原发性肝细胞癌相关分子机制的研究现状及其进展

原发性肝细胞癌相关分子机制的研究现状及其进展

高明综述项和平审校

作者单位：230000 安徽医科大学第二附属医院

关键词：原发性；肝细胞癌；分子机制

DOI：10.3969/j.issn.1001-5930.2015.10.046

中图分类号：R735.7

文章编号：1001-5930(2015)10-1578-03

收稿日期(2015-01-01修回日期 2015-04-08)

原发性肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是我国主要的消化道恶性肿瘤，其发生及发展是多阶段的，虽然它的病因和明晰的发病机制尚待研究，但目前已明确其发病是多基因变异及多因素共同作用的结果。大量研究表明，多种基因和蛋白的异常表达与原发性肝细胞癌的发生与发展有着不可分割的关联，研究其相关分子机制对其早期的诊断、治疗以及总体的诊疗上有一定的指导意义。

1原发性肝细胞癌的标志物诊断分子

1.1甲胎蛋白(α-fetoprotein，AFP)

甲胎蛋白(AFP)是当前诊断原发性肝细胞癌公认的最为特异的标志物[1-3]。人类外周血中的AFP又以AFP-L3在HCC发生中特异升高。目前常采用AFP单克隆抗体酶免疫快速测定法或放射免疫法检测血清AFP含量，正常人血清中AFP含量甚微，而肝细胞癌患者血清中含量则很高。值得注意的是，AFP的检测结果应联系临床实际，防止其在一部分肝硬化、肝炎以及少数消化道癌的误诊。

1.2异常凝血酶原(des-γ-carboxyl prothrombin，DCP)

异常凝血酶原(DCP)又称为脱羧凝血酶原前体，是肝脏合成的一种异常凝血酶原，具有阳性率高、特异性强等特点，肝癌细胞缺失羧基酶基因的表达，因而异常凝血酶原增高，它是继AFP之后的又一肝细胞癌蛋白类标志物[4-5]，可作为甲胎蛋白诊断HCC的补充指标。

1.3癌胚抗原(carcino-embryonic antigen，CEA)

在大多数肿瘤发生时，检测血清中癌胚抗原(CEA)的浓度均会有一定程度的升高。原发性肝细胞癌中，发生肝转移癌时其浓度更高，但检测不具有特异性。

1.4AFP基因mRNA

AFP mRNA有较高相对肝脏的组织特异性，在预测HCC的转移、诊断和预后方面均具有一定意义。由于对AFP mRNA的研究结果尚有争议，其确切的临床价值还有待进一步的研究探讨。

1.5表观遗传学标志物

基因组DNA甲基化是表观遗传学的重要组成部分之一，肿瘤表观遗传学是指在未改变基因序列的情况下造成抑癌基因的转录失活或沉默，进而导致细胞癌变。目前p15和p16基因的甲基化作为HCC的标志物用于判断肝癌细胞的转移风险均具有一定意义。此外，独立于DNA 甲基化模式的组蛋白修饰也可能是导致抑癌基因沉默的原因之一，其临床应用前景值得期待。

1.6血清酶

发生HCC的患者体内γ谷氨酰转肽酶(γGT)和碱性磷酸酶(ALP)常有着明显的升高，但检测不具有特异性，考虑可能是HCC发生时一般胆红素和转氨酶含量表现正常。另外，同功酶例如ALP以及醛缩酶等对其有辅助诊断的意义。

1.7血浆MicroRNA(miRNA)

MicroRNA(miRNA)是一种内源性非编码单链小RNA分子，具有类似癌基因或抑癌基因功能，对于肿瘤的诊断、发展及预后均有一定意义[6-7]。向邦德等曾研究表明[8]，miRNA-224不仅在HCC患者的癌组织中高表达，而且在血浆中的表达水平也显著高于健康人，且血浆miRNA的表达量与患者癌组织的表达量呈正相关。且研究进一步证明血浆miR-224在诊断HCC时具有一定的特异性，这提示它可能是一种新的诊断HCC标志物诊断分子。

2原发性肝细胞癌的发生及发展相关分子

2.1环氧合酶-2(Cyclooxygenase-2，COX-2)

环氧合酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2)是催化诱导型前列腺素合成的一种限速酶，它催化花生四烯酸生产前列腺素产物，参与机体的各种代谢与生理功能，在多数正常细胞中不表达。随着现代分子生物技术的不断发展，许多研究表明COX-2是炎症过程中的一个至关重要的诱导型酶，并在许多类型的恶性肿瘤中表达有上调现象[9]。早期的研究并不能定论其表达异常是否能影响HCC的发生与发展，经过进一步研究后发现，COX-2在HCC组织中的表达也有上调的现象，它参与HCC的发生与发展。方艳秋等[10]研究表明COX-2选择性抑制剂NS-398能够诱导肿瘤细胞的凋亡发生，这说明COX-2可能有抑制细胞凋亡、促进肿瘤发生的作用。张连峰等[11]研究报道，阿司匹林联合COX-2选择性抑制剂NS-398能抑制HCC细胞的侵袭能力，这说明COX-2可能与HCC的侵袭能力有关。

2.2染色质重塑基因ARID2

ARID2被公认为是与肝癌发生相关的肿瘤抑制基因，虽说其具体的作用机制尚不清楚[12]，但它作为抑癌基因已被研究发现其突变存在于多种肿瘤组织中。随着对原发性肝细胞癌的不断深入性研究，近年发现在肝癌中ARID2基因存在着一定频率的突变，对于原发性肝细胞癌来说，与正常肝组织相比，ARID2在癌旁组织和肝癌组织中的表达水平均呈下调的现象。姬旭慧等[13]研究发现，ARID2抑制靶基因的转录活性主要是通过参与染色体重塑来实现的，在HCC的发生发展中它可能通过染色体重塑的机制发挥抑癌作用，然而其具体的作用机制仍没有明确的阐述，尚待进一步研究。

2.3自噬基因Beclin1

自噬基因Beclin1基因位于人17号常染色体q21，是1998年Liang等发现的一种相对分子质量为60000的蛋白质，也称Beclin1基因[14]，它在多种肿瘤中存在着缺失性突变。

Beclin1是肿瘤细胞自噬的调节基因[15-16]，目前研究定论自噬与凋亡一同存在于肿瘤的发生以及发展过程中。随着现代医学研究不断深入发现，Beclin1缺失可能与多种肿瘤的形成有着不可分割的联系。进一步探索自噬基因 Beclin1在肿瘤发生、抑制肿瘤生长以及肿瘤治疗中的作用，已成为当前国际肿瘤学领域中的研究热点。郭晓东等[17]曾研究表明，Beclin1表达缺失在HCC的恶性增殖、转移以及浸润过程中均起着至关重要的作用，同时也说明Beclin1的异常表达与HCC的发展密切相关，对HCC的恶性生物学行为也有着重要的影响，只是其更明晰的作用机制仍有待进一步研究。

2.4基质金属蛋白酶(metalloproteinase-2，MMP-2)和基质金属蛋白酶(metalloproteinase-9，MMP-9)

基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)是一类能降解纤维胶原及所有细胞外基质成分的酶，Chang-Hwan Yoon，戈海泽等曾研究报道[18-19]，基质金属蛋白酶2(MMP-2)和基质金属蛋白酶9(MMP-9)在肿瘤的发生、转移以及侵袭中都起着至关重要的作用，两者在多种肿瘤中表达上调[20]。

肿瘤的转移与侵袭是复杂的多因素相互作用的结果。大量研究表明肿瘤细胞与细胞外基质之间的相互作用是其发生转移和侵袭的一个重要因素。袁晟光等曾研究报道[21]，MMP-2的表达与HCC的分期以及生存预后等密切相关，可作为评估原发性肝细胞癌转移、侵袭及术后预后的一项评估指标。而MMP-9是MMP中最大的酶[22]，与MMP-2最终作用一致。MMP-9通过降解近肿瘤表面的细胞外基质，以促进肿瘤细胞的转移和血管生成过程。刘维峰等研究报道[23]，MMP-9在降解基膜、促进肝癌细胞侵袭转移的同时，可能趋化巨噬细胞至肿瘤周围，使巨噬细胞在肿瘤微环境中刺激信号的作用下分化并分泌大量的MMP-9，形成一定程度的“负性反馈”，继而使得基膜的完整性遭到破坏，促进肝癌细胞的迁移。HCC的早期侵袭和转移是术后高复发率及致死的主要原因，所以更深入地对MMP-2以及MMP-9的研究对抗肿瘤细胞的转移及对肝细胞癌的临床治疗都将起重要作用。

2.5膜型基质金属蛋白酶-1(MT1-MMP，MMP-14)

如2.4中所述，基质金属蛋白酶(MMPS)在恶性肿瘤的浸润与转移过程中有着重要的作用，膜型基质金属蛋白酶-1(MT1-MMP，MMP-14)也是MMPS中的一种水解酶，为细胞表面的跨膜蛋白，与启动细胞的转移及其迁移有着不可分割的联系[24]。

大量文献表明，MT1-MMP与多种肿瘤细胞的侵袭、转移和不良预后有关。李乐平等曾研究报道[25]，MT1-MMP不仅具有降解细胞外基质成分胶原I的功能，而且还能通过激活一系列信号传导通路来作用于MMP-2酶原，活化MMP-2以降解细胞外基质成分胶原Ⅳ，从而促进肿瘤细胞的迁移与浸润。何建伟等也曾研究报道[26]，活化的MT1-MMP位于细胞表面，不仅可以起到水解细胞外基质成分的作用，还能水解血管基膜的成分，逃逸血管中抑制剂的拮抗作用。这些最终将导致血管基膜被进入血循环的肝癌细胞所破坏，使得肝癌细胞能进一步浸润转移至其他组织中。所以我们得出结论，HCC肿瘤细胞能够凭借细胞表面MT1-MMP的过表达而实现浸润和转移，进一步的研究具有深刻意义。

2.6EphA7蛋白

EphA7是酪氨酸蛋白激酶受体家族的重要组成成员，定位于染色体6q16.1靠近断裂点的位置。它参与人体胚胎发育、细胞生长、组织塑形等多种重要的生理过程，介导细胞与细胞间的黏附作用。大量研究表明，EphA7在多种恶性肿瘤中表达异常，对肿瘤血管的形成，肿瘤细胞的增殖、浸润和转移起着不可分割的重要作用。张水军等曾研究表明[27]，虽然EphA7蛋白于正常肝组织、肝癌组织和癌旁组织中均有表达，但肝癌组织中其表达量明显增高，这表明EphA7蛋白在参与正常肝组织的形成过程的同时，也可能作为一种致癌蛋白参与了肝细胞癌变的发生过程。而翟文龙等也研究报道[28]，原发性肝癌组织中EphA7异常高表达，这提示EphA7可能与肝癌的发生过程以及浸润转移等生物学行为有关。只是目前有关EphA7肝癌中作用的研究较少，其系统性的机制有待进一步的研究，有望成为未来肝癌临床治疗的潜在靶点。

2.7SOX2基因

SOX基因家族有30多个家族成员。它们除了参与生物体的组织发育外，在人类多种肿瘤组织中也可检测到SOX 基因家族mRNA表达的改变。SOX2是SOX家族B亚族成员之一。大量研究表明，SOX2的异常表达与许多肿瘤的发生有关，但SOX2在不同肿瘤组织中的表达情况不一样。岳素文等的研究表明[29]，HCC细胞中SOX2 mRNA的表达水平显著低于正常肝组织中SOX2 mRNA的平均表达水平，即SOX2 mRNA在HCC中的表达水平下调。这提示SOX2的低表达可能与HCC的发生发展有关，只是其更为明晰的作用机制还有待进一步研究。

总之，原发性肝细胞癌 (hepatocellular carcinoma，HCC)是与慢性肝炎病毒感染密切相关的最主要的恶性肿瘤之一，尤以南亚等地居多[30]。目前国内外对于HCC的研究形势也是相当严峻和紧迫的。近年来，随着HCC相关分子机制的病理学研究受到医学界的广泛关注，HCC的发生机制、HCC细胞的浸润转移等生物学行为等研究均取得了一定的进展。对于HCC的发生起源、血管侵犯、浸润转移和复发潜能方面的分子机制均有相应的涉及，而这些对HCC的早期预警、早期发现和早期治疗均有重要的意义。但HCC的分子机制复杂而庞大，是多因素相互作用的结果，HCC相关的分子机制自AFP以来一直没能取得可观的进展，所以HCC系统的分子机制也尚待开拓。

参考文献

[1]Hu SW，Zhang M，Xue L，et al.Regulation effect of zinc fingers and homeoboxes 2 on alpha-fetoprotein in human hepatocellular carcinoma〔J〕.Gastroenterol Res Pract，2013，2013:101083.

[2]Wesam S Morad，Ashraf A Basuni，Tarek Fouad，et al.The value of PIVKA-Ⅱ and AFP-L3% in the diagnosis of hepatocellular carcinoma with normal and abnormal AFP levels〔J〕.Egyptian Liver Journal，2013，3(1):1-5.

[3]Schieving JH，de Vries M，van Vugt JM，et al.Alpha-fetoprotein，a fascinating protein and biomarker in neurology〔J〕.Eur J Paediatr Neurol，2014，18(3):243-248.

[4]Matsubara M，Shiraha H，Kataoka J，et al.Des-γ-carboxyl prothrombin is associated with tumor angiogenesis in hepatocellular carcinoma〔J〕.J Gastroenterol Hepatol，2012，27 (10)：1602-1608.

[5] Tanaka T，Taniguchi T，Sannomiya K，et al.Novel des-γ-carboxy prothrombin in serum for the diagnosis of hepatocellular carcinoma〔J〕.J Gastroenterol Hepatol，2013，28(8)：1348-1355.

[6]Pogue AI，Hill JM，Lukiw WJ.MicroRNA (miRNA): sequence and stability，viroid-like properties，and disease association in the CNS〔J〕.Brain Res，2014，1584(10)：73-79.

[7]Zhang LY，Liu M，Li X，et al.MiR-490-3p modulates cell growth and epithelial to mesenchymal transition of hepatocellular carcinoma cells by targeting endoplasmic reticulum-golgi intermediate compartment protein 3(ERGIC3)〔J〕.J Biol Chem，2013，288(6):4035-4047.

[8]向邦德，高军平，倪航航，等.血浆MicroRNA-224在肝细胞癌患者的表达及其临床意义〔J〕.中华肝胆外科杂志，2012，18(1)：794-795.

[9]Ku'zbicki L，Urban J，Chwirot BW.Different detectability of cyclooxygenase-2 (COX-2)protein in standard paraffin sections and tissue microarrays of human melanomas and naevi-Comparative study〔J〕.Pathol Res Pract，2014，210(9)：591-595.

[10]方艳秋，齐亚灵，孙绍骞，等.CoX-2、Survivin蛋白在原发性肝细胞癌(HCC)中表达及其相关性研究〔J〕.中国免疫学杂志，2008，24(7)：608-611.

[11]赵媛，张连峰，刘蔚，等.原发性肝细胞癌组织中环氧化酶-2及E-钙黏蛋白的表达〔J〕.郑州大学学报(医学版),2011，46(4)：581-583.

[12]Li M，Zhao H，Zhang X，et al.Inactivating mutations of the chromatin remodeling gene ARID2 in hepatocellular carcinoma〔J〕.Nat Genet，2011，43(9)：828-829.

[13]姬旭慧，张玲，张江波，等.原发性肝细胞癌细胞系和组织中ARID2 的表达〔J〕.郑州大学学报(医学版),2013，48(6)：786-788.

[14]康凯夫，王晓蔚，陈小伍，等.Beclinl在原发性肝细胞癌中的表达及其临床意义〔J〕.南方医科大学学报，2009，29(1)：151-153.

[15]查勇，黄云超，寸英丽，等.NF-KB p65 siRNA对肝癌细胞株SM-7721凋亡和Bcl-2、Atg5、Beclin-1基因表达的影响〔J〕.山东医药，2010，50(35)：1-3.

[16]Noble CG，Dong JM，Manser E，et al.Bcl-xL and UVRAG Cause a Monomer-Dimer Switch in Beclin1〔J〕.J Biol Chem，2008，283(38)：26274-26282.

[17]郭晓东，皋月娟，万维，等.原发性肝细胞癌组织中 Beclin 1 的表达及其意义〔J〕.现代生物医学进展，2013，13(1)：85-87.

[18]戈海泽，刘树业，丁贤，等.原发性肝细胞癌患者外周血中MMP-2 mRNA、MMP-9 mRNA的表达及临床意义〔J〕.广东医学，2011，32(8)：1046-1049.

[19]Yoon CH，Kim MJ，Park MJ，et al.Claudin-1 acts through c-Abl-protein kinase C(PKC)signaling and has a causal role in the acquisition of invasive capacity in human liver cells〔J〕.J Biol Chem，2010，285(1)：226-233.

[20]Ochoa-Callejero L，Toshkov I，Menne S，et al.Expression of matrix metalloproteinases and their inhibitors in the woodchuck model of hepatocellular carcinoma 〔J〕.J Med Virol，2013，85(7):1127-1138.

[21]袁晟光，苏如葵，廖维甲，等.STAT3、MMP-2在肝细胞癌中的临床意义〔J〕.实用医学杂志，2011，27(12)：2142-2144.

[22]荚卫东，陈浩，李建生，等.细胞外基质蛋白-1与基质金属蛋白酶-9在肝细胞癌中的表达及其临床意义〔J〕.中华肝胆外科杂志，2011，17(12)：989-993.

[23] 刘维峰，葛勇胜，许戈良，等.肿瘤相关巨噬细胞与MMP-9在肝细胞癌中表达与门脉癌栓的关系〔J〕.安徽医科大学学报，2012，47(8)：956-959.

[24]Zarrabi K，Dufour A，Li J，et al.Inhibition of matrix metalloproteinase 14 (MMP-14)-mediated cancer cell migration〔J〕.J Biol Chem，2011，286(38)：33167-33177.

[25] 徐涛，李乐平，石玉龙，等.膜型基质金属蛋白酶-1在浸润性肝细胞癌组织的表达及其意义〔J〕.中华实验外科杂志，2012，29(1)：80-82.

[26] 何建伟，曹薇薇，刘伟，等.原发性肝细胞癌中膜型金属基质蛋白酶-1的表达及意义〔J〕.临床与实验病理学杂志，2012，28(5)：578-580.

[27]张水军，张弓，赵永福，等.原发性肝细胞癌中EphA7蛋白的表达及其临床意义〔J〕.中华外科杂志，2010，48(1)：53-56.

[28]张弓，李捷，翟文龙，等.EphA7基因沉默对人肝癌细胞SMMC-7721裸鼠移植瘤生长的影响〔J〕.中华肝胆外科杂志，2014，20(8)：599-603.

[29]岳素文，翟倩倩，张玲，等.人原发性肝细胞癌细胞和组织中SoX2 mRNA的表达〔J〕.郑州大学学报(医学版),2011，46(4)：611-612.

[30] Lv LH，Wan YL，Lin Y，et al.Anticancer drugs cause release of exosomes with heat shock proteins from human hepatocellular carcinoma cells that elicit effective natural killer cell antitumor responses in vitro〔J〕.J Biol Chem，2012，287(19)：15874-15885.

(编辑：甘艳)