中医药防治原发性肝癌的表观遗传学研究进展*

盛庆寿 古训东 许峰铭

广西中医药大学附属瑞康医院 (广西 南宁, 530011)

原发性肝癌，主要为肝细胞肝癌(HCC) ，因其高发病率、高复发率及高死亡率的特点，是全世界范围内最常见的癌症和癌症致死原因。据研究报道[1]，原发性肝癌发病率在全球排名男性、女性分别为第五、七位，其死亡率在全球男、女排名分别为第二、六位。我国是原发性肝癌大国，其发病率也逐年上升，据统计，全世界每年新发肝癌26万例，其中42.5%发生在我国[2]，原发性肝癌已严重威胁我国人民的身心健康。虽然近年来出现了局部治疗、肝移植、分子靶向药物治疗等新方法，但其生存率并没有得到明显提高。随着分子生物学的发展，人们对原发性肝癌的发病机制有了新的认识，认为原发性肝癌的发生是表观遗传学的改变所导致的，因此，表观遗传学已经成为医学研究领域的热点。目前，中医药在防治原发性肝癌的表观遗传学作用的研究也日益增多，主要集中在DNA甲基化、非编码RNA(主要是microRNA调控作用)、组蛋白修饰方面。

1 表观遗传学与原发性肝癌

1.1 表观遗传学(epigenetics) 是指不包括DNA序列改变的基因表达的遗传变化，其内容主要包括以基因选择性转录表达的调控(如DNA甲基化、基因印记、组蛋白共价修饰和染色质重塑)以及基因转录后的调控(如非编码RNA、miRNA、反义RNA、内含子及核糖开关)[3]。因为表观遗传学不涉及DNA序列的改变，故其基因功能是可逆的[4]。这对于原发性肝癌的防治提供了新的方向。

1.2 原发性肝癌与表观遗传学的基础研究

1.2.1 DNA甲基化与原发性肝癌 DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶(DNMT)介导下，以S-腺苷蛋氨酸为甲基供体，将甲基基团转移到DNA某些碱基上的过程。甲基化修饰通常发生在CpG序列的胞嘧啶第5位碳原子上，生成5甲基胞嘧啶。CpG可分散存在于 DNA中，大部分呈甲基化状态，被称为甲基化的CpG位点；而CpG位点高度聚集则被称为CpG岛[5]。肝细胞在DNA甲基化过程中导致正常低甲基化区域CpG岛出现高甲基化现象，这会导致其相关的调控细胞信号转导、细胞周期、DNA 损伤修复及细胞凋亡的基因沉默，进而诱发肝细胞癌变[6]。Liu[7]通过甲基化特异PCR和亚硫酸盐测序方法检测PAX5基因启动子的甲基化状态，结果发现，与正常肝组织相比，肝癌细胞株中PAX5甲基化的状态明显较高。Umer M[8]通过肝活检样本研究发现肝细胞在进展为肝癌之前，丙肝病毒感染的肝组织中信号转导通路基因SFRP2和DKK1启动子区域高甲基化导致该基因沉默，相应蛋白表达缺失，导致肝癌发生。DNA低甲基化亦可诱发肝癌的发生，其机制可能为DNA低甲基化致沉默癌基因异常活化、印迹丢失等相关。Marie Pierre Lambert[9]通过肝癌模型对印记基因研究发现肿瘤组织的印迹基因较周围组织显著低甲基化。Ramzy[10]研究了肝癌、肝纤维化、丙型肝炎患者及正常人血清中LINE-1的甲基化状态，发现肝癌患者血清中的LINE-1普遍呈低甲基化状态，且LINE-1的甲基化水平越低，患者的预后则越差。

1.2.2 非编码RNA与原发性肝癌 长链非编码 RNA( lncRNA) 是指长度超过200个核苷酸的非编码RNA，无编码蛋白质功能，其中miRNA是非编码RNA 基因表达的主要调控者。据相关研究，miRNA常位于染色体的某些脆性位点或有杂合子缺失的区域，它们参与细胞的增殖、分化和凋亡，与肝细胞癌及其它肿瘤的发生发展有密切关联，但因其机制复杂，其发挥作用的具体机制尚不完全清楚[11]。有研究报道，miRNA 的作用主要是负调控靶基因的表达，miRNA下调可使相应的靶基因表达上调[12]，从而导致相关抑癌基因的表达以及相关信号转导通路受影响而诱发肝细胞癌变。

1.2.3 组蛋白修饰和原发性肝癌 组蛋白DNA通过其染色质结构被包裹在真核细胞核内，而组蛋白的修饰是染色质重塑的主要机制。目前研究比较多的修饰类型包括组蛋白乙酰化和甲基化。组蛋白乙酰化是由组蛋白乙酰转移酶(HATs) 和组蛋白去乙酰化酶(HDACs)的相互作用来实现的。而组蛋白甲基化则是通过组蛋白甲基转移酶催化影响相关基因转录来实现的。目前已有大量研究表明组蛋白去乙酰化与甲基化跟肝癌发生密切相关。比如Wang[13]研究发现肝癌患者肝细胞组蛋白H3乙酰化表达下调，肝癌转移细胞比肝癌细胞的H3乙酰化的表达水平下调更明显。He[14]研究发现高水平的三甲基化组蛋白-4赖氨酸(H3K4me3)与降低原发性肝癌的总生存期(OS)和预后不良相关。

2 中医药防治HCC的表观遗传学研究

2.1 HCC的中医辨证与表观遗传学的相关性 中医学的整体观是中医一个主要的特征。《素问·生气通天论》曰:“阴平阳秘，精神乃治，阴阳离决，精气乃绝。”中医注重整体观念，讲究从整体调节机体，使各脏腑阴阳平衡，认为身体局部的病变都与其全身阴阳失衡、内脏功能失调有关，是全身病变的局部表现。中医整体观包括生理、病理以及治疗上的整体性。HCC属于中医的 “积聚”、“黄疸”、“鼓胀”、“胁痛”等病证的范畴，其发生的病因主要为外感“六淫”与“七情内伤”，使脏腑气血阴阳长期长期失调而导致的，其病位在肝，但与脾、胃、肾等脏腑密切相关。《金贵要略》曰：“见肝之病，知肝传脾，当先实脾”，肝癌日久，脾胃必会受损；“肝肾同源”，病久及肾，到病变后期，必会出现肾气亏虚，甚至阴阳两虚。故中医根据整体观，通过望、闻、问、切收集患者病情资料后再系统地进行辨证，明确病机，确立治则，故在治疗上有疏肝理气、活血化瘀、补益脾胃及补益肝肾等不同治法，并且在临床上取得了良好的效果。

中医学的整体观念强调人体内部、人体与自然和社会环境的统一性，人体的生理和病理变化均会受到外界环境因素的影响。这与表观遗传学所强调的外界环境影响人体内在生理、病理的思想相一致，因此从表观遗传学角度探索中医学的发病规律有其本质的统一性[15]。辛卫云[16]认为中医药对疾病或者证候的治疗作用是通过调节各脏腑的功能实现的，从微观角度看，可能是调控基因的转录及其表达，并使之重新平衡，最终达到治疗目的。近年来，中医药防治HCC的表观遗传作用日益受到重视，其有效成分可作用于表观遗传的多个环节，从而调控基因转录及其表达。

2.2 中医药对HCC患者DNA甲基化的作用 吕锋[17]在观察愈肝颗粒(茵陈、栀子、党参、黄芪、白术、青皮、丹参、泽兰、茜草等组成)对大鼠肝癌模型的防治作用研究中，发现愈肝颗粒可对大鼠肝癌的发生有防治作用，其机制与调节DNMTs表达水平及调整p16抑癌基因基因启动子甲基化水平有关。田雪飞[18]通过研究发现丹参酮ⅡA可显著降低DNMT1基因表达，对肝癌HepG2细胞具有抑制作用。张晔[19]经过研究发现在丹参酮IIA还可以逆转肝癌SMMC 721细胞部分抑癌基因的甲基化状态，恢复基因表达,其可能通过下调DNA甲基转移酶I的表达而影响细胞DNA的甲基化过程。据研究报道，中药汤剂益肾健脾方可以通过改变DNA甲基转移酶空间构象,提高生理性肾虚小鼠肝细胞甲基转移酶的活性[20]。

2.3 中医药对HCC非编码RNA( miRNA)的调控作用 孙海榕[21]在白藜芦醇苷调控肝癌细胞系SMMC 7721 和 HepG2肝癌细胞系增殖能力的分子生物学机制中，发现模型组动物肝癌细胞组织中长链非编码RNA HULC 的表达较正常组明显升高，并且发现白藜芦醇苷能够通过调控HULC的表达抑制肝癌细胞的增殖和侵袭。赵军艳[22]研究发现苦参碱和氧化苦参碱也能显著抑制肝癌细胞SMMC 7721增殖，促进其凋亡的机制可能与下调stat3、stat5的基因表达和抑制细胞信号转导通路有关。徐成坤[23]等在白杨素(由木蝴蝶中提取)诱导肝癌Hep 3B细胞凋亡机制研究中，发现白杨素可能通过刺激ROS的生成激活ASK1，导致JNK活化，进而上调 Bim表达，并最终促进Hep3B细胞凋亡。单长民[24]在探讨紫杉醇诱导肝癌HepG2细胞凋亡时miRNA的作用研究中发现紫杉醇诱导HepG2细胞凋亡时，miR-224表达上调，上调的miR-224可能作用其靶基因从而影响肝癌细胞的凋亡途径。刘伟峰[25]探讨了冬凌草甲素通过调控miR-125a诱导肝癌细胞Hep G2凋亡以及相关机制，发现冬凌草甲素能浓度依赖性地抑制 Hep G2细胞的增殖，冬凌草甲素可通过上调miR-125a，使VEGF表达减少，而诱导肝癌细胞Hep G2凋亡。张国铎[26]研究发现延胡索总生物碱可以通过上调let-7a及下调miR-221、miR-222的表达，对肝癌细胞增殖具有明显的抑制作用。张斌[27]研究发现健脾解毒方中对二乙基亚硝胺可减少大鼠肝癌动物模型腹水形成、降低肝脾指数和死亡率，其作用机制可能与下调miR-199a的表达有关。

2.4 中医药对HCC组蛋白修饰的作用 在现有的研究中，中医药防治恶性肿瘤的组蛋白修饰作用研究报告很多，但是有关中医药在干预HCC组蛋白修饰作用的研究却很少。据研究发现，姜黄素可以作用于人肝癌细胞株HepG2，通过降低组蛋白去乙酰化酶1(HDAC1)的水平，促进P21WAF1/CIP1蛋白的表达，抑制细胞增殖[28]。现代研究已经证明组蛋白修饰的表达和功能异常与HCC的发生、发展有密切的关系，而且已经研制出一些对组蛋白修饰酶相关抑制剂的药物，比如帕比司他、丁酸钠等。祖国医学博大精深，中医药在防治HCC表观遗传学中的DNA甲基化和非编码RNA的调控作用研究已经取得了一定的进展，随着分子生物学和科学技术的发展，相信在未来关于中医药干预HCC组蛋白修饰的作用会有更大的突破，使中医药防治HCC的表观遗传学取得更大的发展。

3 结语

中医学注重整体观，讲究从整体调节各脏腑经络的功能，以达到阴阳平衡状态。中医对HCC在几千年前就有了充分的认识，在临床疗效上(如改善放、化疗不良反应，抑制癌细胞生长，延长患者生存期等)也有独特的优势。从中医整体观防治HCC是祖国医学的优势所在。虽然现在中医药防治HCC在表观遗传学领域的研究仍处在起步阶段，但是，随着现代生物技术的进一步发展，表观遗传学与中医药研究进一步有机融合，中医药在防治HCC方面有着广阔的前景。

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