的鐵含量過高，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，發現其表達水平明顯低于正常肝組織［13］。因而推測Hepcidin是抗腫瘤防御機制的一部分，與HCC的發生發展相關。HCC細胞增殖需要氧，而氧是需要鐵運輸的。鐵越多，癌細胞增殖就越快，于是有人提出降低HCC患者體內鐵含量的治療方法。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現。但是應該注意到是身體失去鐵離子有很大的風險性。因而可以考慮基因治療手段，提高Hepcidin的表達水平，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，關于癌基因和抑癌基因的結構、功能及其在腫瘤細胞周期和信號通路等方面的研究工作發展迅速，積累了大量研究成果。上述HCC相關的癌基因和抑癌基因在HCC發生、治療和預后中發揮著重要的作用。對這些基因的研究，不僅可以分子生物學水平上明確腫瘤形成的機制，而且可以為設計抗腫瘤治療的新方案提供依據。

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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，研究實習員，碩士，主要從事肝癌基因功能研究。

基金項目：黑龍江省科學院青年基金資助項目（CX15H05）

收稿日期：2016- 01- 07

中圖分類號：R730.49

文獻標志碼：A

文章編號：1674-8646（2016）03-0007-03