促紅細胞生成素產(chǎn)生肝細胞受體在肝纖維化、肝癌發(fā)病機制中的作用

童偉釗，劉 偉，胡國信

1 北京大學(xué)深圳醫(yī)院 感染性疾病科，廣東 深圳 518036；2 汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院，廣東 汕頭 515041；3 深圳北京大學(xué)香港科技大學(xué)醫(yī)學(xué)中心 生物醫(yī)學(xué)研究所，深圳市神經(jīng)結(jié)構(gòu)生物學(xué)重點實驗室，廣東 深圳 518036

肝纖維化是肝臟對多種慢性損傷的修復(fù)反應(yīng)，其本質(zhì)是各種類型的細胞外基質(zhì)過度沉積，如不采取措施，可進一步發(fā)展為肝硬化、肝癌，最終走向肝衰竭。肝細胞癌(HCC)是全球第四大常見腫瘤，有研究[1]顯示，幾乎所有HCC都合并有肝硬化，但大多數(shù)肝硬化患者尚處代償期，早期臨床表現(xiàn)并不明顯，及早的介入肝臟疾病譜能有效改善患者的預(yù)后。促紅細胞生成素產(chǎn)生肝細胞(erythropoietin producing hepatocyte, Eph)受體是受體酪氨酸激酶家族最大的亞群，與胃癌[2]、鼻咽癌[3]、肺癌[4]等多種惡性腫瘤密切相關(guān)，同時愈來愈多研究[5-7]顯示，相關(guān)Eph受體的激活參與肝纖維化、HCC的病理生理過程，且與HCC的發(fā)生、侵襲、轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)密切聯(lián)系，明確其中的生物分子機制有望阻遏肝纖維化-肝硬化-HCC的發(fā)展過程，使Eph受體成為潛在的治療靶點。本文主要綜述Eph受體在肝纖維化及HCC中可能的分子機制。

1 Eph受體結(jié)構(gòu)及其信號傳導(dǎo)特點

1.1 Eph受體分類及結(jié)構(gòu)特點 Eph受體酪氨酸激酶最早在1987年于HCC細胞中被分離鑒定出來[8]，是受體酪氨激酶家族中最大的亞群，根據(jù)其結(jié)構(gòu)及受體-配體特異性可分為EphA(EphA1～9和EphA10)和EphB(EphB1～4和EphB6)兩個亞家族，主要由三部分構(gòu)成：胞外結(jié)構(gòu)域、跨膜區(qū)及胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域[9]。Eph受體的胞外結(jié)構(gòu)域包括一個配體結(jié)合域、一個富含半胱氨酸結(jié)構(gòu)域及兩個纖維連接蛋白Ⅲ結(jié)構(gòu)域(FN Ⅲ)，胞內(nèi)結(jié)構(gòu)包含一個酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域、一個SAM結(jié)構(gòu)域及一個PDZ結(jié)合模序。Ephrin作為Eph受體的結(jié)合配體，根據(jù)其結(jié)合特異性及膜內(nèi)結(jié)構(gòu)域的有無可劃分為EphrinA(EprhinA1～6)和EphrinB(EphrinB1～3)，EphrinA配體通過糖基磷脂酰肌醇錨定與細胞膜上，EphrinB配體包含一個跨膜結(jié)構(gòu)域和一個胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域[10]。

1.2 Eph/Ephrin信號轉(zhuǎn)導(dǎo)特點 Eph受體/Ephrin表面蛋白廣泛表達人體多種組織細胞中。在大多情況下，EphA受體僅與EphrinA配體結(jié)合，而EphB受體僅與EphrinB配體結(jié)合，啟動獨特的“雙向”信號傳遞通路(圖1)。其中，Eph受體通過與Ephrin配體結(jié)合產(chǎn)生以酪氨酸激酶活性介導(dǎo)的“正向”信號，誘導(dǎo)Eph受體的聚集和自身磷酸化，從而為下游信號效應(yīng)分子如銜接蛋白、磷酸酶、GEFs、GAPs等提供結(jié)合位點[11-12]，同時Ephrin配體亦被激活，產(chǎn)生由酪氨酸激酶Fyn介導(dǎo)的“反向”信號，這種Eph受體/Ephrin介導(dǎo)的雙向信號轉(zhuǎn)導(dǎo)在組織細胞的形態(tài)、生長、遷移、增殖方面發(fā)揮重要作用[11,13]。細胞間的直接接觸是Eph受體/Ephrin介導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要方式，但近來亦有研究[14]顯示，Eph受體/Ephrin可借助外泌體以旁分泌的形式相互激活。Eph受體還可與Ephrin共表達與同一細胞并相互作用，從而減弱由“反式”相互作用引起的細胞接觸依賴性信號[15]。此外，不同的Eph受體可以相互聚集協(xié)調(diào)產(chǎn)生信號輸出，而產(chǎn)生的效應(yīng)取決于共表達受體間的綜合信號。除上述雙向信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，Eph受體/Ephrin配體還可通過“非經(jīng)典”信號途徑與細胞表面其他信號分子結(jié)合發(fā)揮作用，包括其他酪氨酸激酶、脂蛋白受體LRP1、表皮生長因子等[12,16-17]。越來越多證據(jù)[18-19]表明，Eph受體在組織損傷修復(fù)、多種纖維化疾病及腫瘤的發(fā)生發(fā)揮重要作用。

圖1 Eph/Ephrin結(jié)構(gòu)特點及雙向信號通路

2 Eph受體在肝纖維化中的作用機理

近年來有研究表明，Eph受體在多種組織損傷修復(fù)及纖維化中扮演重要角色，包括心肌纖維化[20]、皮膚纖維化[21]、腎纖維化[22]、肺纖維化[23]。目前有研究[24-26]顯示，Eph受體的表達與肝纖維化的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。在慢性肝臟炎癥的基礎(chǔ)上，肝星狀細胞(HSC)被激活為肌成纖維細胞，后者大量增殖并產(chǎn)生大量膠原纖維，最終導(dǎo)致大量細胞外基質(zhì)沉積于肝臟。HSC的活化是肝纖維化過程的中心環(huán)節(jié)，Eph受體可能在其中發(fā)揮重要作用。Mimche等[24]早先評估了嚙齒動物瘧疾感染模型的肝纖維化程度與Eph受體表達水平間的關(guān)系，研究者們發(fā)現(xiàn)，瘧疾感染小鼠可見明顯的肝臟膠原沉積，并在瘧原蟲感染期間可見EphB受體mRNA明顯上調(diào)。有趣的是，進一步對EphB表達基因敲除后，小鼠肝臟膠原纖維沉積明顯減少，TNFα、IL-6、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶mRNA較對照組小鼠亦顯著降低，提示EphB2的缺乏通過下調(diào)促炎因子的轉(zhuǎn)錄減弱肝臟的炎癥反應(yīng)，從而延緩肝纖維化的進程。另外，EphB2基因敲除小鼠可見黏血管附分子-1、細胞間黏附分子-1、P-選擇素以及趨化因子MIP-2、CXCL10、CCL2和趨化因子受體CCR2的基因的轉(zhuǎn)錄顯著下調(diào)，說明EphB2敲除小鼠可能通過減少肝臟中趨化因子，降低免疫細胞對刺激的反應(yīng)能力，從而減輕肝臟的炎癥反應(yīng)及纖維化。值得注意的是，Mimche等[25]隨后又在小鼠肝纖維化的CCl4模型及MDR2基因缺失模型中亦發(fā)現(xiàn)類似結(jié)果，CCl4模型組小鼠肝組織中的EphB2、B3、B4表達水平較對照組明顯上調(diào)，且以EphB2水平的上調(diào)最為顯著。分離肝組織的多種細胞后發(fā)現(xiàn)，EphB2主要在HSC上表達并激活，在Kupffer細胞中少量表達。體外實驗顯示，EphB2基因的敲除可抑制靜止期HSC的激活，并一定程度誘導(dǎo)活化的HSC及肝細胞的凋亡。EphB2是miR-451/miR-185的下游靶點，Chen等[26]利用miR-451/miR-185可在體外抑制HSC的活化，同時下調(diào)EphB2的表達。這一系列數(shù)據(jù)均提示，在肝纖維化微環(huán)境的作用下，HSC的活化有賴于EphB2受體介導(dǎo)的正向信號。總之，Eph/Ephrin信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制在肝纖維化過程中占重要地位，目前的研究表明，EphB受體與肝纖維化間的相互關(guān)系較為明確，但其他Eph受體亞型與肝纖維化關(guān)系的文獻仍十分有限，有待進一步研究揭示。

3 Eph受體在HCC中的作用機理

3.1 HCC受Eph受體的表達調(diào)控 Eph受體可與多種細胞表面受體、黏附分子、表面蛋白及通道產(chǎn)生復(fù)雜聯(lián)系，近年來，大量研究表明，Eph/Ephrin信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與HCC的發(fā)生發(fā)展、轉(zhuǎn)移、浸潤等生物學(xué)行為密切相關(guān)，多種不同的Eph受體亞型被證實在HCC與正常肝細胞中存在表達差異，原發(fā)性肝癌的發(fā)生受Eph受體的表達調(diào)控。Iida等[27]分析了AFP高表達HCC及正常肝組織中EphrinA1/EphA1的表達情況及其可能的作用機制，結(jié)果顯示，EphA1受體mRNA的表達在HCC組織較正常組織增強，并且與EphrinA1 mRNA的表達水平密切相關(guān)，外源性EphrinA1-Fc可導(dǎo)致EphA1表達增加及其下游信號的激活，提示HCC的發(fā)生受EphA1-EphrinA1信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的調(diào)控。另外，多項研究指出EphA2與HCC的聯(lián)系，F(xiàn)an等[28]研究發(fā)現(xiàn)，EphA2主要表達于HCC細胞胞漿，在HCC組中明顯上調(diào)，并且EphA2受體高表達與腫瘤肝內(nèi)轉(zhuǎn)移、無包膜、門靜脈侵犯、TNM分期和復(fù)發(fā)率顯著相關(guān)。HCC的發(fā)生發(fā)展受復(fù)雜的信號網(wǎng)絡(luò)調(diào)控，JAK/STAT通路在其中發(fā)揮重要作用[29]。最新證據(jù)[30]指出，EphA2可在HCC細胞中激活A(yù)kt，并與JAK1相互作用激活STAT3，進而調(diào)控HCC的進程。此外，亦有少量研究[31-32]顯示，EphA3、EphB4在HCC的進展過程中可能發(fā)揮重要作用。Lu 等[33]將HCC患者分為EphA3高表達組和低表達組，EphA3高表達與腫瘤大小、分級、轉(zhuǎn)移、門靜脈侵犯、TNM分期呈明顯正相關(guān)，與EphA3低表達組比較，高表達組5年累積生存率顯著下降(13.6% vs 31.2%)，多變量Cox回歸分析顯示，EphA3受體是HCC患者總體存活率的獨立預(yù)測因子(RR=1.96，95%CI：1.181～3.252，P=0.009)。相反，有研究[34]顯示EphA4在HCC細胞中的表達低于周圍正常組織，且差異有統(tǒng)計學(xué)意義，提示EphA4在HCC中可能扮演抑癌基因的作用。以上證據(jù)表明，在Eph/Ephrin雙向信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的基礎(chǔ)上，不同Eph受體亞型介導(dǎo)的信號功能可完全相反，除扮演促癌基因外，亦有相關(guān)Eph受體在抑制腫瘤方面發(fā)揮重要作用。

3.2 Eph受體對HCC血管生成的影響 血管生成是腫瘤侵襲性生長和轉(zhuǎn)移所必需的，因此，血管生成是控制腫瘤惡性進展的重要環(huán)節(jié)，抑制血管生成可能成為腫瘤治療的新方向。Wang等[5]研究顯示，HCC細胞中EphA1的表達上調(diào)不僅可以影響內(nèi)皮祖細胞(endothelial progenitor cell，EPC)對腫瘤細胞和內(nèi)皮細胞的趨化作用，而且以旁分泌的方式影響EPC的管狀形成能力，進而促進HCC的血管生成。EPC的募集對腫瘤新生血管有強大的促進作用，抑制EPC的趨化可抑制腫瘤的生長。研究者[5]利用免疫熒光分析證實EphA1可激活HCC中SDF-1/CXCR4信號，這種信號的激活主要是通過Akt和mTOR途徑實現(xiàn)的，而SDF-1的抑制將阻礙EphA1誘導(dǎo)的EPC趨化和血管生成能力。此外，血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)被認為是腫瘤血管生成的重要介質(zhì)，其表達亦受EphA1/EphrinA信號介導(dǎo)，抑制EphA1可抑制VEGF的表達。Chen等[35]利用siRNA敲除HCC細胞的EphA1基因，并皮下移植于裸鼠，最后對移植瘤的微血管密度進行評估發(fā)現(xiàn)，EphA1基因敲除移植瘤的微血管密度顯著低于對照組，表明EphA1在腫瘤血管生成中發(fā)揮重要作用。除EphA1受體外，EphA3、EphB4在誘導(dǎo)HCC組織血管生成方面的作用亦有報道[31-32]。總之，Eph/Ephrin信號通路參與血管生成調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的多個環(huán)節(jié)，并在調(diào)控腫瘤區(qū)域血管內(nèi)皮細胞生成、組織灌注及血管密度方面發(fā)揮重要作用。

3.3 Eph受體對HCC侵襲轉(zhuǎn)移的影響 HCC細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移受多種細胞黏附因子的影響，Eph/ephrin信號系統(tǒng)可通過調(diào)節(jié)細胞間的相互作用及細胞-細胞外基質(zhì)間的黏附作用以促進HCC細胞的運動與遷移。正常情況下，EphA2與EphrinA1相互作用使EphA2在S897上脫磷酸化，進而抑制細胞的遷移侵襲。然而，過表達的EphA2以非配體依賴性方式激活A(yù)kt使S897磷酸化，促進腫瘤細胞的遷移[36]。E-鈣黏素是與EphA2相互作用的最常見的細胞黏附因子，共同參與HCC細胞的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)進而影響HCC細胞的遷移。研究[28]顯示，E-鈣黏素在HCC細胞中的表達明顯減少，與EphA2的表達呈負相關(guān)。E-鈣黏素的缺失或功能障礙可抑制EphA2受體磷酸化并弱化細胞間的黏附，促進腫瘤細胞的侵襲[37]。與此相似,EphA4受體亦通過調(diào)節(jié)EMT過程影響HCC細胞的遷移和侵襲行為。EphA4是miR-10a的直接靶點，miR-10a可以通過直接與EphA4基因的3′-UTR結(jié)合，在mRNA和蛋白水平上抑制EphA4的表達。Yan等[34]通過免疫熒光分析顯示，當(dāng)miR-10a表達被阻斷或當(dāng)EphA4過度表達時，E-鈣黏素被強烈上調(diào)，與此同時，EphA4基因的轉(zhuǎn)染可抑制miR-10a促進的HCC細胞的遷移與侵襲。另外，腫瘤抑制因子7在腫瘤生物學(xué)中的作用已被證實，它通過調(diào)節(jié)細胞增殖、凋亡、遷移、侵襲、細胞周期和腫瘤生長而被確定為腫瘤抑制因子，TUSC7可以通過TUSC7/miR-10a/EphA4軸降低miR-10a下游靶點和EphA4的表達，從而抑制細胞轉(zhuǎn)移、侵襲和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化[38]。多項研究利用Transwell實驗發(fā)現(xiàn)，EphA1、EphA3的高表達亦與HCC細胞的侵襲能力密切聯(lián)系。在腫瘤組織中，VEGF與腫瘤的遠處轉(zhuǎn)移密切聯(lián)系，而EphA3可通過調(diào)控VEGF參與HCC細胞的侵襲[30]。總之，Eph受體的表達與HCC的侵襲轉(zhuǎn)移密切聯(lián)系，不同亞型的Eph受體可通過復(fù)雜的信號網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮促癌或抑癌的作用。

4 總結(jié)與展望

基于Eph受體/Ephrin的雙向信號轉(zhuǎn)導(dǎo)模式，不同亞型的Eph受體激活的信號通路在肝纖維化及HCC中可發(fā)揮完全相反的作用。肝硬化及HCC是多種慢性肝病的終末期表現(xiàn)，目前仍缺乏有效的治療手段逆轉(zhuǎn)肝硬化及阻止HCC的進展。越來越多證據(jù)顯示，不同Eph受體介導(dǎo)肝纖維化-肝硬化-HCC的多個病理生理環(huán)節(jié)，在HCC的發(fā)生發(fā)展、血管生成、侵襲轉(zhuǎn)移中占據(jù)重要地位，明確其信號網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機制可為肝纖維化、HCC的防治提供廣闊前景(圖2)。然而，Eph受體在肝纖維化中研究報道仍十分有限，大多集中于EphB受體亞型，而Eph受體與HCC發(fā)生發(fā)展的關(guān)系雖有大量研究，但Eph受體/Ephrin系統(tǒng)所介導(dǎo)的信號網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，相關(guān)分子機制仍有待進一步研究。

圖2 Eph受體在肝纖維化、HCC中的作用機制

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻聲明：童偉釗負責(zé)文獻查閱，撰寫及修改論文；劉偉、胡國信負責(zé)擬定寫作思路；胡國信指導(dǎo)撰寫文章并最后定稿。