中医药对肝癌信号通路的调控作用研究进展

陆小丽，曹文富，刘华宝,2*

（1.重庆医科大学中医药学院，重庆 400016；2.重庆市中医院肝病科，重庆 400021）

0 引言

肝癌是人类最常见的第六大恶性肿瘤，在2018年的全球死亡率中排名第四[1]。据统计，中国每年约10万人死于肝癌，占全球因肝癌死亡人数的45%[2]。肝癌临床治疗困难，目前的治疗方案有手术治疗如肝切除术、肝移植术、局部消融、放射治疗、分子靶向、肝动脉介入化疗及全身化疗等，但疗效有限，不良反应较多，5年生存率较低。近年来，中医药在我国肝癌患者治疗的各个阶段均得到了广泛应用，不仅在针对于肿瘤治疗方面，而且在改善患者整体状况，维护和提高患者生存质量，降低复发转移和延长患者生存时间等方面已显示出一定优势，因此受到众多医家和患者越来越多的关注与重视。本文系统综述了中医药对肝癌主要信号通路的调控及其对细胞活动的影响，为中医药治疗肝癌提供参考。

1 肝癌的中医病机研究

传统中医并无“肝癌”病名的记载，根据临床表现及不同发展阶段，可归属于肝积、鼓胀、癥瘕、积聚、岩等范畴。肝癌在不同时期病机不同，各家观点与侧重点也不尽相同，但大都认为人体正气不足、气血亏虚，导致阴阳气血失和，脏腑功能紊乱，并在邪气的影响下出现气滞、血瘀、湿聚、痰结等一系列的病理变化，因此本虚标实，虚实夹杂，癌毒胶着为肝癌总的病因病机[3]。

2 对Wnt /β-catenin信号通路的调控

2.1 Wnt /β-catenin信号通路

Wnt基因是在探讨小鼠乳腺肿瘤病毒转录机制过程中被发现的，最初命名为Int-1，后来发现果蝇无翅基因（Wingless）和Int-1是编码同一种蛋白的同源基因，因此将两个基因的名称简并为Wnt[4]。非经典的Wnt信号通路有Wnt/PCP通路（Wnt-JNK通路）、Wnt/Ca2+通路等；经典的wnt信号通路为Wnt/β-catenin。在无Wnt刺激时，肝细胞内β-catenin水平很低，这是因为轴抑制蛋白（Axis Inhibitor,Axin）2 、结 肠 腺 瘤 息 肉 蛋 白（Adenomatous Polyposis Coli, APC）、糖原合成酶激酶3（GSK3）以及酪蛋白激酶1α（CK1α）形成复合体，使β-catenin磷酸化并降解；而当Wnt配体与卷曲同源物（Frizzled）及低密度脂蛋白受体相关蛋白 5 /6（LRP5/6）结合，形成 Fz-LRP6复合体，活化胞内Dv1蛋白，并与 Axin 结合，抑制GSK3与LRP6结合和磷酸化，使得胞质内的β-catenin聚集，转入细胞核中与核转录因子TCF/LEF结合，激活cyclin Dl、c-myc、E-cadherin、AXIN2、DKK1、MMP-7等下游靶基因[5]。持续激活导致细胞异常增殖和迁移，参与肿瘤的发生。越来越多的证据表明，Wnt/β-catenin信号通路的异常激活在肝癌发生中起重要作用[6]。

2.2 涉及Wnt /β-catenin通路的抗肝癌中药及复方

吕君等[7]研究黄芪多糖抑制HepG2的增殖和及诱导凋亡的机制，发现β-catenin、c-myc、Cyclin D1 mRNA的表达降低，凋亡因子Caspase-3活性增加，Bcl-2表达抑制，与黄芪多糖调控Wnt /β-catenin通路相关。

文彬等[8]用鳖甲煎丸处理肝癌细胞HepG2，运用免疫荧光技术、双荧光素酶检测法、RT-PCR及Western blot技术检测，发现HepG2细胞核中β-catenin表达降低，β-catenin/TCF4复合物的活性受抑制，cyclin D1、MMP-2的表达下调，肝癌细胞生长、粘附和转移均受到抑制。

贾文燕等[9]研究发现鳖甲煎丸浓度依赖性地使HepG2细胞发生G1期细胞阻滞，抑制β-catenin在Ser675位点的磷酸化，进而减少β-catenin的入核，下调COX-2水平，达到抑制促转录的作用，阻断肝癌细胞周期进展，抑制增殖。

程紫莹[10]发现鸦胆子苦素D（BD）能显著抑制Wnt /β-catenin通路的转录活性，促进β-catenin降解，下调靶基因Jaggedl表达，并对索拉菲尼抗癌起协同增效作用。

3 对Notch信号通路的调控

3.1 Notch信号通路

Notch信号通路由 Notch受体、Notch配体、DNA结合序列CSL（CBF1 / Su（H）/ Lag-1）三个部分组成。哺乳动物中有四种Notch受体亚型（Notch-1，Notch-2，Notch-3和Notch-4）和五个Notch配体（Dll-1，Dll-3，Dll-4，Jagged-1，Jagged-2）[11]。Notch受体及其配体都是单个跨膜蛋白，当Notch与相邻细胞的Notch配体结合时，Notch被激活[12]。首先，在内质网中合成未成熟的Notch受体，在反式高尔基体中通过弗林蛋白酶样转化酶进行蛋白水解切割（S1切割）后，成熟的Notch受体以异二聚体形式在细胞表面积聚，由Dich细胞外结构域（NECD），跨膜结构域（NTM）和细胞内结构域（NICD）组成），通过非共价相互作用结合在一起。Notch信号诱导的反式激活是通过信号发送细胞上的膜相关配体与信号接收细胞上的Notch跨膜受体之间的接触触发的。与配体的相互作用使Notch受体易于被ADAM金属蛋白酶裂解（S2裂解），随后被γ分泌酶裂解（GS）复合物（S3裂解）。S3裂解导致膜上活性NICD释放到细胞质中，然后释放到细胞核，并与转录因子CSL相结合，并调节特定靶基因的转录，这些靶基因包括分裂的毛发增强（HES）家族蛋白，HES相关的蛋白（HEY），Notch调节的锚蛋白重复序列蛋白和p21cip/waf1，cyclin D1和3，c-myc和HER2[13]。

3.2 涉及Notch信号通路的抗肝癌中药

马永[14]研究证实，紫苏醇可抑制Notch信号通路的活性，使下游靶基因HES1、HES5、HEY1的mRNA表达下降，从而使肝癌细胞株的粘附和迁移能力下降。

张春虎[15]研究发现，加味薏仁附子败酱散含药血清可下调Notch及靶分子Hesl和Hes5的表达，呈浓度、时间依赖性抑制肝癌细胞株增殖。

4 MAPK 信号通路

4.1 MAPK信号通路

丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）能对多种细胞外刺激（如生长因子、渗透压力、毒素、细胞因子、电离辐射以及化疗药物等）发生反应，把细胞外信号传递到细胞核。MAPK有多个亚家族, 其中较为确定的, 在细胞功能中发挥重要作用的有细胞外信号调节激酶（ERK ）, c-Jun-N端激酶 （JNK/SAPK）以及p38MAPK[16]。其中ERK主要是细胞增殖信号的传递者,被丝裂酶原活化, JNK和p38MAPK则主要被各种细胞外刺激激活, 引起一系列复杂的细胞应激传导[17]。MAPK激酶激酶（MKKK）、MAPK激酶（MKK）、MAPK3种激酶组成一个功能单位，作为上游输入信号与下游输出信号之间的桥梁，从而建立一系列激酶级联反应[18]。

4.2 涉及MAPK信号通路的抗肝癌中药及复方

刘婷等[19]采用人肝癌细胞系HepG2建立小鼠模型，证实鲜枸杞子提取物（LBL）可使p38 MAPK蛋白、p-p38 MAPK，NF-κB蛋白表达降低，从而抑制肝癌恶病质的进展。

周曙[20]以不同浓度的黄芩苷作用于人肝癌HepG2细胞，结果显示HepG2细胞生长受到抑制，增殖减慢，凋亡加快，且与时间、黄芩苷浓度正相关，这与黄芩苷刺激p38蛋白磷酸化，激活p38MAPK信号通路有关。

王炎等[21]研究发现，丹参酮ⅡA通过p38MAPK信号转导上调Fas、Caspase-3 mRNA，使肝癌细胞阻滞在G0/G1期，促进凋亡，显著抑制小鼠肝癌瘤体生长，延长生存期。

另外，邹玺等[22]进一步证实健脾化瘀方药液能抑制人肝癌细胞SMMC7721生长，促进肿瘤细胞凋亡，其机制与抑制ras/ MAPK信号通路，下调ERK、SOS1、c-fos的表达有关。

5 对NF-κB信号通路的调控

5.1 NF-κB信号通路

NF-κB是一种影响广泛的转录调节因子，NF-kB信号通路对细胞具有多层次多方面的调节作用。经典信号通路是通过降解IκB 使 NF-κB 二聚体得到释放，激活过程短暂、迅速；而非经典信号通路则是通过 p100到p52的加工处理使信号通路激活，活化过程较为缓慢，原因在于该通路的活化存在NF-κB诱导激酶（ NF-κB-inducing kinase，NIK）的从头合成过程[23]。NF-κB的激活可能是由多种细胞因子，生长因子和酪氨酸激酶触发的不同信号通路引起的。表皮生长因子受体，胰岛素生长因子受体和肿瘤坏死因子受体家族成员表达的增强可能是NF-κB激活的原因。此外，其他信号通路的激活，如Ras /MAPK和PI3K / Akt，也参与了NF-kB的激活[24]。

5.2 涉及NF-κB信号通路的抗肝癌中药

黄芪甲苷是黄芪的主要有效成分之一，安小翠等[25]发现黄芪甲苷可以通过调节氧化应激和NF-κB信号通路实现抑制肝癌细HepG2的增殖并促进其凋亡，且呈浓度依赖性。

梁英健[26]联合运用姜黄素和阿霉素，与阿霉素组相比，HepG2细胞中NF-κB的核心蛋白p65、下游蛋白Bcl-2表达下调，且前体Caspase 3, Caspase 9以及PARP减少，HepG2细胞抑制率升高，证明姜黄素能增敏阿霉素的抗肝癌作用。

6 PI3K/Akt 信号通路

6.1 PI3K/ Akt信号通路

PI3K/Akt由磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）和下游分子丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶B（PKB/AKT）组成。磷脂酰肌醇激酶包括PI3K、PI4K、PI5K, 其中PI3K研究最为广泛。PI3K由催化亚基p110和调节亚基p85构成。目前在哺乳动物中发现至少存在3种Akt家族成员:Akt-1/2/3, 它们具有相似的蛋白结构。Akt分为N端调节结构域、C端调节结构域和中间的催化结构域[27]。PI3K负责将磷脂酰肌醇PI（4,5）P2 肌醇环第三位羟基磷酸化产生3, 4, 5-三磷酸磷脂酰肌醇[PI（3,4,5）P3]，PIP3作为第二信使,与细胞内含有PH结构域的Akt结合,使Akt转位于细胞膜并获得催化活性, 催化自身的Ser124 和Thr450 磷酸化而活化[28]。

6.2 涉及PI3K/ Akt通路的抗肝癌中药及复方

章尤权等[29]建立人肝癌 HepG2 细胞裸鼠皮下移植瘤模型，探讨白花蛇舌草下调肝癌皮下移植瘤瘤体血管内皮生长因子表达水平的作用机制。结果证实白花蛇舌草通过可调控PI3K/Akt信号通路的相关蛋白抑制肿瘤血管新生。

蔡岳等[30]运用体外研究的方法，对比观察皂荚提取物、索拉非尼对肝癌细胞的影响，采用Western blot检测，与空白对照组相比较，皂荚提取物和索拉非尼治疗肝癌细胞（SMMC-7721）后均可以使AKT、PI3K 表达下调和PTEN的上调，且皂荚提取物组PI3K下调强于索拉非尼组，证明皂荚提取物能抑制肝癌细胞的生长，增强索拉非尼的抗癌作用。

牛蒡子苷元是从牛蒡子中提取的一种天然木脂素类化合物，王静泓[31]研究证实，牛蒡子苷元通过抑制肝癌细胞中PI3K/Akt信号通路活化，使Bcl-xL、Mcl-1和survivin等抗凋亡蛋白的表达降低，抑制mTOR和S6K的磷酸化，抑制肝癌细胞增殖并促进其凋亡。牛蒡子苷元或许是一种潜在的治疗药物，尤其针对PI3K/Akt信号异常激活的肝细胞癌。

钱金花等[32]采用H22肝癌细胞模型研究健脾消癥汤对H22肝癌细胞的作用及其机制，选取黄芪，白术，白芍、薏苡仁、赤芍、当归、鳖甲、三七粉、夏枯草等健脾扶正，消癥散结的中药，观察不同浓度下H22肝癌细胞活力、凋亡及细胞周期的变化，结果显示PI3K、p-AKT、CyclinD1、 CyclinE表达下调，p21、p27表达上调，肝癌细胞阻滞在G1期，细胞早、晚期凋亡率增加。

7 对JAK/STAT信号通路的调控

7.1 JAK/STAT通路

Janus激酶-信号转导和转录激活剂（JAK / STAT）是一种细胞内信号传导途径，在细胞外信号从细胞膜到细胞核的下游传输中起关键作用，实现受体-JAK-STAT-靶基因激活的高效信号传导反应。JAK家族由四个成员（JAK1-3和酪氨酸激酶2[TYK2]）组成，STAT家族则由七个成员（STAT1-4，STAT5a，STAT5b和STAT6）组成[33]。一种JAK激酶可参与不同细胞因子的信号转导[34]。JAK/STAT3参与细胞增殖、凋亡、血管新生等过程的调控，其异常激活与恶性肿瘤的发生发展密切相关。

7.2 涉及JAK2/STAT3通路的抗肝癌的中药及复方

郭佳培[35]通过研究发现，青蒿素能抑制荷瘤小鼠肿瘤组织JAK2、STAT3的磷酸化，降低肿瘤凋亡蛋白Caspase3的表达，从而发挥抗肿瘤的作用。

石俊[36]的研究也显示，麦冬皂苷B（Op-B）可抑制JAK2/STAT3通路，下调PCNA、Bcl-2、MMP-2水平，VEGF、VEGFR2减少，从而降低NHCC97-H细胞的侵袭，诱导其凋亡。

8 对Hedgehog信号通路的调控

8.1 Hedgehog信号通路

Hedgehog信号通路主要是由SHH(Sonic Hedgehog)、IHH（Indian Hedgehog）及DHH(Desert Hedgehog)三 种 分泌性糖蛋白配体和跨膜蛋白受体Patched组成，Patched有PTCH-1、PTCH-2两 个 亚 型[37]。Hedgehog信 号 通 路 分 为经典和非经典两种激活途径。经典途径的激活：SHH, IHH或DHH配体结合并抑制跨膜受体PTCH1，从而激活该途径。在未绑定状态下，PTCH1禁止跨膜换能器SMO。配体与PTCH1的结合可减轻PTCH1对SMO的抑制，导致SMO易位至初级纤毛，启动细胞内信号级联反应，从而促进融合抑制因子（SUFU）与GLI的解离，激活转录因子，相继活化细胞质中GLIs并易位至细胞核促进Hh目标基因的转录[38]。在脊椎动物中，Gli基因家族有Gli1、Gli2和Gli3三个成员，其中Gli1、Gli2为Hedgehog信号传导通路中的激活因子，Gli3为抑制因子[39]。Hh信号通路的异常激活是由于相关基因的突变（与配体无关的信号）或由Hh信号分子的过度表达（与配体有关的信号-自分泌或旁分泌的）引起的[40]。

8.2 涉及 Hedgehog信号通路的抗肝癌中药

李若菲等[41]研究发现，在大鼠肝癌前期病变模型中给予中药复方斛芪散灌胃治疗，Shh、Smo、Gli2表达增加，cyclin D、cyclin E也升高，肝组织GST-π和AFP蛋白表达下降，显示复方斛芪散能调控Hedgehog信号通路，促进肝脏修复，抑制肝癌病变形成。

9 小结与展望

综上所述，中医药能发挥对肝癌信号通路的调控作用，如Wnt/β-catenin信号通路、Notch信号通路、MAPK信号通路、NF-κB 信号通路、PI3K/Akt信号通路、JAK/STAT信号通路、Hedgehog信号通路等，影响肝癌细胞增殖、细胞周期、细胞侵袭、克隆和迁移能力、化疗敏感性，致细胞凋亡等生物过程，从而发挥治疗作用。大量临床经验和实验表明，中药对肝癌有一定的治疗作用，在未来肝癌的临床治疗中具有较好的应用前景。虽然中药在抗肿瘤治疗方面的研究已经取得了一定的成果，但治疗肝癌的作用机制还不明确，还缺少大样本、多中心、随机、双盲对照等研究。本文综述了中医药对多个肝癌信号通路的调控作用，以期对今后的更深入研究有所启示。