Hedgehog信号通路在肝癌中的研究进展※

黄继锦 李长福

（贵州省遵义医学院生化教研室，遵义563099）

Hedgehog信号通路在肝癌中的研究进展※

黄继锦 李长福*

（贵州省遵义医学院生化教研室，遵义563099）

Hedgehog；信号通路；肝癌；综述

（Hedgehog）信号通路首先发现于果蝇遗传学研究，它控制着细胞生长、增殖和分化，在果蝇幼虫和哺乳动物胚胎的发育、成人机体内环境的维持中起重要作用，并与肿瘤等很多人类疾病的发生有关［1-2］。在脊椎动物中，Hh信号通路主要由Hh配体、Patched（Ptc）受体、smoothened（Smo）跨膜蛋白、核转录因子Gli（gliomaassociated oncogene homoglog）构成［3］。Hh配体有三种：Sonic Hedgehog（Shh）、Indian Hedgehog（Ihh）、Desert Hedgehog（Dhh）。Hh蛋白是Hh基因编码的一种高度保守的分泌型糖蛋白，其浓度大小与Smo及Cos2／Fu的磷酸化水平有关，控制Hh信号通路的活化程度［4，5］。Ptc受体有Ptc1和Ptc2两种，两者均能与Hh配体结合，具有负调节Hh信号通路的作用。Hip蛋白是一种Ptc同源跨膜蛋白，可以和Ptc竞争Hh，从而抑制Hh信号通路活性［6］。Smo是一个7次跨膜的G蛋白偶联受体，在Ptc下游，起到正调节Hh信号通路的作用。Gli为锌指结构的转录因子，包括Gli1、Gli2和Gli3。Gli1是一个转录激活因子，也是Hh信号通路的靶基因，并正反馈加强Gli的活性［7］。在没有Hh信号的情况下，Ptc与Smo结合，Smo的信号活性受到抑制；Gli2／3被蛋白酶水解成GliR片段，并抑制Hh信号通路靶基因的表达。Hh信号能抑制Gli转变成GliR，并将累积的GliF转变成有活性的GliA［7］。当Hh与Ptc结合后，Ptc对Smo的抑制被解除，Smo将信号向胞内传递，最终激活Gli，诱导靶基因的转录。

大量研究表明Hh信号通路的异常活化与肝癌的发生发展密切相关，通过与靶基因的GACCACCCA结构域结合的方式［8］，激活靶基因的表达［8-10］，而Gli2能调节cyclinE2／D1及P21-WAF 1等靶基因的表达［11］。这提示Hh信号通路参与了肝癌细胞的周期调控、凋亡、血管生成、侵袭及迁移过程，此外，Hh信号通路还被证实与肝纤维化［12-13］、自噬［14］及抗辐射［15］有关。目前，相关研究主要集中在Hh信号通路的调节及其与凋亡和侵袭迁移的关系上。

1 Hedgehog信号通路在肝癌中的表达及调节

Sicklick等［9］在2005年首次报道肝癌细胞过表达Shh、Ptc、Smo、Gli1并上调β-半乳糖的表达，随后很多研究证实Shh信号通路分子在肝癌中异常过表达［10，16-17］。Huang等［18］报道肝癌组织中Shh、Ptc1、Gli2的表达比相应的癌旁组织更高，相反，在正常肝组织中没有检测到Shh、Ptc1及Gli1的表达［19-20］。Chen等［20，21］发现晚期的肝癌组织相对于早期、迁移的肝癌组织的Shh、Ptc1、Smo、Gli1的表达水平高。Huang等［18］在肝癌细胞株Hep3B、Huh7、PLC／PRF／5检测到过表达Ptc1、Gli1，而HepG2及HCC36则低表达。Chen等［22］发现低分化的肝癌细胞比高分化的Hh信号通路活性高；CD133／EPCAM阴性的高分化肝癌细胞Hh信号通路活性比阳性的高。

Shh信号通路分子在各种肝癌中的表达情况非常复杂，不同肝癌细胞株中的Hh信号通路受到的调节也不一样。肝癌中的Hh配体主要是Shh，由肝癌细胞分泌，并定位于肝癌组织中［23］，并以浓度依赖的方式调节着Shh信号通路的活化水平［15，24］。肝癌中Shh信号通路的活性还受Hip蛋白的负调控［10，25］。另外，Shh信号通路核心分子异常突变也有可能导致肝癌Shh信号通路异常活化的原因［26］。

Shh信号通路的活性还被证实受到一些分子的调节。Sun等［27］发现肝癌中的Rab23循环与Gli1蛋白的表达水平及其在细胞核的定位有关。Arzumanyan等［28］在HBV相关的肝癌中发现HBx可反式激活Shh信号通路，其表达水平与Gli2密切相关。Kim等［29］研究发现HBx蛋白能通过相互结合的方式增强Gli1的稳定性和转录活性，并与Gli1的核定位有关。Di等［32］报道脱乙酰酶可能与Hh信号通路的活性有关。

2 Hedgehog信号通路与肝癌细胞的增殖和凋亡

Gli2可能是一个调节细胞增殖的关键性因子，即使在一些Smo异常突变致smo抑制剂无效的情况下，沉默Gli2能明显减少细胞增殖，而沉默Gli1和Gli3作用却不明显［27］。Gli2的表达水平与FOXM1呈正相关，后者可调节细胞周期蛋白的表达。Zhang等报道［11，27］沉默Gli2能下调部分肝癌细胞株的Ptc1、Gli1、Bcl-2、C-myc、P27、cyclinE2／D1及P21-WAF 1等蛋白的表达，使细胞停留在G1期，明显减少细胞增殖。

在Hh信号通路异常活化的PLC／PRF／5，HepG2，SMMC-7721等HCC细胞中，阻断Hh信号通路能特异激活Caspase-3、Caspase-9及聚合酶蛋白PARP，下调CFLIP和Bcl-2的表达，诱发肝癌细胞凋亡，并加强了5-fu的细胞毒性以及TRAIL介导的凋亡作用，但其凋亡作用可能与Bcl-x1、Bax、Bad及Bid等抗凋亡基因无关［11，26］。Huang等［18，27］发现阻断Hh信号通路时，Hh信号通路活化程度高的肝癌细胞如PLC／PRF／5相对于活化程度低的肝癌细胞如HepG2，引起细胞生长阻滞和凋亡作用更明显。桦木酸（betulinic acid，BA）能下调肝母细胞瘤（HB）细胞Gli1、Ptc1基因的表达，诱导细胞凋亡；但对过表达凋亡抑制蛋白survivin、Bcl-2的HepG2细胞凋亡作用不明显。Wang等［14］证实Gli1的抑制剂GANT61能上调肝癌细胞Bnip3表达，Bnip3取代Bcl-2与Beclin-1结合，诱导细胞凋亡。Di等［32］在异种移植的肝癌中，抑制脱乙酰酶能下调Hh信号通路分子的表达，抑制肝癌细胞增殖并增加细胞凋亡。

3 Hedgehog信号通路与肝癌细胞的迁移和侵袭

在肝癌中，Shh信号通路可通过激活P-ERK／MAPK信号通路及FAK／AKT信号通路上调MMP-2／9的表达［20，21］，促进肝癌细胞的迁移和侵袭。许秋然等［16，17］发现Gli1过表达与波形蛋白（Vimentin）及钙离子结合蛋白（S100a4）正相关，与上皮组织钙粘附蛋白（E-cadherin）负相关，表明Shh信号通路很可能诱导与肝癌迁移及侵袭有关的上皮细胞间质转化（epithelial mesenchymal transition，EMT）过程。Zheng等［8，17］发现Gli1能与Snail1启动子-1417／1214 bp区域中的两个Gli1结合位点结合，直接上调转录因子Snail1表达，而Snail1可诱导肝癌细胞发生上皮间叶表型转化并增强其侵袭迁移的能力。TGF-β1能上调肝癌细胞中Gli1表达，沉默Gli1能抑制TGF-β1诱导的EMT过程，说明Gli1-Snail1信号轴在TGF-β1诱导的EMT过程起重要作用，Gli1可能是EMT过程中的主要调节因素。Di等［32］发现在肿瘤迁移侵袭过程中调节细胞分化的脱乙酰酶的抑制剂（DACi）帕比司他在HepG2、Hep3B细胞中的剂量与Shh、Smo、Ptc、Gli1的表达负相关，暗示脱乙酰酶的调节细胞分化作用可能与Hh信号通路有关。Arzumanyan等［29］发现在HBx相关的肝癌细胞中，HBx能反式激活Hh信号通路，阻断Hh信号通路能部分抑制HBx刺激的肝癌细胞迁移、锚定非依赖性生长。此外，Gli1抑制剂HPI-1（NanohhI）能明显抑制CD133＋肝癌细胞的迁移，而对CD133-的肝癌细胞影响很小。OKN-007（一种苯酚磺酰基化合物）能通过抑制癌蛋白Suilf2下调Gli1的表达，抑制肝癌细胞迁移及异种移植肝癌的生长。

4 Hedgehog信号通路在肝癌其它方面的研究

De等［13］报道Hh信号通路的活化导致HBV／HCV病毒性肝炎相关的肝组织中应答Hh信号的肌成纤维细胞、内皮细胞及肿瘤干细胞的扩增，直至肝癌阶段。相反，抑制Hh信号通路活性可使应答Hh信号的成纤维细胞聚集，消退肝组织纤维化、血管增生及细胞增生［13］并减少骨桥蛋白得表达，应答骨桥蛋白的肝原始癌细胞或肝癌干细胞聚集减少［12］，从而使肝纤维化及肝癌消退。

Wang等［14］发现Hh信号通路在与肝癌细胞自噬有关。Chen等［15］报道肝癌细胞中，Shh可减少辐射诱导的Chk1的磷酸化及增加ATM及Rad3相关分子的表达，进而阻滞DNA双链断裂损伤修复，并进一步激活Shh信号通路，抵抗电离辐射的伤害。但其是否能作为一个有价值临床预后诊断依据，仍需经过长期的验证。

5 小结

Hedgehog通路对肝癌的发生发展发挥了重要作用，其高活化程度与肝癌恶化及预后差有着紧密的联系。因此，Hh信号通路调节肝癌细胞的增殖、分化、自噬以及抗辐射等生物进程中起到了重要的作用，对其进一步深入研究，将给肝癌的治疗提供必要的理论依据。

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夏日常喝藿香粥

藿香，可于夏秋两季开花前采集，将其洗净切段，晒干备用，亦可鲜用。

《本草纲目》记载：藿香“治脾胃呕逆，为最要之粥”。中医认为，藿香性味辛、微温，入脾、胃、肺经，具有解暑发表、芳香化湿、和中止呕之功效。藿香性温且燥热，能解在表之暑湿，可化在里之湿浊，适用于暑湿证、湿温证初起，为夏日常用之佳品。藿香还可理气、和中、止呕，最适合用于湿阻中焦、胃失和降之呕吐。现代研究表明，藿香含挥发油、生物碱，有抑菌、抗菌作用，对胃肠神经有抑制作用，能促进胃液分泌，增强消化功能。

夏日，人体受暑湿之邪侵袭，会出现肢体倦怠、脾胃湿阻、脘腹胀满、纳差食少、恶心呕吐等，可用藿香泡茶饮服，或煮粥服，极其有效。还可选用藿香正气水、藿香正气丸、藿香正气软胶囊、藿香正气滴丸等藿香正气类中成药服用。但要注意，本品辛温，对于阴虚火旺、舌绛光滑者忌用。在此，推荐2款藿香粥疗法：

1．藿香粥：取藿香10克（鲜品量加倍），大米100克，适量白糖。先把藿香择净，放到锅内，加水适量。浸泡5～10分钟，煎取其汁，加入大米熬粥，粥熟时放白糖，再煮1～2沸即成。每日一剂，连服3～5天。具芳香化湿、和中止呕之功，适用于脘腹胀满等暑湿证。

2．白术藿香粥：取白术、藿香（鲜品量加倍）各10克，大米100克，适量白糖。把白术、藿香择净，放到锅内，加水适量。浸泡5～10分钟，水煎取其汁，加入大米熬粥，粥熟时放白糖，再煮1～2沸即成。每日1剂，连续3～5天。能健脾化湿，适用于脾胃湿阻、胸脘痞闷、少食作呕、神疲体倦等。

——中国中医药报

10.3969／j.issn.1672-2779.2014.07.107

：1672-2779（2014）-07-0156-03

苏 玲 本文校对：范 芳

2013-12-19）

贵州省遵义市汇川区科技基金项目［No：遵红科合社字（2009）18号］

*通讯作者