Hippo信号通路与肝癌的研究进展

刘晓龙，许 洋，张雅敏

肝癌是临床最常见恶性肿瘤之一，全世界每年约100万人死于肝癌[1]，也是继肺癌之后的癌症死亡的第二大原因，其发病率和死亡率在恶性肿瘤中分别位居第5位和第2位[2]。我国是肝癌高发地区，男性患者多于女性，70%肝癌患者发现时已进入晚期[3]，和/或合并肝硬化，由于肝细胞癌对化疗不敏感，导致患者的总体预后差。手术切除、局部消融以及肝移植治疗是肝癌目前临床主要使用的根治性治疗方式，但绝大多数肝癌患者首诊时已处于晚期，失去了根治性治疗的机会，且术后易复发和转移[4]。临床资料统计肝癌患者的5年生存率＜5%[5]。

目前肝癌的发病机制尚不十分清楚，近年细胞信号通路对其形成、发展的调节作用备受关注。Hippo信号通路在20世纪90年代由国外学者提出，首先在果蝇体内发现，其组成、生物学功能以及分子作用机制在进化过程中高度保守[6]。Hippo信号通路的主要功能是限制细胞的生长增殖及诱导细胞凋亡，维护并调控机体的内环境稳定和组织器官大小[7]。信号通路不能激活或作用下调利于肿瘤的发生，信号通路的组成成分中包括多种抑癌基因和候选癌基因，其中RASFF、MER等抑癌基因在一些人类肿瘤细胞系中突变失活或缺失，而候选癌基因YAP在多种肿瘤中表达异常增加[8]。同时Hippo信号通路与Wnt信号通路、Notch信号通路等相互作用，在肿瘤的形成、发展过程中发挥了关键调控作用[9]。随着Hippo信号通路对肝癌的形成、发生机制的深入探索，有可能成为临床防治肝癌的新靶点之一。本文综述了Hippo信号通路相关信号分子在肝癌发生发展中所起到的作用。

1 Hippo信号通路的研究和作用概述

Hippo信号通路最初是在果蝇属中发现，与细胞增殖生长、凋亡及器官大小等调控相关[7]。20世纪90年代Hippo通路的 4个核心组件 Warts（Wts）、Hippo（Hpo）、Salvador（Sav）以及 Mob as tumour suppressor（Mats）逐一被发现。21世纪以来科学家们对Hippo信号通路进行了深入探讨陆续发现了许多其他相关基因，认识到该通路是一组激酶链，由一系列蛋白激酶以及转录共激活物等组成[10]。当前认为Hippo 信号通路由3大类分子结合而成，且这些分子具有类似功能：核心分子如Mstl/2、Savl、Mobl、Latsl/2，上游调节分子包括Kibra、Mer、Ex等，主要效应分子有Yki/Yap；其中核心分子以及上游调节分子为抑癌基因，主要效应分子属于癌基因[3]。

生理情况下，Hippo信号通路利用细胞增殖与凋亡之间的动态平衡，对组织器官发育成熟和肿瘤的产进行了有效控制，并维持内环境的稳定[11]。Hippo信号通路的核心作用是失活主要效应分子，进而使转录辅因子失去效应，阻断增殖相关基因cy clinE、CylinDl、CTGF等的表达[3]。研究证实，Hippo信号通路的相关基因突变或缺失，使通路的调节作用失活，导致细胞无限制增殖，同时抑制细胞凋亡，加快了肿瘤的恶性发展，对患者的预后产生严重不良影响[12]。Hippo信号通路中任一基因发生缺失、突变等异常，将打破细胞的增殖与凋亡间的动态平衡，为肿瘤的形成、发展提供了契机[13]。Hippo信号通路与其他信号通路存在不同程度的交联作用，具有复杂多变等特点，因此通过对其他信号通络的参与调节可能在癌细胞的形成中发挥了作用[9]。目前Hippo 信号通路已被证实参与包括肝脏在内的多个器官肿瘤的发生。

2 Hippo信号通路与肝癌的发生及进程

2.1 Hippo信号通路对肝脏生长发育的影响 哺乳动物的肝脏具有强大的再生能力，切除70%的肝组织后也余下肝脏组织细胞能在几天之内通过增生以恢复。Grijalva等[14]检测在已切除70%肝脏动物模型发现，细胞核内YAP靶基因的表达和活化水平在肝脏切除24 h内明显升高，且在肝细胞再生启动之前会持续升高72 h，而Hippo信号通路中的核心组件Mstl/2、LatSl/2及Mobl活化水平显著降低，余下30%肝脏大概在7 d内恢复时细胞核内YAP及其靶基因水平又恢复至生理水平。文献报道Hippo信号通路将上游的转录信号通过级联反应并使下游靶点或分子发生磷酸化，使细胞核剔除掉失去活性的YAP因子，转变信息为抑制生长发育的信号，以对细胞数量和器官大小达到有效控制[15]。如在肝脏的生长发育过程中，Hippo信号通路可改变YAP因子的正常行程，对肝细胞的生长起到抑制效应，同时促进肝细胞凋亡，达到控制肝脏大小及抑制肝脏肿瘤发生的效果[16]。

2.2 Hippo信号通路各组件表达水平对肝癌形成的作用 Hippo信号通路具有调节干细胞的自我更新和增殖的能力，维持肝脏细胞处于静止状态，而Hippo信号通路中其他调节因子突变或缺失，可能引起组织器官发育异常以及肿瘤的形成[16]。

2.2.1 YAP是Hippo信号通路中关键的致癌调节因子 研究表明，多种肿瘤细胞中的YAP表达明显增加，下调YAP mRNA高表达对抑制癌细胞生长起到关键作用[17]。活化YAP因子能够上调H19、Ki267、2myc、AFP、SOX4等细胞增生基因以及Survivin、cIAP-1等凋亡抑制基因，进而打破机体内的细胞动态平衡，为肿瘤的发生、发展提供内环境[3,18]。Liu等[19]报道了YAP基因是一种肝癌预后的独立危险因子，MicroRNA-375可通过抑制Hippo信号通路中的YAP，防止控性YAP蛋白增多，最终对肝癌细胞的增殖、侵袭起到抑制效果。Xu等[20]采取免疫组织化学、定量聚合酶链反应、蛋白免疫印迹等方法测定177例癌组织及癌旁正常组织YAP的表达，发现62%肝癌病例中YAP都明显升高，且YAP主要表达于肿瘤的核心位置，同时肝癌组织中YAP高表达与肿瘤的低分化程度和体内高甲胎蛋白水平存在明显相关。Li等[21]对105例行肝脏移植术的原发性肝癌患者分析证实，YAP表达阴性的肝癌患者肝移植术后的无病生存率显著高于YAP表达阳性的肝癌患者，采取多因素COX回归分析发现肝癌组织中YAP表达是肝癌患者肝移植术后无瘤生存率的独立预测因子之一。Xu等[22]通过体外细胞培养移植实验证实，提取鼠胚胎的肝癌干细胞，将其接种于实验鼠，能够诱发肝癌的发生，测定肿瘤细胞中YAP基因发现实验鼠体内表达明显升高。这些研究均表明Hippo信号通路的YAP基因表达水平与肝癌形成有着密切联系。

2.2.2 Hippo信号通路其他因子对肝癌发生的作用 YAP是细胞恶性增殖和逃避凋亡的关键调节因子，但Hippo信号通路可抑制YAP活性，研究显示Hippo信号通路的其他核心因子或上游因子产生功能障碍或突变，可能通过对YAP相互作用参与肿瘤的形成相关[23]。Wang等[24]在研究人肝癌组织中YAP水平与肿瘤抑制基因1水平关系发现，肝癌组织中表达的YAP水平较癌旁正常组织显著升高，且肝癌细胞系中过表达的YAP与肿瘤抑制基因1的表达呈负相关，推测肝癌的形成可能与Hippo信号通路下调YAP活性联系密切。哺乳动物Hippo信号通路中，Mstl/2依赖于Savl的介导才可活化，在Savl功能失活动物模型中肝脏发生进行性增大，长期监测可发现多个肿瘤病灶，而Mstl/2同时失活也可观察到与上述类似的结果，提示了Mstl/2同时失活或Savl失活可能破坏了Hippo信号通路控制器官大小的功能，引起肝细胞的过度增殖，导致肿瘤形成[25]。

2.3 Hippo信号通路与卵圆细胞对肝癌发生的作用 在成年哺乳动物中干细胞以卵圆细胞形式存在于终末小胆管，具有多潜能分化能力，可分化为肝细胞和胆管上皮细胞[26]。生理状况下成人肝脏中的卵圆细胞含量甚微或不存在，当肝组织受遭受损害且残存肝细胞再生能力障碍时，肝组织内的肝卵圆细胞发生增殖、分化，对受损的肝脏起到修复作用[26]。然而，一些研究认为卵圆细胞在肝癌形成过程中普遍、最早发生，其具有的多潜能分化能力与肝癌的形成联系密切[27]。研究表明[25]，Hippo信号通路与卵圆细胞的增殖、分化联系密切。Lee等[28]特异性敲除动物的WW45，发现动物肝脏较正常情况下明显增大，同时肝脏内卵圆细胞数量明显增多及肝脏内YAP呈超活化态式，YAP在内的Hippo通路的核心因子主要聚集在WW45敲除动物肝脏卵圆细胞的丰富位置，最终检测显示动物肿大肝脏最终发展为具有肝细胞癌和胆管上皮癌混合表型的肿瘤，推测这些肿瘤起源于卵圆细胞。因此，哺乳动物Hippo信号通路可能抑制卵圆细胞增殖，控制肝脏大小，利于阻碍卵圆细胞衍生的肿瘤形成。

3 展望

总体而言，Hippo信号通路在果蝇研究中发现，可调节细胞增殖、凋亡以及器官大小，具有高度保守特点，其中Hippo信号通路中重要组件YAP 等作为癌基因在肝脏肿瘤中高表达，也是促进肝癌形成、发展以及转移的重要调节因素，可能成为肝癌治疗的新靶点。Hippo信号通路失活在肝癌形成过程中除了导致肝细胞过度增殖和凋亡障碍之外，也可诱发多分化潜能的与肝癌形成有关的卵圆细胞过度增殖。本课题组检测原发性肝细胞肝癌患者外周血甲胎蛋白（AFP）mRNA 表达发现，AFP mRNA表达呈阳性，表达量为57～10 400 copy/μ g，临床TNM分期为Ⅲ～Ⅳ期患者的AFP mRNA阳性表达率明显高于Ⅰ～Ⅱ期患者，脉管浸润患者AFP mRNA表达显著高于无脉管浸润者，肝移植术前AFP mRNA阴性组无瘤生存及总体生存明显高于AFP mRNA阳性组，提示了AFP mRNA 表达水平是肿瘤复发的危险因素，也是术前可能存在肝外微转移的有效指标[29]。然而Hippo信号通路对原发性肝癌患者AFP表达有调节作用吗？值得探讨。此外，Hippo通路激活和调节的机制可能与其他肝癌形成相关信号通路如Notch、Wnt、UPR等相互作用，参与肝癌的发生发展过程。截止目前，Hippo信号通路与肝癌形成的机制仍需进一步探讨，尽管如此，既往研究显示抑制YAP/TAZ活化可能成为新的治疗肝癌的手段。