SIRT1參與肝細胞癌發生發展和治療的研究進展

張彩靈 覃小珊，2 黃贊松，2，3▲

1.右江民族醫學院研究生學院，廣西百色 533000；2.右江民族醫學院附屬醫院消化內科，廣西百色 533000；3.廣西肝膽疾病臨床醫學研究中心，廣西百色 533000

肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是最常見的原發性肝癌，也是世界范圍內最常見的癌癥相關死亡原因[1]。肝癌的主要治療方法包括肝移植、手術切除和化療。然而，大多數患者確診時已經達到晚期，錯過手術治療的時機。即使是分子靶向治療，一線化療藥應答率也很低[1],而化療具有化療耐藥性[2]。因此,HCC的治療已成為目前全世界面臨的難題。近年來HCC的分子靶向治療仍沒有新進展。研究表明,肝癌發生發展的分子機制可能是肝癌診療與預后評估的瓶頸。

沉默信號調節因子1（silent information regulator 1，SIRT1）是新發現的一類依賴煙堿胺腺嘌呤二核苷酸的第Ⅲ類組蛋白去乙酰化酶[3]，在多種成熟組織中表達,胚胎早期即生殖細胞中含量豐富[4-5]，是參與正常細胞生理活動的關鍵環節,并與人類的多種腫瘤密切相關。近年來SIRT1與腫瘤的關系已成為腫瘤領域的研究熱點。研究發現,在HCC中,SIRT1是Sirtuin家族中唯一持續高表達的成員，對維持肝癌的發生起著非常重要的作用[6]，一定程度上影響HCC的增殖、侵襲、遷移能力,對肝癌的化療耐藥性有一定影響[7]。此外，SIRT1的表達增加與腫瘤治療和預后[8]相關。

1 SIRT1結構特征與生理功能

SIRT1編碼基因位于人體染色體10q21.3，其基因長度為33 000 bp，編碼的蛋白質相對分子質量為120 000。SIRT1蛋白位于細胞核中，由500個氨基酸殘基組成，第363位的組氨酸是其去乙酰化的必需基團。SIRT1參與人體的多種生理活動中：①通過去乙酰基和甲基化修飾作用調控組蛋白和非組蛋白，從而調控腫瘤細胞的凋亡過程。②參與DNA修復和基因組的穩定性的維持，在DNA雙鏈斷裂時，誘導依賴Ku70的DNA修復,從而達到誘導斷裂處的表觀遺傳學改變達到染色質重飾的作用，同時SIRT1也通過核苷酸切除修復參與ssDNA的損傷修復。③促進細胞生長、血管舒張，抑制細胞衰老、分化、凋亡。在細胞中SIRT1的高表達通過調控組蛋白和啟動子甲基化、組蛋白的去乙酰化，以及抑制腫瘤轉錄抑制因子促進細胞凋亡；也可使NF-κB去乙酰化，調節DNA的結合和轉錄活動，通過NF-κB促進細胞生長、血管生成、血管舒張。

2 HCC中異常表達的SIRT1

實驗表明，SIRT1在肝癌組織中的表達高于癌旁組織[9]，與正常肝細胞系相比，SIRT1在多種人肝癌細胞系中過度表達。但關于SIRT1在肝癌中的作用仍然存在爭議，因為一些報道顯示SIRT1在人肝癌中的表達下調,并可能有腫瘤抑制作用。

3 SIRT1與HCC的發生發展

3.1 SIRT1參與HCC發生

SIRT1在正常肝細胞和肝癌細胞中都有促生存作用。研究發現，在健康小鼠中，基礎SIRT1的表達可維持肝臟的生理形態和正常壽命，其過表達可防止惡性腫瘤的發生[10]。SIRT1在HCC細胞中主要定位于細胞核，其表達促進腫瘤的發生，但也有報道稱HCC細胞質中的SIRT1可能具有腫瘤抑制作用[11]。研究發現，SIRT1的表達對高脂飲食誘導的肝癌具有保護作用。最新研究發現[12]，SIRT1在HCC發生過程中，SIRT1會破壞肥胖相關蛋白（FTO）的穩定性，操縱下游分子的m6A并表達mRNA,從而促進HCC的發生。

3.2 SIRT1參與HCC增殖

腫瘤細胞的增殖是腫瘤發展和轉移的基礎，而SIRT1表達對HCC細胞的增殖發揮重要作用[10]。研究表明，SIRT1對HCC的增殖過程的影響與其表達量相關，在HCC中，SIRT1過表達加速了肝癌細胞的生長[10]，表達受抑制后肝癌細胞凋亡增加[13]，細胞增殖受到抑制。有研究證明，SIRT1在肝癌細胞中的低表達導致機體內外腫瘤的發展速度減慢，主要SIRT1的去乙酰化功能使肝癌細胞的增殖和集落形成能力受到抑制[14]。而到目前為止,還沒有關于通過SIRT1過表達實驗誘導腫瘤發生的報道。

3.3 SIRT1參與HCC遷移

肝癌細胞的遷移能力直接與肝癌的肝內外轉移相關。Lin等[13]使用杜仲醇下調SIRT1的表達，結果發現，HepG2細胞的遷移能力受到明顯抑制。另一研究發現，SIRT1是抑制肝癌細胞遷移的重要調節因子，其通過NF-κB途徑促進M1巨噬細胞極化，使得M1巨噬細胞的浸潤作用增強，改變肝癌細胞的腫瘤微環境，從而抑制肝癌轉移[15]。Li等[16]敲低MHCC97H細胞中SIRT1減少了體內外HCC的轉移。最新研究發現，對SIRT1介導的去乙酰化進行干擾后，乙酰化AFP的水平提高，而AFP乙酰化反過來促進其致癌作用，增加了遷移的信號傳導[17]。SIRT1還在其他多種途徑中調節肝癌的遷移，研究表明，miR-204下調導致SIRT1表達增加，進而促進肝癌細胞的上皮間質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）作用，誘發肝癌的遷移[18]。

3.4 SIRT1參與HCC侵襲

肝癌細胞的侵襲與多因素有關，常見的有線粒體活性、耗氧量和ATP生成的增加程度[19]。PGC-1α是一種促進線粒體生物發生和呼吸的轉錄輔激活物，PGC-1α的表達增強了肝癌細胞的侵襲和遷移[16]。在肝癌標本中SIRT1的過度表達與PGC-1α的上調呈正相關。SIRT1在生理上與PGC-1α相互作用，可去乙酰化并激活PGC-1α，誘導的PGC-1α增加了線粒體拷貝數和質量、細胞ATP水平、DNA轉錄水平和線粒體生物發生，促進了HCC的遷移和侵襲[16]。SIRT1在肝癌細胞中的敲除可降低了線粒體質量和拷貝數、細胞內ATP和線粒體DNA轉錄水平，這些變化導致細胞內ATP生成減少和肝癌轉移受損[16]。過表達的SIRT1可增強肝癌細胞的EMT作用，使細胞間連接減少、侵襲性和運動性增強。沉默和下調SIRT1則可抑制上述人類肝癌細胞的轉移特性[20-21]。最新研究證明，FK866能降低肝癌細胞SIRT1水平并逆轉EMT進程,減弱其侵襲能力[22]。動物實驗也驗證了SIRT1敲除降低了肝癌細胞在體內的侵襲和轉移[16]。

4 SIRT1在HCC治療中的意義

目前針對SIRT1與肝癌治療的研究停留在體外實驗階段。實驗證明，SIRT1負責維持肝癌干細胞的自我更新和致瘤性,外源性SIRT1的過度表達可恢復肝臟中非干細胞的自我更新[23]，因此推斷SIRT1可能是肝癌治療的分子靶點。SIRT1也與肝癌化療耐藥性有關。Xu等[24]使用流式細胞儀將HepG2和Huh7細胞的CD133+和CD133-群體進行了分類和收集，并檢測CD133+HCC細胞對順鉑具有耐藥性，結果顯示，CD133+肝癌細胞在mRNA水平和蛋白質水平上的SIRT1表達明顯高于CD133-的肝癌細胞。另一個實驗證明，HULC的異位表達沉默SIRT1蛋白引起HCC細胞的自噬，從而減弱了HCC細胞對化療藥物的敏感性[25]。研究表明，SIRT1的過表達可促進肝癌中MDR1的發生，下調SIRT1可能是改善HCC的化療耐藥性的一種靶向治療方法。

5 SIRT1作為HCC預后評估的價值

SIRT1的異常表達程度可能影響HCC的預后。SIRT1過表達與門靜脈腫瘤血栓形成、總生存率降低、無病生存率降低和TNM分期相關。與SIRT1陰性肝癌患者相比，SIRT1陽性肝癌活檢患者的10年生存率降低[17]。SIRT1蛋白水平與HCC分級呈正相關，尤其是在晚期HCC中SIRT1表達更高。一項對148例肝癌患者進行跟蹤研究發現，MEK1/SIRT1通路的作用與腫瘤大小、血管和包膜侵犯、臨床腫瘤分期和預后不良密切相關[26]。一項Meta分析發現，SIRT1的高表達與患者總生存率和無死亡生存率降低相關[27]。此外，SIRT1的高表達與腫瘤大小、p53的表達、AFP水平和TNM分期相關[8]。

6 展望

綜上所述，已有的研究表明SIRT1與肝癌細胞的腫瘤特性相關，還可能作為肝癌診斷及其評估預后的生物學標記物和潛在的靶向治療基因。SIRT1可能作為癌基因，也可能作為抑癌基因發揮作用，其作用機制及參與的通路眾多且交錯復雜，SIRT1參與HCC發生發展的相關通路的組成關系仍未完全明了。SIRT1是一個非常有前景的潛在靶向治療分子，但是目前其臨床應用的可操作性仍有待進一步臨床驗證。