瞬時受體電位信號通路在肝細(xì)胞癌中的表達(dá)及生物學(xué)功能

吳智鵬 張鈺琴 王明剛 張榮臻 毛德文

1廣西中醫(yī)藥大學(xué)研究生院（南寧 530200）；2廣西醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)教研室（南寧 530021）；3廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院肝病科（南寧 530023）

肝細(xì)胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是全球最常見的致死性惡性腫瘤，占原發(fā)性肝癌患者的75% ～ 85%。在中國，HCC 在惡性腫瘤中的發(fā)病率及病死率分別為第4 位和第2 位，遠(yuǎn)高于世界平均水平［1］。過去幾十年中，HCC 的診斷和治療取得了長足的進(jìn)步，經(jīng)肝動脈化療栓塞術(shù)和射頻消融術(shù)已成為治療中晚期肝癌的推薦方法，但診斷較晚以及治療后高復(fù)發(fā)仍是HCC 長期預(yù)后不良的重要原因［2］。當(dāng)前，HCC 的治療正在從傳統(tǒng)的外科手術(shù)切除、肝移植術(shù)、局部治療（導(dǎo)管動脈化療栓塞、射頻消融、微波消融、經(jīng)皮無水乙醇注射）、放射治療向系統(tǒng)化療、生物靶向治療及新型免疫治療治療轉(zhuǎn)變［3］。瞬時受體電位（transient receptor potential，TRP）通路在HCC 細(xì)胞中的異常表達(dá)和活性，使得其有望成為腫瘤治療的一個有效靶點(diǎn)，為HCC 的精準(zhǔn)防治提供指引。

1 TRP 通路的結(jié)構(gòu)與功能

TRP 通路首次發(fā)現(xiàn)于因視力受損而發(fā)生基因突變的果蠅中［4］。目前，在哺乳動物中已經(jīng)鑒定出大約30 種不同的TRP 通路，根據(jù)其氨基酸序列同源性可細(xì)分為：TRPC1-7、TRPV1-6、TRPA1、TRPM1-8、TRPP2-5、TRPML1-3、TRPN［5］。在結(jié)構(gòu)上，TRP 通路是一個四聚體復(fù)合物，由6 個跨膜結(jié)構(gòu)區(qū)（TM1-TM6）以及位于胞內(nèi)的-NH2和-COOH末端組成，并在TM5 和TM6 之間形成一個允許離子通過的孔道，跨膜結(jié)構(gòu)區(qū)與孔道之間相互連接最終構(gòu)成了一個陽離子傳導(dǎo)通路。在功能上，TRP 通路是一組非選擇性的陽離子通路，參與痛覺、冷覺、溫?zé)嵊X、視覺、味覺等生理功能的調(diào)控，對維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定具有重要意義。最近的研究表明TRP 通路介導(dǎo)HCC 細(xì)胞增殖、遷移、凋亡以及腫瘤血管生成等腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵病理過程。事實(shí)上，Ca2+濃度依賴是抑制或增強(qiáng)TRP 通路表達(dá)的重要方式，TRP通路通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)離子水平參與HCC 發(fā)病機(jī)制［6］。例如，HCC 細(xì)胞的增殖以Ca2+濃度的升高和Ca2+效應(yīng)物的激活為特征，HCC細(xì)胞在細(xì)胞周期中的進(jìn)展以Ca2+振蕩為特征［7］。

2 TRP 通路在HCC 中的表達(dá)

在HCC 數(shù)十年的發(fā)生發(fā)展過程中，從肝細(xì)胞損傷、炎癥、纖維化和進(jìn)一步肝硬化到最終形成惡性腫瘤，TRP 通路的異常表達(dá)和功能障礙不容忽視［8］。早在2008 年，EL BOUSTANY 等［7］通過實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)TRPC6 在HCC 組織的表達(dá)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于在正常肝組織中的表達(dá)水平。此后，諸多研究陸續(xù)證明TRP 通路的相關(guān)亞型（TRPC6、TRPC7、TRPV1、TRPV2 和TRPV4）在HCC 組織樣本中表達(dá)水平均有不同程度升高或者降低，見表1。無論是過表達(dá)還是下調(diào)，TRP 通路在HCC 中的異常表達(dá)都與疾病進(jìn)展有關(guān)。MIAO 等［9］研究發(fā)現(xiàn)TRPV1 mRNA 和蛋白水平與組織病理學(xué)分化相關(guān)，表達(dá)水平隨著細(xì)胞分化程度的降低而降低，且單因素分析結(jié)果顯示TRPV1 的高表達(dá)與較長的無病生存期相關(guān)。LIU 等［10］研究已證實(shí)TRPV2 的表達(dá)與門靜脈侵犯、組織病理學(xué)分化之間顯著相關(guān)。另有研究發(fā)現(xiàn)82 例TRPV6 低表達(dá)組的患者無進(jìn)展生存期較短，常見于腫瘤較大（P= 0.014）、肝內(nèi)轉(zhuǎn)移（P= 0.002）和血清AFP 水平高（P= 0.015）的患者，與不良預(yù)后密切相關(guān)［11］。此外，WANG 等［12］利用Kaplan-Meier Plotter 進(jìn)行生存分析結(jié)果顯示HCC患者中TRPC2、TRPC6、TRPC7、TRPM1、TRPM3、TRPM7、TRPM8、TRPV1、TRPV5、TRPA1 的表達(dá)水平與生存率有顯著相關(guān)性（HR＜ 1，P＜ 0.05），而TRPC1、TRPC3、TRPM6 與較差生存率顯著相關(guān)（HR＞ 1，P＜ 0.05）。綜上所述，TRP 通路在HCC中的異常表達(dá)，使其有望成為治療干預(yù)本病的潛在靶點(diǎn)或診斷標(biāo)志物，同時也為評價患者預(yù)后提供更多有效信息。

表1 TRP 通路在HCC 中的表達(dá)Tab.1 Expression of TRP channels in HCC

3 TRP 通路在HCC 中的作用機(jī)制和功能

3.1 TRP 通路參與肝臟慢性炎癥-纖維化進(jìn)展臨床上，許多HCC 患者常有罹患肝病的病史，由慢性肝病引起的HCC 是導(dǎo)致本病病死率居高不下的重要因素，而肝纖維化的存在與發(fā)展促使慢性肝病向肝硬化，甚至肝癌的病理轉(zhuǎn)變［16］。因此，逆轉(zhuǎn)肝臟慢性炎癥-纖維化發(fā)展進(jìn)程是決定HCC臨床轉(zhuǎn)歸形式的決定性因素，TRP 通路與這一動態(tài)過程的關(guān)系則不可忽視。MIAO 等［9］研究結(jié)果顯示TRPV1 蛋白表達(dá)在肝硬化（31/38，81.6%）樣本中顯著高于正常肝（0/2，0%）、慢性肝炎（6/22，27.3%），說明TRPV1 蛋白的過表達(dá)與肝臟從正常狀態(tài)到慢性肝炎再到肝硬化這一病理生物學(xué)過程密切相關(guān)。LIU等［17］通過免疫組化染色顯示TRPM8表達(dá)在肝硬化患者和纖維化小鼠的組織樣本中顯著上調(diào)，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)TRPM8 缺失能有效減輕小鼠的炎癥和纖維化進(jìn)展，防止其進(jìn)一步發(fā)展為肝硬化，甚至HCC，其作用機(jī)制與S100A9-HNF4α信號傳導(dǎo)對炎癥、膽管病和纖維化發(fā)揮保護(hù)作用有關(guān)。此外，TRPM8 的特異性抑制劑M8-B 的治療在CCl4和BDL 誘導(dǎo)的小鼠模型中顯示出抗纖維化潛力［17］。這些發(fā)現(xiàn)表明TRPM8 可能是肝纖維化的新治療靶點(diǎn)，而M8-B 可能是一種很有潛力的肝纖維化治療候選藥物。

3.2 TRP通路與HCC細(xì)胞增殖 HCC細(xì)胞與正常細(xì)胞不同，具有無限復(fù)制的潛能，影響其不斷增殖的分子細(xì)胞潛在機(jī)制值得研究。EL BOUSTANY等［7］通過細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)過表達(dá)的TRPC6 能促進(jìn)人HCC 細(xì)胞Huh-7 和HepG2 的增殖，其作用機(jī)制為內(nèi)皮生長因子和肝細(xì)胞生長因子增加TRPC6 表達(dá)水平從而激活鈣池操縱性鈣內(nèi)流（store-operated calcium entry，SOCE）功能致使HCC 細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度增加，并且Orai1 和STIM1 在其中也起到協(xié)同作用。無獨(dú)有偶，SELLI 等［18］同樣通過細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)TRPC1 亦能通過調(diào)控SOCE 的功能參與HCC 細(xì)胞的增殖，下調(diào)TRPC1 雖不能影響HCC 細(xì)胞Huh7 的遷移，但能抑制SOCE 功能從而抑制人HCC 細(xì)胞Huh7 的增殖。由此可見，肝細(xì)胞內(nèi)鈣離子的平衡紊亂為HCC 的發(fā)生發(fā)展提供了特殊的微環(huán)境，細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的變化可能是影響腫瘤細(xì)胞增殖程度和速度的重要因素。因此，在一項(xiàng)對來自替貝利蝸牛的毒液肽Tv1 的研究中發(fā)現(xiàn)，Tv1 能通過與HCC 細(xì)胞膜結(jié)合并調(diào)節(jié)TRPC6 和TRPV6 離子通路從而抑制小鼠HCC 細(xì)胞的增殖并顯著降低Tv1 處理的同系荷瘤小鼠的腫瘤大小，其作用機(jī)制與COX-2 表達(dá)降低和PGE2 釋放減少抑制鈣離子內(nèi)流進(jìn)入HCC 細(xì)胞有關(guān)［19］。此外，SELLI 等［20］研究發(fā)現(xiàn)下調(diào)TRPC1 通路進(jìn)而抑制HCC 細(xì)胞的增殖的主要機(jī)制可能還與 MAPK 信號基因的改變有關(guān)。

3.3 TRP 通路與HCC 細(xì)胞侵襲、遷移 腫瘤轉(zhuǎn)移是HCC患者死亡的主要原因，細(xì)胞遷移和侵襲是腫瘤轉(zhuǎn)移的兩個先決條件。在研究中，CHEN 等［21］發(fā)現(xiàn)TRPM7 在25 種HCC 細(xì)胞系中表達(dá)水平較高，同時發(fā)現(xiàn)緩激肽能通過TRPM7 和MMP2 促進(jìn)HCC細(xì)胞HepG2 的遷移和侵襲，其作用機(jī)制與緩激肽可以上調(diào)TRPM7 的表達(dá)并動態(tài)調(diào)節(jié)HepG2 細(xì)胞中非肌肉肌球蛋白ⅡA 重鏈（NMHC-ⅡA）Ser-1943的磷酸化有關(guān)。XU 等［13］研究表明NCX1/TRPC6 復(fù)合物的形成和激活對HCC 細(xì)胞的遷移、侵襲和肝內(nèi)轉(zhuǎn)移起著重要作用，其細(xì)胞和分子作用機(jī)制與人HCC 細(xì)胞HepG2 和Huh7 中TGF-β 通路調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度使得NCX1 和TRPC6 增加從而誘導(dǎo)TRPC6/NCX1 分子復(fù)合物的形成有關(guān)。

3.4 TRP 通路與HCC 細(xì)胞凋亡 線粒體凋亡通路是細(xì)胞凋亡信號傳導(dǎo)的主要通路之一，凋亡蛋白Bax 和抑制凋亡蛋白Bcl-2，Bax/Bcl-2 比值是決定癌細(xì)胞凋亡易感性的重要指標(biāo)。Bax 表達(dá)受腫瘤抑制基因p53 的調(diào)控并能激活caspase-3 與caspase-9，最終達(dá)到凋亡途徑的“不歸路”。相反，細(xì)胞凋亡抑制蛋白Bcl-2 則為細(xì)胞提供生存信號。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)TRPV1 的阻滯劑辣椒素能誘導(dǎo)HCC細(xì)胞HepG2 的凋亡，這與HepG2 細(xì)胞內(nèi)Ca2+生成、Bax/Bcl-2 比率升高、caspase-3 活性升高有關(guān)［22-23］。同樣，CHEN 等［24］研究發(fā)現(xiàn)恒定磁場聯(lián)合辣椒素通過離子通路TRPV1 不僅抑制了HCC 細(xì)胞HepG2的增殖，而且誘導(dǎo)HCC 細(xì)胞凋亡，其作用機(jī)制為恒定磁場增加了辣椒素與TRPV1 通路的結(jié)合效率、提高了HepG2 細(xì)胞中的Bax/Bcl-2 比率與caspase-3 水平。此外，F(xiàn)ANG 等［15］研究發(fā)現(xiàn)TRPV4的拮抗劑HC-067047 能對HCC 細(xì)胞中的TRPV4 通路進(jìn)行藥理學(xué)抑制并通過對EMT 過程的抑制和使p-ERK 失活誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

3.5 TRP 通路與HCC 干細(xì)胞生成 HCC 干細(xì)胞的生成與HCC 的惡性表型密切相關(guān)，它們既有干細(xì)胞自我更新、快速增殖的能力，又有HCC 細(xì)胞的侵襲性和致瘤性，具有產(chǎn)生異質(zhì)性腫瘤的能力，在HCC 的發(fā)生和發(fā)展中起著舉足輕重作用［25］。HU 等［26］研究發(fā)現(xiàn)TRPV2 的表達(dá)與CD133 和CD44的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，對HCC 細(xì)胞系的干性產(chǎn)生影響。在HCC 細(xì)胞HepG2 中敲低TRPV2 后，能提高HCC 干細(xì)胞的球形成率和集落形成率，并升高HCC 干細(xì)胞標(biāo)記物CD133、CD44 和ALDH1 表達(dá)水平；在TRPV2 過表達(dá)的HCC 細(xì)胞SMMC-7721 中所觀察到的效果則相反［26］。因此，TRPV2 的激動劑丙磺舒和拮抗劑曲尼司特分別能顯著抑制或促進(jìn)HepG2 移植瘤的生長。HCC 干細(xì)胞被認(rèn)為是新型HCC 療法的關(guān)鍵靶標(biāo)，為將來進(jìn)一步揭示TRPV2通路調(diào)控HCC 的作用機(jī)制提供新的科學(xué)思路。

3.6 TRP 通路與HCC 血管生成 HCC 具有豐富的脈管系統(tǒng)，腫瘤血管生成在HCC 的發(fā)生發(fā)展中起著重要的作用。新生血管在滋養(yǎng)HCC 組織的同時也促進(jìn)了HCC 的全身轉(zhuǎn)移，因此抑制血管生成、促進(jìn)血管正常化一直是HCC 靶向治療的研究熱點(diǎn)。索拉非尼是最早用于HCC 治療的抗腫瘤血管生成靶向藥物，研究發(fā)現(xiàn)與單用索拉非尼相比，TRPV1 的阻滯劑辣椒素與索拉非尼聯(lián)用能顯著抑制對HCC 細(xì)胞HepG2 和Huh-7 的生長，同時研究還發(fā)現(xiàn)Akt 的激活可能是索拉非尼獲得性耐藥的原因，而辣椒素能抑制Akt 的激活［28］。THOPPIL等［29］發(fā)現(xiàn)TRPV4 通路能通過選擇性抑制腫瘤內(nèi)皮細(xì)胞的增殖來調(diào)節(jié)HCC 血管生成。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)TRPV4 的激活劑GSK1016790A 與順鉑聯(lián)用顯著抑制野生型小鼠的腫瘤生長，這與TRPV4 能通過調(diào)節(jié)Rho 通路的活性來抑制HCC 血管生成密切相關(guān)［30］。這些研究結(jié)果表明TRP 通路是HCC 血管生成的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，并為抗血管生成和血管正常化治療提供了新的靶點(diǎn)。

4 結(jié)語

近年來，TRP 通路作為肝癌的關(guān)鍵參與者，在HCC 細(xì)胞中的表達(dá)和功能已有報道。迄今為止，對TRP 通路功能的研究結(jié)果表明TRPC1、TRPC6和TRPV6 參與HCC 細(xì)胞增殖，TRPC6 和TRPM7 參與HCC 細(xì)胞遷移和侵襲，TRPV1 和TRPV4 參與HCC 細(xì)胞凋亡，TRPV2 對HCC 細(xì)胞系的干性產(chǎn)生影響，TRPV1 和TRPM8 通路參與肝臟慢性炎癥-纖維化發(fā)展進(jìn)程，一些TRP 蛋白的表達(dá)改變，包括TRPV1、TRPV4 可能在抑制腫瘤血管生成中發(fā)揮作用。因此，靶向TRP 離子通路有望成為治療HCC 的新途徑，而尋找并研發(fā)特異的TRP 通路激動劑或阻斷劑是當(dāng)前的重要任務(wù)。但是研究者們對TRP 通路抗腫瘤機(jī)制尚知之有限，還需要更多的研究擴(kuò)大對TRP 通路參與HCC 發(fā)生及發(fā)展病理生理機(jī)制的認(rèn)識。除了作為抗HCC 藥物潛在靶點(diǎn)的用途外，TRP 通路在癌性疼痛，尤其在HCC 引起的無法忍受的疼痛及治療中的作用研究還有待進(jìn)一步深入。

【Author contributions】MAO Dewen and ZHANG Rongzhen designed the research ideas.WU Zhipeng and ZHANG Yuqin wrote the article.WANG Minggang revised the article.All authors read and approved the final manuscript as submitted.

【Conflict of interest】The authors declare no conflict of interest.