HBx基因与乙型肝炎病毒相关性肝癌的关系

王 琳 童章隆 叶 园 李 妍

(吉林医药学院基础医学院生物化学教研室，吉林 吉林 132013)

肝细胞癌(HCC)患者大多伴有乙型肝炎病毒(HBV)感染，且基本都经历了“乙型肝炎-肝硬化-HCC”的发展三部曲过程。研究显示，通过提高对HCC的监视和新治疗方案的发展，HCC患者3年、5年、10年累积生存率分别是62.1%，44.3%和20.5%〔1〕。HBV感染是引起HCC发生发展的重要生物因素。由HBV x基因(HBx)编码的乙肝病毒X蛋白(HBX)是一种多功能蛋白，与HCC的发生发展关系密切。研究HBx基因作用靶点和作用机制，对进一步了解和治疗由HBV感染导致的HCC有重要作用。本文综述HBx基因与HBV相关性HCC的关系。

1 HBx基本结构及功能

HBx基因是HBV基因组中最小的开放性读码框，位于HBV基因组中的1 374～1 838 bp处，全长为435～462 bp，包括四段重叠开放读码区，分别编码病毒折叠(pre-S1/pre-S2/S)，核心蛋白(pre-C/C)，病毒聚合酶和HBX蛋白。这段基因包括4个启动子，2个增强子区域(Enh1，Enh2)和2段正向重复序列(DR1，DR2)〔2〕。HBx基因不与双链DNA直接作用，而是通过调控宿主细胞遗传物质的转录，与蛋白直接作用或诱导蛋白降解，进而影响靶蛋白功能，在肝细胞恶性病变中发挥重要作用。

2 HBx基因促进HCC的发生发展

HBX蛋白被认为是一种在HBV诱导肿瘤形成过程中至关重要的蛋白。研究表明〔3～5〕，HBx基因既能在细胞核内与多种转录因子相互作用〔如AP-1、AP-2、核转录因子(NF)-κB和环磷酸腺苷(cAMP)〕，又能在胞质内影响各种信号转导通路〔如蛋白激酶B(AKT)、Wnt/β-链蛋白(catenin)、NF-κB、Janus的非受体酪氨酸激酶(JAK)/信号传导及转录激活因子(STAT)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)、Ras、Raf和应激活化蛋白激酶(SAPK)/c-Jun氨基末端激酶(JNK)等〕。

2.1HBx基因与RPB-5介导蛋白(RMP)基因的协同作用 RMP是一种对HCC细胞增殖有影响的癌基因。研究发现〔6〕，HBx并不影响RMP的表达，而是在HBV感染，HBx基因表达后，以RPB-5为靶点(这与RMP基因有关系)，内源性细胞癌蛋白RMP和HBX之间的相邻位置和相互作用导致它们在功能上的协同作用，共同抑制HCC细胞凋亡，促进致癌作用。研究发现〔7〕，在HBV复制的小鼠模型中，小剂量的RMP对HBV转录和依赖HBx的复制均有抑制作用。这种作用或许可以促使RMP基因成为分子靶向治疗的一个候选靶点。

2.2HBx基因对阳离子氨基酸转运蛋白(CAT)-1基因的调控 CAT-1是由SLC7A1基因编码的一种miR-122的靶点，它可以将L-精氨酸转运至细胞内，L-精氨酸是一种多胺和一氧化氮(NO)的前体，多胺和NO可以帮助调控细胞分化和增殖，对人HCC细胞存活有重要作用。由于CAT-1的表达在胚胎期的肝脏中最高，而在成年之后几乎不存在，因此CAT-1在肝癌细胞株中的过表达有重要意义。有研究发现〔8〕，HBx基因可以通过减少Gld2蛋白表达，下调肝癌组织中miR-122的水平。研究表明〔9〕，miR-122水平降低可以诱导CAT-1过表达，促进HCC生长、增殖和侵袭。

2.3HBx基因与缺氧诱导因子(HIF)-1α HIF-1α是缺氧条件下广泛存在于哺乳动物体内的一种转录因子，是调节细胞内氧代谢的关键因子之一，其中HIF-1α是主要的氧调节亚基，对维持肿瘤细胞的能量代谢，新血管生成，肿瘤侵袭和转移，介导肿瘤化疗耐药起重要作用。希佩尔林道病肿瘤抑制蛋白(pVHL)是一种针对HIFs的E3连接酶〔10〕。研究发现〔11〕，HBX可以通过直接结合pVHL，进而抑制pVHL与HIF-1α的结合，导致E3泛素化水解酶介导的HIF-1α蛋白降解受阻，从而上调HIF-1α的表达，促进HCC的发生、发展，导致预后不良。

2.4HBx基因中DNA甲基转移酶(Dnmts)的作用 Dnmts主要分为Dnmt1和Dnmt3两大类。其中，Dnmt1主要负责保持细胞复制时基因的甲基化状态；Dnmt3包括Dnmt3a、Dnmt3b，主要负责当没有细胞分裂时基因重新甲基化〔12〕。RIZ1基因属于组蛋白甲基转移酶家族的一种肿瘤抑癌基因，RIZ1启动子区能与Dnmt1蛋白结合，使其从半甲基化状态变为完全甲基化状态，HBx可以通过下调miR-152来增强Dnmt1的表达，最终导致RIZ1启动子区高甲基化，沉默其表达〔13〕。分泌型卷曲相关蛋白(SFRP)属于分泌型糖蛋白家族，有肿瘤抑制功能〔14〕。HBX可以诱导Dnmt1富集于SFRP1、SFRP5启动子区。Runt相关转录因子(RUNX)3是一种抑癌基因，在HCC等实体肿瘤的发生发展中发挥重要作用。研究发现〔15〕，HBx通过促进由Dnmt3a介导的RUNX3启动子区域高甲基化从而抑制其表达。P16INK4A是一种抑癌基因，在HCC及其他多种肿瘤中存在异常甲基化现象。由此可见，HBx总是通过促进Dnmts，从而抑制抑癌基因的表达，促进HCC的发生发展。因此，进一步认识Dnmts对研究抗HCC药物有重要作用。

2.5HBx-NF-κB-SHP2通路 Bard-Chapeau等〔16〕首次揭示了HBx或NF-κB的过表达通过NF-κB与SHP2启动子结合导致了非受体酪氨酸磷酸酶SHP2的表达增加，因此SHP2的表达很大程度上取决于NF-κB的活动。SHP2作为NF-κB的靶点，可能是一个炎症标志物，它的表达在纤维化和HCC发展早期过程中可以保持或升高，并且在有炎症的肝脏中SHP2和信号转导和STAT3通路可同时被激活，HBx-NF-κB-SHP2通路和信号转导和STAT3信号之间是竞争关系。在HCC发展中SHP2是一种肿瘤抑制因子，然而，根据Peng等〔8〕报道，在HCC发生后，SHP2损耗可以使增殖和炎症反应之间的平衡倾斜，可能加速HCC发展。

2.6HBx对P53蛋白的调控 p53基因定位于17p13.1，编码具有蛋白质-蛋白质结合功能的P53蛋白。该基因及其表达产物分为野生型和突变型两种。P53蛋白的主要生物学功能为引起细胞周期阻滞，诱导凋亡和促进分化〔17〕。p21作为p53基因的下游转录激活产物，可以阻滞G1期，修复损伤的DNA。研究表明〔18〕，当HBX与p53结合后，可导致HBXAg与P53蛋白形成复合物，P53蛋白失活，活化p21的功能减退，因此通过p53激活p21来修复损伤DNA的途径进一步受阻，最终导致细胞恶性表型增加。

3 HBx抑制HCC的发生发展

HBx是一种多功能病毒调节蛋白，对HCC具有促进和抑制的双重作用。HBx主要通过较强的反式激活作用，通过参与基因转录、细胞周期和凋亡的调控等多种途径，广泛参与病毒的复制、宿主细胞的基因表达和调控、蛋白质降解及细胞信号转导等过程，可作为抑制HBV相关性HCC发生发展的重要靶点。胡威等〔19〕研究发现，HBx通过上调DR4和DR5的表达，促进肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体(TRAIL)诱导的HCC细胞凋亡，C端(1～120 aa)截断的HBx突变在HBV相关的HCC细胞中普遍存在〔20〕，且TRAIL诱导的HCC细胞凋亡是由HBx突变体所调控的。