Hedgehog信號通路在肝癌中的研究進展※

黃繼錦 李長福

（貴州省遵義醫(yī)學院生化教研室，遵義563099）

Hedgehog信號通路在肝癌中的研究進展※

黃繼錦 李長福*

（貴州省遵義醫(yī)學院生化教研室，遵義563099）

Hedgehog；信號通路；肝癌；綜述

（Hedgehog）信號通路首先發(fā)現(xiàn)于果蠅遺傳學研究，它控制著細胞生長、增殖和分化，在果蠅幼蟲和哺乳動物胚胎的發(fā)育、成人機體內環(huán)境的維持中起重要作用，并與腫瘤等很多人類疾病的發(fā)生有關［1-2］。在脊椎動物中，Hh信號通路主要由Hh配體、Patched（Ptc）受體、smoothened（Smo）跨膜蛋白、核轉錄因子Gli（gliomaassociated oncogene homoglog）構成［3］。Hh配體有三種：Sonic Hedgehog（Shh）、Indian Hedgehog（Ihh）、Desert Hedgehog（Dhh）。Hh蛋白是Hh基因編碼的一種高度保守的分泌型糖蛋白，其濃度大小與Smo及Cos2／Fu的磷酸化水平有關，控制Hh信號通路的活化程度［4，5］。Ptc受體有Ptc1和Ptc2兩種，兩者均能與Hh配體結合，具有負調節(jié)Hh信號通路的作用。Hip蛋白是一種Ptc同源跨膜蛋白，可以和Ptc競爭Hh，從而抑制Hh信號通路活性［6］。Smo是一個7次跨膜的G蛋白偶聯(lián)受體，在Ptc下游，起到正調節(jié)Hh信號通路的作用。Gli為鋅指結構的轉錄因子，包括Gli1、Gli2和Gli3。Gli1是一個轉錄激活因子，也是Hh信號通路的靶基因，并正反饋加強Gli的活性［7］。在沒有Hh信號的情況下，Ptc與Smo結合，Smo的信號活性受到抑制；Gli2／3被蛋白酶水解成GliR片段，并抑制Hh信號通路靶基因的表達。Hh信號能抑制Gli轉變成GliR，并將累積的GliF轉變成有活性的GliA［7］。當Hh與Ptc結合后，Ptc對Smo的抑制被解除，Smo將信號向胞內傳遞，最終激活Gli，誘導靶基因的轉錄。

大量研究表明Hh信號通路的異?；罨c肝癌的發(fā)生發(fā)展密切相關，通過與靶基因的GACCACCCA結構域結合的方式［8］，激活靶基因的表達［8-10］，而Gli2能調節(jié)cyclinE2／D1及P21-WAF 1等靶基因的表達［11］。這提示Hh信號通路參與了肝癌細胞的周期調控、凋亡、血管生成、侵襲及遷移過程，此外，Hh信號通路還被證實與肝纖維化［12-13］、自噬［14］及抗輻射［15］有關。目前，相關研究主要集中在Hh信號通路的調節(jié)及其與凋亡和侵襲遷移的關系上。

1 Hedgehog信號通路在肝癌中的表達及調節(jié)

Sicklick等［9］在2005年首次報道肝癌細胞過表達Shh、Ptc、Smo、Gli1并上調β-半乳糖的表達，隨后很多研究證實Shh信號通路分子在肝癌中異常過表達［10，16-17］。Huang等［18］報道肝癌組織中Shh、Ptc1、Gli2的表達比相應的癌旁組織更高，相反，在正常肝組織中沒有檢測到Shh、Ptc1及Gli1的表達［19-20］。Chen等［20，21］發(fā)現(xiàn)晚期的肝癌組織相對于早期、遷移的肝癌組織的Shh、Ptc1、Smo、Gli1的表達水平高。Huang等［18］在肝癌細胞株Hep3B、Huh7、PLC／PRF／5檢測到過表達Ptc1、Gli1，而HepG2及HCC36則低表達。Chen等［22］發(fā)現(xiàn)低分化的肝癌細胞比高分化的Hh信號通路活性高；CD133／EPCAM陰性的高分化肝癌細胞Hh信號通路活性比陽性的高。

Shh信號通路分子在各種肝癌中的表達情況非常復雜，不同肝癌細胞株中的Hh信號通路受到的調節(jié)也不一樣。肝癌中的Hh配體主要是Shh，由肝癌細胞分泌，并定位于肝癌組織中［23］，并以濃度依賴的方式調節(jié)著Shh信號通路的活化水平［15，24］。肝癌中Shh信號通路的活性還受Hip蛋白的負調控［10，25］。另外，Shh信號通路核心分子異常突變也有可能導致肝癌Shh信號通路異常活化的原因［26］。

Shh信號通路的活性還被證實受到一些分子的調節(jié)。Sun等［27］發(fā)現(xiàn)肝癌中的Rab23循環(huán)與Gli1蛋白的表達水平及其在細胞核的定位有關。Arzumanyan等［28］在HBV相關的肝癌中發(fā)現(xiàn)HBx可反式激活Shh信號通路，其表達水平與Gli2密切相關。Kim等［29］研究發(fā)現(xiàn)HBx蛋白能通過相互結合的方式增強Gli1的穩(wěn)定性和轉錄活性，并與Gli1的核定位有關。Di等［32］報道脫乙酰酶可能與Hh信號通路的活性有關。

2 Hedgehog信號通路與肝癌細胞的增殖和凋亡

Gli2可能是一個調節(jié)細胞增殖的關鍵性因子，即使在一些Smo異常突變致smo抑制劑無效的情況下，沉默Gli2能明顯減少細胞增殖，而沉默Gli1和Gli3作用卻不明顯［27］。Gli2的表達水平與FOXM1呈正相關，后者可調節(jié)細胞周期蛋白的表達。Zhang等報道［11，27］沉默Gli2能下調部分肝癌細胞株的Ptc1、Gli1、Bcl-2、C-myc、P27、cyclinE2／D1及P21-WAF 1等蛋白的表達，使細胞停留在G1期，明顯減少細胞增殖。

在Hh信號通路異常活化的PLC／PRF／5，HepG2，SMMC-7721等HCC細胞中，阻斷Hh信號通路能特異激活Caspase-3、Caspase-9及聚合酶蛋白PARP，下調CFLIP和Bcl-2的表達，誘發(fā)肝癌細胞凋亡，并加強了5-fu的細胞毒性以及TRAIL介導的凋亡作用，但其凋亡作用可能與Bcl-x1、Bax、Bad及Bid等抗凋亡基因無關［11，26］。Huang等［18，27］發(fā)現(xiàn)阻斷Hh信號通路時，Hh信號通路活化程度高的肝癌細胞如PLC／PRF／5相對于活化程度低的肝癌細胞如HepG2，引起細胞生長阻滯和凋亡作用更明顯。樺木酸（betulinic acid，BA）能下調肝母細胞瘤（HB）細胞Gli1、Ptc1基因的表達，誘導細胞凋亡；但對過表達凋亡抑制蛋白survivin、Bcl-2的HepG2細胞凋亡作用不明顯。Wang等［14］證實Gli1的抑制劑GANT61能上調肝癌細胞Bnip3表達，Bnip3取代Bcl-2與Beclin-1結合，誘導細胞凋亡。Di等［32］在異種移植的肝癌中，抑制脫乙酰酶能下調Hh信號通路分子的表達，抑制肝癌細胞增殖并增加細胞凋亡。

3 Hedgehog信號通路與肝癌細胞的遷移和侵襲

在肝癌中，Shh信號通路可通過激活P-ERK／MAPK信號通路及FAK／AKT信號通路上調MMP-2／9的表達［20，21］，促進肝癌細胞的遷移和侵襲。許秋然等［16，17］發(fā)現(xiàn)Gli1過表達與波形蛋白（Vimentin）及鈣離子結合蛋白（S100a4）正相關，與上皮組織鈣粘附蛋白（E-cadherin）負相關，表明Shh信號通路很可能誘導與肝癌遷移及侵襲有關的上皮細胞間質轉化（epithelial mesenchymal transition，EMT）過程。Zheng等［8，17］發(fā)現(xiàn)Gli1能與Snail1啟動子-1417／1214 bp區(qū)域中的兩個Gli1結合位點結合，直接上調轉錄因子Snail1表達，而Snail1可誘導肝癌細胞發(fā)生上皮間葉表型轉化并增強其侵襲遷移的能力。TGF-β1能上調肝癌細胞中Gli1表達，沉默Gli1能抑制TGF-β1誘導的EMT過程，說明Gli1-Snail1信號軸在TGF-β1誘導的EMT過程起重要作用，Gli1可能是EMT過程中的主要調節(jié)因素。Di等［32］發(fā)現(xiàn)在腫瘤遷移侵襲過程中調節(jié)細胞分化的脫乙酰酶的抑制劑（DACi）帕比司他在HepG2、Hep3B細胞中的劑量與Shh、Smo、Ptc、Gli1的表達負相關，暗示脫乙酰酶的調節(jié)細胞分化作用可能與Hh信號通路有關。Arzumanyan等［29］發(fā)現(xiàn)在HBx相關的肝癌細胞中，HBx能反式激活Hh信號通路，阻斷Hh信號通路能部分抑制HBx刺激的肝癌細胞遷移、錨定非依賴性生長。此外，Gli1抑制劑HPI-1（NanohhI）能明顯抑制CD133＋肝癌細胞的遷移，而對CD133-的肝癌細胞影響很小。OKN-007（一種苯酚磺?；衔铮┠芡ㄟ^抑制癌蛋白Suilf2下調Gli1的表達，抑制肝癌細胞遷移及異種移植肝癌的生長。

4 Hedgehog信號通路在肝癌其它方面的研究

De等［13］報道Hh信號通路的活化導致HBV／HCV病毒性肝炎相關的肝組織中應答Hh信號的肌成纖維細胞、內皮細胞及腫瘤干細胞的擴增，直至肝癌階段。相反，抑制Hh信號通路活性可使應答Hh信號的成纖維細胞聚集，消退肝組織纖維化、血管增生及細胞增生［13］并減少骨橋蛋白得表達，應答骨橋蛋白的肝原始癌細胞或肝癌干細胞聚集減少［12］，從而使肝纖維化及肝癌消退。

Wang等［14］發(fā)現(xiàn)Hh信號通路在與肝癌細胞自噬有關。Chen等［15］報道肝癌細胞中，Shh可減少輻射誘導的Chk1的磷酸化及增加ATM及Rad3相關分子的表達，進而阻滯DNA雙鏈斷裂損傷修復，并進一步激活Shh信號通路，抵抗電離輻射的傷害。但其是否能作為一個有價值臨床預后診斷依據(jù)，仍需經(jīng)過長期的驗證。

5 小結

Hedgehog通路對肝癌的發(fā)生發(fā)展發(fā)揮了重要作用，其高活化程度與肝癌惡化及預后差有著緊密的聯(lián)系。因此，Hh信號通路調節(jié)肝癌細胞的增殖、分化、自噬以及抗輻射等生物進程中起到了重要的作用，對其進一步深入研究，將給肝癌的治療提供必要的理論依據(jù)。

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夏日常喝藿香粥

藿香，可于夏秋兩季開花前采集，將其洗凈切段，曬干備用，亦可鮮用。

《本草綱目》記載：藿香“治脾胃嘔逆，為最要之粥”。中醫(yī)認為，藿香性味辛、微溫，入脾、胃、肺經(jīng)，具有解暑發(fā)表、芳香化濕、和中止嘔之功效。藿香性溫且燥熱，能解在表之暑濕，可化在里之濕濁，適用于暑濕證、濕溫證初起，為夏日常用之佳品。藿香還可理氣、和中、止嘔，最適合用于濕阻中焦、胃失和降之嘔吐。現(xiàn)代研究表明，藿香含揮發(fā)油、生物堿，有抑菌、抗菌作用，對胃腸神經(jīng)有抑制作用，能促進胃液分泌，增強消化功能。

夏日，人體受暑濕之邪侵襲，會出現(xiàn)肢體倦怠、脾胃濕阻、脘腹脹滿、納差食少、惡心嘔吐等，可用藿香泡茶飲服，或煮粥服，極其有效。還可選用藿香正氣水、藿香正氣丸、藿香正氣軟膠囊、藿香正氣滴丸等藿香正氣類中成藥服用。但要注意，本品辛溫，對于陰虛火旺、舌絳光滑者忌用。在此，推薦2款藿香粥療法：

1．藿香粥：取藿香10克（鮮品量加倍），大米100克，適量白糖。先把藿香擇凈，放到鍋內，加水適量。浸泡5～10分鐘，煎取其汁，加入大米熬粥，粥熟時放白糖，再煮1～2沸即成。每日一劑，連服3～5天。具芳香化濕、和中止嘔之功，適用于脘腹脹滿等暑濕證。

2．白術藿香粥：取白術、藿香（鮮品量加倍）各10克，大米100克，適量白糖。把白術、藿香擇凈，放到鍋內，加水適量。浸泡5～10分鐘，水煎取其汁，加入大米熬粥，粥熟時放白糖，再煮1～2沸即成。每日1劑，連續(xù)3～5天。能健脾化濕，適用于脾胃濕阻、胸脘痞悶、少食作嘔、神疲體倦等。

——中國中醫(yī)藥報

10.3969／j.issn.1672-2779.2014.07.107

：1672-2779（2014）-07-0156-03

蘇 玲 本文校對：范 芳

2013-12-19）

貴州省遵義市匯川區(qū)科技基金項目［No：遵紅科合社字（2009）18號］

*通訊作者