SOCS3在肝胆管肿瘤中作用的研究

杨松林 邹 浩 张小文

目前恶性肿瘤的发生率呈逐年上升趋势，恶性肿瘤发生、发展的分子机制越来越受到重视，恶性肿瘤中细胞过度增殖的状态与细胞周期、细胞增殖等生长调控有关的分子物质密切相关。越来越多的研究证实Janus 激酶/信号转导因子和转录激活因子(Janus kinase/signal transducer and activator of transcription，JAK/STAT) 细胞信号转导途径通路在各种恶性肿瘤发生、发展起重要作用。 近年来，发现一类与细胞信号转导有关的因子，名为细胞因子信号转导抑制因子(suppressor of cytokine signaling，SOCS) 通过负调控JAK、STAT蛋白的活化时间和强度对细胞因子信号转导进行准确调节而影响肿瘤发展[1]。

SOCS 蛋白是1997年发现的细胞信号通路负性调控因子。SOCS 是一个大家族，其成员包括SOCS-1～7 和细胞因子诱导的含SH2 结构的蛋白(cytokine inducible SH2 containing protein，CIS)。SOCSs家族是细胞因子信号转导的重要负调控因子，是JAK/STAT通路的重要细胞因子信号转导抑制剂。JAK/STAT通路的激活导致酪氨酸磷酸化的STAT3，STATs不仅作为转录诱导因子，而且通过表观遗传修饰影响基因表达，诱导上皮间质转化，生成促肿瘤发生的微环境，促进肿瘤干细胞的自我更新和分化，促使肿瘤侵袭转移。参与肿瘤的发生、发展过程，包括增殖、分化、凋亡、对细胞毒性药物的敏感度调节、血管生成、免疫细胞的募集和转移，使得JAK/ STAT通路成为肿瘤药物开发和癌症治疗的热门靶点[2]。

研究报道，SOCS3的启动子甲基化可以作为一些肿瘤的诊断和预后的潜在生物标志物[3]。启动子甲基化引起的IL-6/JAK/STAT3信号通路中最重要的负调控因子SOCS3的沉默促进了细胞增殖、抗凋亡、迁移和侵袭，参与了许多癌症的癌变过程[4]。在多种癌症中，包括骨髓瘤、黑色素瘤、膀胱癌、肝癌、胃癌和结直肠癌等，已发现与SOCS蛋白沉默相关的高甲基化[5]。近年来在其功能以及临床研究等方面都取得了新的进展。本文就SOCS3在肝胆系统肿瘤中的作用研究做一综述。

一、SOCS3 与肝细胞癌

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是世界范围内临床疗效较差的最常见的癌症之一，在国内肝癌是第4位最常见的癌症，也是男性和女性癌症相关死亡的第三大原因,其主要的治疗手段是手术治疗，但由于肝细胞癌早期诊断困难，晚期诊断导致失去了手术治疗的最佳时机及机会[6]。尽管近年来诊断和治疗技术不断进展，但肝癌患者的临床预后仍然很差[7]。

最近的研究表明DNA甲基化是肝脏癌变的主要分子机制之一。越来越多的证据显示，HCC肿瘤表现出与主要危险因素和肿瘤进展相关的特异性DNA甲基化特征[8]。IL-6/JAK/STAT3是炎症相关的信号通路，在肝癌发生过程中起重要作用[9]。细胞因子信号转导抑制因子3(SOCS3)是该信号转导通路的负调控因子，它抑制STAT3的活化和下游靶基因的表达，从而抑制细胞恶性转化，促进细胞凋亡[10]。肝癌的发生、发展与慢性炎症密切相关，炎症相关信号通路JAK/ STAT通路在这一进程中发挥着重要的作用[11]。HCC的发生、发展中，常发现SOCS3沉默，而JAK/ STAT信号通路持续性激活[12]。SOCS3沉默是一个重要的预测因子或不良的生存状态，提示SOCS3可能在限制晚期肝癌进展中起特殊作用[13]。

Wei等[14]开展的研究对大量肝脏疾病标本中的组织SOCS3和相应的循环DNA的启动子甲基化状态进行了研究，并对其临床意义进行了分析。研究发现，SOCS3在任何良性肝病和正常肝组织中均未甲基化，其甲基化开始出现在肝硬化中，然后从非肿瘤组织逐渐增加到HCC组织，SOCS3的异常甲基化倾向于在肝癌发生过程中积累。循环DNA中SOCS3甲基化状态与组织DNA一致，SOCS3在血浆游离DNA中的甲基化状态可以正确地反映组织DNA，并作为慢性肝病监测的无创性潜在生物学标志物，可作为筛选肝癌高危个体的有效无创分子标志物，并预测肝癌患者在部分肝切除术后早期肿瘤复发。

另外，肝细胞癌患者由于晚期诊断，许多患者失去了肿瘤切除的时机。经动脉化疗栓塞(TACE)是一种新的动脉内导管化疗方法，它选择性地将细胞毒性药物与动脉栓塞结合在肿瘤床上。对于那些失去手术治疗时机的患者，TACE目前被认为是标准治疗的一部分[15]。在接受TACE治疗的HCC患者中,SOCS蛋白家族中的SOCS3有着独特作用。研究发现SOCS3甲基化状态与TACE应答和预后密切相关，在SOCS3甲基化患者对TACE治疗反应差。目前认为SOCS3通过JAK信号转导、转录激活因子、NF-κB和黏着斑激酶(FAK)信号通路抑制细胞因子信号转导。SOCS3甲基化沉默通过促进JAK/ STAT和FAK信号转导促进细胞生长和细胞运动[16]。Jiang等[17]开展的研究中，肝癌组织中SOCS3 mRNA的表达水平明显低于癌旁组织，65.8%的肿瘤组织呈高甲基化状态，与肿瘤分级、TNM分期、远处转移、AFP水平增高、治疗反应差有关。肝癌细胞中SOCS3的甲基化可能通过上调细胞因子信号通路和抗凋亡作用而导致癌细胞存活，进而导致TACE治疗的不良反应。SOCS3甲基化状态与TACE治疗反应以及HCC患者的生存密切相关，提示SOCS3甲基化状态可作为预测肝癌患者TACE治疗反应和预后的标志物，对接受TACE的HCC患者的生存率有很强的相关性，提示SOCS3甲基化状态可用于肝癌患者TACE的预后判断，有助于新技术的临床应用。

HCC是一种复杂的异质性肿瘤，其发病机制可能涉及不同的环境和遗传因素。遗传因素可能在肝癌的发病机制中起着关键作用，HCC的分子发病机制包括一个多步骤的过程，是各种异常基因和表观遗传变化的积累。其中基因多态性参与多种肿瘤的发生、发展过程，SOCS3基因定位于染色体17q24c17q25，Jiang等[17]研究发现3个基因多态性，包括RS469170、RS80648、RS12953258，RS469170的HCC保护性等位基因A与较高的SOCS表达相关，在肝癌患者中发现SOCS3表达减少，认为A/G等位基因可能通过影响转录因子结合而影响SOCS3的表达，SOCS3基因RS469170A> G多态性可能与HCC的发病有重要的关系。

He等[12]通过细胞学实验研究发现肝癌细胞系中印记位点结合因子(BORIS)在肝癌作为一个表观遗传调控因子，可特异性结合在 SOCS3启动子区，通过改变SOCS3基因近端启动子区DNA甲基化和组蛋白甲基化修饰来调控该基因的表达，进而影响HCC的发生、发展进程。

二、SOCS3 与胆管癌

胆管癌(cholangiocarcinoma,CCA)是肝细胞癌后位居第2位的常见的原发性肝胆恶性肿瘤，多发生在40岁以上成人，男性略高于女性[18]。按所发生的部位可分为肝内胆管癌(intrahepatic cholangiocar- cinoma，ICC)和肝外胆管癌(extrahepatic cholangiocarcinoma)两大类。

胆管癌来源于胆管上皮细胞或肝祖细胞。流行病学研究表明，CCA的发生率在全球范围内呈上升趋势，约占消化道恶性肿瘤的3%。CCA是一种侵袭性肿瘤，导致转移性性播散，预后差。目前，CCA治疗如化学治疗和放射治疗的疗效是有限的。唯一的治疗方法是手术干预，但胆管癌术后5年生存率不足5%，且大多数患者被诊断时已失去最佳手术时机[19]。因此，发现有效的生物标志物预测预后，以确定CCA肿瘤发展和进展的分子机制，显得尤为迫切。

慢性胆管炎症是CCA的一个确定的危险因素,在慢性炎症期间，JAK/STAT通路通过调节各种重要的过程，包括先天和适应性免疫功能和胚胎发育，以及细胞增殖、分化和凋亡[20]。在CCA和其他癌症的炎性环境中发挥着不可或缺的作用,相关研究表明JAK/STAT通路在调节人胆管上皮细胞迁移中的关键作用[21]。

白细胞介素-6(IL-6)是由多种细胞类型包括自分泌和旁分泌的胆管细胞在肝脏中产生的主要促炎细胞因子之一。对于胆管癌生物学，IL-6是关键的生长因子[21]。CCA患者恶性胆管细胞和血清中IL-6表达上调有关[22]。IL-6通过激活JAK /STAT信号参与促进人胆管上皮细胞的增殖和迁移。而SOCS3作为负反馈调节器，通过人的CCA细胞系中的经典反馈回路来控制JAK/STAT通路与细胞增殖和迁移的关系。有研究表明，SOCS3的表达在CCA细胞缺乏白细胞介素-6(IL-6)刺激的情况下，可以减少肿瘤转移、上皮间质转化(EMT)标记和STAT3活化的表达。而SOCS3的高表达可以减少C6细胞中IL-6刺激的肿瘤转移、EMT标记和STAT3活化[23]。

由于启动子甲基化的表观遗传机制，SOCS3的下调已被认为是肿瘤增殖和迁移的关键因素，通过启动子甲基化降低SOCSs蛋白的表达有助于STAT3在肿瘤中的持续酪氨酸磷酸化。SOCS3表达的缺失在多种恶性肿瘤中已有报道[24]。在胆管癌中的作用机制在以前的研究中也得到证实。

SOCS3作为经典反馈回路的一部分，SOCS3表达通过抑制其磷酸化与STAT活化竞争，其磷酸化是通过刺激细胞因子或生长因子介导的。再者，SOCS3结合细胞因子受体，含有JAK-近端位点，导致JAK抑制。此外，SOCS3在STAT3活化和慢性炎症过程中起负调节作用。在肝脏、肺和鳞状头颈部肿瘤以及一些血液系统恶性肿瘤中，SOCS3作为经典的肿瘤抑制因子发挥作用。

A20又称肿瘤坏死因子诱导的蛋白3(TNFAIP3)，是一种锌指蛋白，在炎症和免疫调节中起着关键性的负作用。最近发现在肝再生和修复中，A20最有可能以miR203依赖的方式通过降低SOCS3表达增加JAK STAT3增殖信号。

SOCS3在调节炎症过程中JAK/STAT信号在CCA的发展中起着重要的作用，从而预测CCA患者的预后。而A20通过上调miR203水平调节JAK/STAT通路，降低SOCS3 mRNA的表达。研究表明SOCS3和A20可以作为CCA的预后生物标志物，与SOCS3水平高的患者比较，低SOCS3水平的患者总生存率明显差，而高A20水平的患者比低A20水平的患者的总生存率更差。A20和SOCS3在CCA中作为一种新的预后生物标志物提供了重要的信息，并且可以被认为是未来CCA治疗的新的治疗靶点。

三、展 望

SOCSs家族是细胞因子信号转导抑制因子，可以抑制多种信号通路的活性。SOCS3 作为 JAK2 /STAT3 信号通路的负性调控因子对肿瘤的侵袭和转移起重要作用。目前的研究显示SOCS3 在多种肿瘤中普遍呈现高甲基化的状态，表达降低，导致其对JAK/STAT信号通路的抑制作用消失，STAT持续被磷酸化激活，从而导致肿瘤的发生，高表达SOCS3是一个良好的预后因素，与肿瘤体积和转移呈负相关。近年来的研究发现JAK2 /STAT3/SOCS3在人类多种恶性肿瘤发生、发展过程中起重要作用，可能作为一种非侵入性的潜在生物标志物进行肝胆管恶性肿瘤的监测、预警以及恶性程度和不良预后判断，靶向药物潜在治疗靶点，进一步研究 SOCS3在肝胆管系统肿瘤中的作用机制，提高肝胆管恶性肿瘤的诊治水平，改善肝胆管肿瘤的治疗及预后，对肝胆管系统肿瘤治疗将具有重要意义。