烯醇化酶-α 和C-MYC 啟動子結合蛋白-1基于PI3K/ Akt 通路調控肝細胞癌發生發展的研究進展

徐偉鑫 王春芳 羅艷紅

右江民族醫學院醫學檢驗學院，廣西百色 533000

在20 世紀30 年代，烯醇化酶-α（enolase-α，ENO1）在肌肉中被發現，此酶有多種同工酶，ENO2、ENO3 分別在神經元、肌肉中表達[1]。而ENO1 在多種組織中廣泛表達，其主要編碼自身48 kD的ENO1，同時也編碼37 kD 的C-MYC 啟動子結合蛋白-1（CMYC promoter binding protein-1，MBP-1），前者在細胞質中表達并參與糖酵解過程；后者表達于細胞核，主要與癌基因C-MYC 啟動子結合，抑制其轉錄[2-3]。C-MYC 可以促進ENO1 的表達，進而促進糖酵解，同時受MBP-1 的負反饋調節[4]。而癌癥的發生和發展受癌基因的活化和糖酵解相關的瓦爾堡效應的影響，MBP-1 和ENO1 如何調節這兩個重要致癌因素的機制還需要深入的研究。

1 ENO1 對于肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）的生物學作用

在HCC 中細胞分裂周期20 同源物在mRNA 水平促進缺氧誘導因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α）表達，并且在介導的脯氨酰羥化酶3 泛素化阻止了E3 泛素蛋白連接酶和HIF-1α 之間的相互作用，穩定HIF-1α 的蛋白表達，從而促進其下游ENO1和血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的上調，繼而促進HCC 細胞增殖[5]。此外，長鏈非編碼RNA P5848 可靶向ENO1 并且上調其活性，來促進HCC 的進展和遷移，并且抑制ENO1 可使B 細胞淋巴瘤-2 基因相關X 細胞凋亡調節劑及其下游的胱天蛋白酶3 上調和B 細胞淋巴瘤-2 基因下調，這與PI3K/Akt 通路被抑制有關[6-7]。可見ENO1 對于HCC 的進展和遷移是通過多種途徑實現的。

2 MBP-1 對于HCC 的生物學作用

MBP-1 直接靶向抑制ErbB2 受體、細胞色素氧化酶亞基Ⅱ（cytochrome c oxidase subunitⅡ，COX-2）和C-MYC 基因，而在HCC 中的PI3K/Akt 通路激活正是由表達增高的ErbB2 受體激活的[8-9]。COX-2 參與前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）的產生，PGE2可以上調下游的B 細胞淋巴瘤-2 基因并下調其相關X 細胞凋亡調節劑和胱天蛋白酶3 的水平抑制HCC 細胞凋亡，促進其增殖；還可以下調上皮鈣黏素繼而上調基質金屬蛋白酶（matrix metallopeptidase 2，MMP2）和MMP9 促進HCC 的侵襲和血管形成[10]。而MMP2、MMP9 表達被PI3K/Akt 通路激活[11]，而Akt 激酶又激活COX-2 的表達[12]。由此可見ErbB2 受體激活PI3K/Akt 通路，進而激活COX-2 及下游的PGE2、MMP2、MMP9 等表達來實現HCC 的進程。

3 ENO1 和MBP-1 通過PI3K/Akt 通路調控HCC 的發生發展

由此可見ENO1 和MBP-1 主要是通過PI3K/Akt通路來分別實現對HCC 的發生發展進行正向和負向的調控作用。因此，在影響HCC 的過程中，對ENO1、MBP-1 的表達調控和二者分別與PI3K/Akt 通路的關系及PI3K/Akt 通路與HCC 的關系進行探討從而理清其中的作用機制，并且意義重大。

3.1 ENO1 與PI3K/Akt 通路的關系

在HCC 中，ENO1 激活PI3K/Akt 通路可以上調葡萄糖轉運蛋白1（glucose transporter1，GLUT1）和己糖激酶Ⅱ來增強糖酵解[13]。微RNA（microRNA，miRNA）-140-5p 靶向GLUT1 及其下游的同源異形框基因來抑制糖酵解，并且GLUT1 下游同源異形框基因為ENO1 的上游促進因子，提示GLUT1 可促進ENO1表達[14-15]。VEGF 激活Akt 激酶進而激活哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）再激活真核翻譯起始因子4E 結合蛋白1，YY1 轉錄因子和骨髓瘤病致癌基因激活溶質載體家族2 促進GLUT1[16]。C-MYC 基因上調GLUT1、己糖激酶Ⅱ、ENO1的表達[6]。以上的級聯使得ENO1 通過PI3K/Akt 通路形成了其自身表達和糖酵解的正反饋。

3.2 MBP-1 與PI3K/Akt 通路的關系

由于MBP-1 可以抑制C-MYC 基因的表達，故而可以抑制以上ENO1 的正反饋表達通路。另外，由于MBP-1 可以抑制ErbB2 受體來抑制PI3K/Akt 通路進而抑制HCC 細胞增殖[9]。而被MBP-1 結合抑制的C-MYC 基因可以上調miR-19a,而miR-19a 可抑制磷酸酶和緊張素同源物來激活PI3K/Akt 通路[17-18]。活化的PI3K/Akt 通路可以促進C-MYC 基因的表達[19]，繼而促進HCC 的進展，從而在一定程度上形成該通路的正反饋效應，而MBP-1 抑制了這一通路。

3.3 PI3K/Akt 通路與HCC 的關系

在HCC 中，激活PI3K/Akt 通路可活化mTOR 抑制自噬，有利于細胞的增殖和遷移[20]。表皮生長因子受體的磷酸化通過激活PI3K/Akt 通路來促進MMP2、MMP9 的表達，促使HCC 的上皮間質轉換，進而使得HCC 增長和遷移[21]。然而MMP2 在HCC 中可以激活PI3K/Akt 通路，從而促進HCC 細胞生長和遷移[22]。這也形成了兩者互為激活的正反饋，同時，可能有利于血管形成、自噬抑制等功能。PI3K/Akt 通路可以激活HIF-1α，HIF-1α 又可以促進VEGF 的表達，而VEGF又通過PI3K/Akt 通路來促進血管生成[23-24]。如此形成了一定程度上的級聯正反饋通路，這對HCC的血管形成產生了重要作用。PI3K/Akt 通路可以促進己糖激酶Ⅱ和丙酮酸激酶同工酶M2 的轉錄，這是糖無氧氧化的關鍵酶，有利于HCC 在低氧環境下的代謝增殖[25-26]。另有報道，在低氧環境中，HIF-2α 通過PI3K/Akt 通路促進了HCC 的脂質合成，促進了脂肪性HCC的進展[27]。這也體現了PI3K/Akt 通路對與HCC 的發生和發展起到的樞紐性通路作用。見圖1。

3.4 調節ENO1 和MBP-1 表達的因素

內質網（endoplasmic reticulum，ER）應激誘導Akt激酶失活和抑制PI3K/Akt 通路，這激活了富含脯氨酸的延伸蛋白樣受體激酶磷酸化真核翻譯起始因子2α 而使其失活，從而使核糖體的mRNA 起始密碼子不能準確定位，MBP-1 表達上調[28]，并且葡萄糖濃度增高可以下調MBP-1 的表達[29]。另外，ER 應激也通過ER 氧化還原酶1α 促進HIF-1α 的表達和激活[30-31]。并且HIF-1α 靶向ENO1 的啟動子區域促進ENO1在轉錄和翻譯水平的表達增高[32]。可見PI3K/Akt 通路的抑制和激活影響著MBP-1 與ENO1 表達的此消彼長的關系。

4 問題和展望

在HCC 的形成和發展機制中PI3k/Akt 通路成為了腫瘤細胞抗凋亡、增殖、遷移和血供的重要樞紐，而ENO1 與MBP-1 在HCC 中產生了相反的影響。其作用機制分別涉及PI3K/Akt 通路的激活和抑制，二者在HCC 等腫瘤進展中形成了一定的此消彼長的關系。這對于疾病的早期診斷和判斷病情的進展及預后提供了一定的依據。而且PI3k/Akt 通路有著促進細胞增殖和糖酵解及利于糖酵解的ENO1 表達的正反饋級聯反應，這也與惡性增殖的性質相符合。而抑制這一失衡狀態的重要因素之一即MBP-1，其自身的表達也有賴于PI3K/Akt 通路的受抑制程度，那么顯然ENO1 和MBP-1 也代表了PI3K/Akt 通路的激活程度，這對于HCC 的發生發展有重要意義。但二者不僅僅對PI3K/Akt 通路這一條通路產生作用，還作用于其他信號通路，并且不同的信號通路之間也會產生級聯反應，對于這其中的關系還需要進一步研究和探討。如此能夠對疾病進展做出更加準確的判斷，并且對HCC 等腫瘤的治療提供抑制和促進的多維分子靶點，從而實現更精準的靶向治療。