非HIF信號通路在中樞神經系統血管母細胞瘤中作用的研究進展

葉立果 張春雨 胡 平 陶 野綜述 田道鋒審校

中樞神經系統血管母細胞瘤（central nervous system hemangioblastoma，CNS-HB）是中樞神經系統的罕見腫瘤，好發生于小腦（63%）、脊髓（32%）、腦干（5%），是一種常染色體顯性遺傳病，2/3 的CNSHB 與von Hippel-Lindau（VHL）基因相關。VHL 基因是位于3號染色體短臂的一個功能獨特且功能復雜的抑癌基因，編碼含213 個氨基酸的蛋白，為pVHL 蛋白。VHL 基因突變，導致pVHL 蛋白失去功能，促進缺氧誘導因子（hypoxia-inducible factor，HIF）的表達，并激活HIF信號通路，最終導致腫瘤的發生。目前，關于HIF 信號通路的相關研究較多，并且已有作用于pVHL-HIF 通路的多種靶向藥物，如貝伐單抗、索拉非尼、舒尼替尼和帕唑帕尼。然而，非HIF 信號通路在CNS-HB 發生中的作用研究較少。本文就非HIF信號通路在HNS-HB發生的作用研究進展進行綜述。

1 VHL-PI3K-TOR通路

Hwang等發現敲除果蠅脂肪體VHL基因后，果蠅細胞大小和體積顯著縮小，而激活TOR 信號通路可使其恢復正常，機制是pVHL與PI3K的p110催化亞基相互作用激活TOR 信號通路。TOR 信號通路的異常激活對腫瘤細胞的生長、增殖及侵襲有重要影響。研究表明，PI3K激活后，可誘導細胞質膜產生3,4,5 三磷酸磷脂酰肌醇（phosphatidylinositol 3,4,5-triphosphate，PIP3），隨 后，激 活 蛋 白 激 酶B（protein kinase B，PKB/Akt），使結節性硬化癥蛋白復合物2（tuberous sclerosis complex protein complex 2，TCS2）磷酸化，進而激活TOR 受體復合物1（TORC1），使下游信號分子磷酸化，包括核糖體蛋白S6 激酶，調節各種生理過程，例如蛋白質的翻譯和自噬。此信號通路中，pVHL 特異性地與PI3K 的p110蛋白相互作用，正向調節PI3K活性和TOR信號通路，而不依賴于HIF-1。另有學者指出，VHL基因的過表達可使VHL 基因缺失的某些細胞系變得更加敏感，VHL基因的重新表達可通過激活TOR信號通路，誘導腫瘤細胞的侵襲性生長。

2 血小板反應蛋白-1（thrombosponnin-1，TSP-1）信號通路

TSP-1 是一種多功能基質蛋白，具有抑制血管生成的能力，可通過改變細胞粘附、運動、增殖、存活和多種細胞類型的體外生長、基因表達和分化來調節細胞行為。Sevilla-Montero 等發現，VHL 基因突變導致的pVHL 在α或β結構域的丟失或突變，顯著降低腫瘤細胞TSP-1 的表達水平，使腫瘤細胞更容易遷移和更具侵襲性。然而，pVHL與TSP-1具體的作用機制有待進一步的研究。

3 pVHL與纖維連接蛋白作用

纖維連接蛋白通過與pVHL 相互作用，調節細胞的生長和分化，并抑制腫瘤細胞的生長。研究發現，pVHL經過被泛素樣蛋白NEDD8共價共軛修飾，與纖維連接蛋白相互作用，發揮抑制腫瘤細胞生長的作用。CNS-HB的發展過程中，VHL基因突變導致pVHL 失去正常活性，無法與纖維連接蛋白有效組合，導致細胞外基質失調以及細胞基質發生異常。

4 VHL失活誘導細胞衰老

有研究表明，在癌基因激活或腫瘤抑制基因失活后，衰老可以阻止腫瘤的進展，而VHL 基因失活可以誘導衰老。Young 等研究發現，VHL 基因失活可產生衰老樣表型，與視網膜母細胞瘤蛋白和SWI2/SNF2 染色質去除P400 基因有關。與VHL 基因失活有關的腫瘤譜雖然受到高度限制，與大多數細胞相比，失去VHL基因后能夠形成腫瘤的細胞可能并不發生衰老，這意味著VHL基因失活后細胞內可能有一些其他的克服衰老的機制。

5 pVHL增強細胞凋亡敏感性

Guo 等發現pVHL 通過抑制BIMEL 蛋白的泛素化和隨后的降解，使BIMEL 穩定化；而BIMEL 表達的調控涉及復雜的轉錄和翻譯后機制，這些機制對凋亡刺激引起的細胞死亡起重要作用。研究表明pVHL通過與ERK結合，抑制BIMEL同化，使BIMEL免于被蛋白酶降解，從而增強EglN3 誘導的細胞凋亡。另外，使用ERK 抑制劑的聯合療法使原本對順鉑耐藥的pVHL 和EglN3 缺陷型細胞重新敏感。pVHL 也被證明可以促進p53 的穩定性和轉錄因子活性，從而使細胞凋亡的敏感性增加。

6 pVHL抑制細胞自噬

自噬是維持細胞穩定的重要機制，而自噬抑制腫瘤的發生。Kang等發現，VHL通過位于VHL結構域的LIR基序與其相互作用，含有LIR基序的接頭蛋白，如p62 和NIX，通過與微管組織蛋白1 輕鏈3b相互作用，將目標蛋白轉移到自噬體上；而VHL 可通過與輕鏈3b相互作用并使后者泛素化，從而下調LC3B的表達，進而抑制細胞自噬，導致腫瘤的發生。

7 VHL 調節血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）mRNA的穩定性

VEGF 是生理和病理條件下血管生成的重要調節因子。VEGF mRNA 在3'-非翻譯區中含有富含AU 的原件，該原件是一種強有力的刺激因子，用于調節哺乳動物細胞信使核糖核酸的周轉，富含AU的元素RNA 結合蛋白1（AU-rich element RNAbinding factor 1，AUF1）和HuR 蛋白可以識別并激活富含AU 的原件。Datta 等研究發現，VHL 的延伸蛋白結合結構域與HuR 蛋白的特定RNA 結合結構域結合，導致VEGF mRNA 的衰變。Xin 等研究發現，pVHL 通過與AUF1 或HuR 結合，影響后者與VEGF mRNA 的結合，并破壞VEGF mRNA 的穩定性，從而影響其轉錄過程，抑制腫瘤的發生。

總之，CNS-HB的治療以手術為主，但術后易復發，靶向藥物治療的研究十分必要。CNS-HB 中非HIF 信號通路相關靶向藥物的應用不夠廣泛，而且效果還不夠明確，原因在于涉及VHL疾病的分子機制尤為復雜，在同樣的信號通路中，VHL基因的表達可能會產生完全相反的調控效應。此外，關于CNSHB 中VHL 基因的功能缺失，治療不應針對VHL 基因本身，而應側重于導致VHL基因缺乏的異常信號傳導路徑，例如異常激活的TOR 信號傳導，通過調控PI3K而發揮作用，這些均為我們深入了解VHL疾病的分子機制提供參考。同樣，VEGF 調控機制是形成CNS-HB 的重要機制，所以我們不僅可以從HIF-VEGF 路徑尋找治療靶點，也可以從破壞VEGF mRNA的穩定性入手，最終達到抑制腫瘤生長的目的。