受體酪氨酸激酶Eph受體在肝細(xì)胞癌中作用的研究進(jìn)展

張曉華, 馬寧, 呂成余, 陳維, 孫晗智, 楊逸凡, 程燁

肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)是原發(fā)性肝癌最常見(jiàn)的組織學(xué)類(lèi)型,居全球惡性腫瘤死因的第二位。HCC早期容易發(fā)生血管侵犯和轉(zhuǎn)移,大多數(shù)患者被確診時(shí)已是晚期,因此HCC患者預(yù)后較差,5年生存率僅有3%～10%[1]。目前,關(guān)于影響HCC發(fā)病的分子機(jī)制尚不清楚,尋找HCC的特異性腫瘤標(biāo)志物對(duì)研究有效治療手段、改善預(yù)后至關(guān)重要。受體酪氨酸激酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在HCC發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用[2-3]。促紅細(xì)胞生成素產(chǎn)生肝細(xì)胞(erythropoietin producing hepatocellular, Eph)受體是受體酪氨酸家族最大的亞群之一。Eph受體和其配體ephrin在個(gè)體發(fā)育、維持組織內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)和疾病發(fā)生等生理病理過(guò)程中發(fā)揮多種作用[4]。研究發(fā)現(xiàn),Eph受體表達(dá)與包括HCC在內(nèi)的大量腫瘤發(fā)病過(guò)程密切相關(guān)[5]。本文將闡述Eph受體和ephrin配體在HCC中的表達(dá)水平和作用、可能的機(jī)制及其作為治療靶點(diǎn)的潛能。

1 Eph受體和ephrin配體概述

根據(jù)結(jié)構(gòu)、序列同源性和結(jié)合配體的親和力,Eph受體分為EphA和EphB兩個(gè)亞群。人類(lèi)EphA亞群包含九種受體(EphA1—8和EphA10),而EphB亞群由五種受體構(gòu)成(EphB1—4和EphB6)。ephrin配體包含八種,分為兩類(lèi):一類(lèi)為通過(guò)糖磷脂酰肌醇(GPI)錨定連接于細(xì)胞膜上的ephrinA配體,另一類(lèi)為跨膜結(jié)構(gòu)蛋白ephrinB配體。一般來(lái)說(shuō),受體EphA優(yōu)先與配體ephrinA結(jié)合,受體EphB更容易與配體ephrinB結(jié)合,但也存在例外(如EphA4可與ephrinB結(jié)合,EphB2可與ephrinA5結(jié)合)[6]。

Eph和其配體ephrin組成最大的信號(hào)分子大家族,Eph受體和配體相互結(jié)合介導(dǎo)復(fù)雜的信號(hào)途徑是Eph/ephrin系統(tǒng)發(fā)揮各種生物學(xué)功能的基礎(chǔ),而雙向信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是Eph/ephrin信號(hào)途徑最大的特征。在這種經(jīng)典模式中,Eph受體激活能夠促進(jìn)正向信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),而ephrin配體能夠激活反向信號(hào)。除了這種經(jīng)典模式,受體Eph和配體ephrin均能與細(xì)胞表面其他信號(hào)分子相互作用而獨(dú)立發(fā)揮功能[7]。

Eph/ephrin信號(hào)途徑在人體多種系統(tǒng)中發(fā)揮作用,功能復(fù)雜且多樣。在神經(jīng)系統(tǒng)中,它參與了神經(jīng)元前體細(xì)胞的增殖、軸突生長(zhǎng)和突觸形成[4]。另外,大量研究表明Eph/ephrin系統(tǒng)不僅在心血管系統(tǒng)生長(zhǎng)發(fā)育中發(fā)揮關(guān)鍵作用,而且參與骨代謝、腸道內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、免疫調(diào)節(jié)和血管生成等生理過(guò)程[8]。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)Eph/ephrin系統(tǒng)也參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展,包括惡性膠質(zhì)瘤、乳腺癌、肺癌、肝癌、胃癌和腸癌等[9-10]。

2 Eph受體和ephrin配體在HCC中的雙重作用

近年來(lái),大量研究報(bào)道Eph/ephrin信號(hào)通路異常調(diào)節(jié)與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。由于腫瘤細(xì)胞和腫瘤微環(huán)境相互作用機(jī)制復(fù)雜,Eph/ephrin下游信號(hào)通路可以產(chǎn)生正向信號(hào)或者反向信號(hào),這決定Eph受體和ephrin配體在腫瘤發(fā)生過(guò)程中是發(fā)揮促進(jìn)還是抑制作用[8,11]。一方面,Eph和其配體ephrin能夠促進(jìn)腫瘤血管生成、腫瘤生長(zhǎng)以及增強(qiáng)腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移性[12];另一方面,受體Eph和配體ephrin有抑制腫瘤增殖和侵襲的作用[13]。因此,Eph受體家族具有腫瘤促進(jìn)和抑制的雙重功能。

2.1 Eph受體和ephrin配體作為促癌基因 EphA2是Eph受體家族中重要成員之一,大量文獻(xiàn)報(bào)道其在多種腫瘤中表達(dá)增高,如乳腺癌、前列腺癌、肺癌、惡性膠質(zhì)瘤和胃癌等[14]。與此一致的是,EphA2在HCC中表達(dá)明顯高于正常肝組織,且其表達(dá)水平與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤分化程度、脈管侵犯、TNM分期和肝外轉(zhuǎn)移密切相關(guān),EphA2陽(yáng)性表達(dá)患者的預(yù)后明顯差于陰性表達(dá)患者,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[15]。另外,研究表明EphA2表達(dá)水平與基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)及微血管密度(MVD)呈正相關(guān)。基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)是一組鋅依賴性內(nèi)肽酶,被認(rèn)為與腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān),其中MMP-9受到極大關(guān)注,其能夠通過(guò)降解血管基底Ⅳ型膠原來(lái)誘導(dǎo)腫瘤轉(zhuǎn)移。血管生成在實(shí)體腫瘤生長(zhǎng)中的作用已被明確闡述,MVD是判定血管發(fā)生的指標(biāo)之一,較高M(jìn)VD患者的預(yù)后更差[15-16]。這些證據(jù)表明EphA2可能是參與HCC生長(zhǎng)、血管生成和侵襲的重要癌基因。與EphA2作用相似的是EphA1,有研究報(bào)道受體EphA1蛋白不僅在HCC細(xì)胞系中表達(dá)增高,而且在人類(lèi)肝細(xì)胞癌標(biāo)本中也過(guò)表達(dá),外源性ephrinA1配體激活EphA1使其表達(dá)升高能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖[17]。以上研究表明受體EphA2和EphA1可能在HCC中扮演癌基因角色。

ephrinA和ephrinB配體在體內(nèi)外試驗(yàn)中均被證明是血管發(fā)生的重要調(diào)節(jié)因子,研究發(fā)現(xiàn)幾種ephrin配體在多種腫瘤中過(guò)表達(dá)[18-20]。配體ephrinA2可能作為原癌基因在HCC中發(fā)揮作用。研究發(fā)現(xiàn)ephrinA2在正常肝臟組織中表達(dá)很低,在原發(fā)性HCC中表達(dá)升高,尤其在HCC侵犯肝門(mén)靜脈的標(biāo)本中呈強(qiáng)陽(yáng)性表達(dá);ephrinA2在HCC中的過(guò)表達(dá)能夠促進(jìn)腫瘤發(fā)展,敲除ephrinA2基因可以抑制癌細(xì)胞增殖;且配體ephrinA2在HCC中的促癌作用主要通過(guò)抑制癌細(xì)胞凋亡而非促進(jìn)增殖來(lái)實(shí)現(xiàn)的,在這個(gè)過(guò)程中,Rac1/Akt/NF-κB途徑可能是關(guān)鍵的調(diào)節(jié)因素[21]。Sawai等[18]經(jīng)熒光定量PCR實(shí)驗(yàn)及免疫組織化學(xué)染色發(fā)現(xiàn)ephrinB1在HCC中的表達(dá)水平明顯高于非癌組織,其還將ephrinB1與增強(qiáng)綠色熒光蛋白(EGFP)融合構(gòu)建質(zhì)粒并轉(zhuǎn)染人HCC細(xì)胞系PLC/PRF/5,結(jié)果顯示轉(zhuǎn)染ephrinB1的癌細(xì)胞與未轉(zhuǎn)染細(xì)胞相比生長(zhǎng)速度加快;其分析ephrinB1這種促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)的作用可能存在兩種機(jī)制:一種是ephrinB1配體表達(dá)增高可能以自分泌或(和)旁分泌方式激活Eph酪氨酸激酶,導(dǎo)致絲裂信號(hào)激活和傳導(dǎo);另一種是ephrinB1配體誘導(dǎo)新生血管形成從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)。也有研究發(fā)現(xiàn)ephrinB2是胚胎早期血管生成的標(biāo)志物[22],ephrinA1及其受體EphA2表達(dá)于腫瘤新生血管形成過(guò)程[23],這些證據(jù)均表明ephrin/Eph系統(tǒng)在腫瘤血管發(fā)生過(guò)程中起重要作用。

2.2 Eph受體和ephrin配體作為抑癌基因 Eph受體和ephrin配體具有腫瘤抑制作用,這些分子包括EphA4受體和ephrinA5配體。Yan等[24]研究發(fā)現(xiàn)無(wú)論是mRNA水平還是蛋白質(zhì)水平,EphA4受體在HCC中的表達(dá)水平均明顯低于周?chē)＝M織;使用siRNA敲除HCC細(xì)胞系內(nèi)源性EphA4受體可導(dǎo)致癌細(xì)胞遷移和侵襲性成倍增高;且受體EphA4在HCC中的表達(dá)水平與miR-10a表達(dá)呈負(fù)相關(guān);miR-10a是HCC轉(zhuǎn)移的新調(diào)節(jié)分子,能夠促進(jìn)HCC細(xì)胞遷移和侵襲;在HCC中,EphA4是miR-10a的直接靶點(diǎn),miR-10a過(guò)表達(dá)能降低EphA4的mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平;EGFP報(bào)告實(shí)驗(yàn)顯示miR-10a通過(guò)與EphA4基因3’-UTR結(jié)合使其表達(dá)下調(diào)。機(jī)制研究顯示上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)換(EMT)在腫瘤發(fā)生發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮重要作用,在這個(gè)過(guò)程中,上皮細(xì)胞獲得間充質(zhì)表型,表現(xiàn)為細(xì)胞間連接喪失和細(xì)胞遷移能力增加[25]。另外,EphA4參與EMT進(jìn)程,其通過(guò)調(diào)節(jié)EMT過(guò)程來(lái)發(fā)揮促進(jìn)HCC細(xì)胞遷移和侵襲的作用。

研究報(bào)道ephrinA5在膠質(zhì)瘤、軟骨肉瘤和白血病等腫瘤中作為抑癌基因發(fā)揮作用[26]。ephrinA5屬于ephrinA配體亞家族中的一員,在膠質(zhì)瘤中能通過(guò)促進(jìn)結(jié)合c-Cbl和泛素化作用負(fù)性調(diào)節(jié)表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)表達(dá)[27]。ephrinA5存在兩種轉(zhuǎn)錄異構(gòu)體,包括ephrinA5L和ephrinA5S,然而這兩種亞型在腫瘤發(fā)生中的作用尚未完全闡明。實(shí)時(shí)定量PCR顯示ephrinA5L和ephrinA5S在HCC中的表達(dá)水平明顯低于癌旁組織,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,提示ephrinA5的這兩種亞型可能在HCC中扮演抑癌基因角色。腫瘤微環(huán)境非常復(fù)雜,腫瘤細(xì)胞能夠與免疫細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞等相互作用,因此,除了腫瘤本身因素,很多因素也會(huì)影響腫瘤的臨床預(yù)后和治療效果[28]。有研究進(jìn)行多因素生存分析表明癌旁組織ephrinA5S表達(dá)高者的無(wú)病生存時(shí)間及總體生存時(shí)間更長(zhǎng),ephrinA5S亞型對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖和遷移的抑制作用強(qiáng)于ephrinA5L亞型,且ephrinA5S能夠通過(guò)下調(diào)EGFR表達(dá)從而在HCC中發(fā)揮腫瘤抑制作用[26]。以上結(jié)果均表明Eph受體大家族和ephrin配體能夠與其他分子相互作用,發(fā)揮不同功能。

3 Eph受體和ephrin配體作為HCC治療靶點(diǎn)及預(yù)后的分子標(biāo)志物

由于Eph受體與ephrin配體的異常表達(dá)與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),科學(xué)家們研究很多方法來(lái)調(diào)節(jié)他們的表達(dá)和功能,使得基于Eph/ephrin的靶向治療受到廣泛關(guān)注。目前HCC靶向治療中研究最多的Eph家族成員是EphA2。睪丸核受體4(TR4)在乙肝病毒核心基因表達(dá)中可能作為抑制因子調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄,TR4通過(guò)降低EphA2表達(dá)來(lái)抑制HCC侵襲和轉(zhuǎn)移[29]。HCC細(xì)胞對(duì)低劑量放射治療的敏感性高是取得滿意治療的關(guān)鍵。EphA2高表達(dá)在許多惡性腫瘤中是預(yù)后差的標(biāo)志。EphA2受體是microRNA-26b的靶點(diǎn),在HCC中,microRNA-26b低表達(dá)與EphA2高表達(dá)有關(guān)。Jin等[30]將microRNA-26b或shRNA轉(zhuǎn)染至HCC細(xì)胞系使EphA2蛋白表達(dá)減低(實(shí)驗(yàn)組),將EphA2和EGFP結(jié)合構(gòu)建質(zhì)粒轉(zhuǎn)染HCC細(xì)胞系使其表達(dá)增高(對(duì)照組);然后進(jìn)行低劑量輻射,結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組的癌細(xì)胞增殖速度和侵襲能力明顯低于對(duì)照組,而凋亡率高于對(duì)照組;表明降低EphA2蛋白在HCC中的表達(dá)水平可以增強(qiáng)放射敏感性;EphA2是增強(qiáng)低劑量放射治療效果的潛在靶點(diǎn),EphA2高表達(dá)時(shí),腫瘤可能通過(guò)某種機(jī)制減弱輻射引起的抗血管效應(yīng),因此癌細(xì)胞易于遷移和逃脫輻射。另有研究發(fā)現(xiàn)一種優(yōu)異的具有攜帶肽能力的新型佐劑,此佐劑是由L-苯丙氨酸(Phe)-共軛聚合物(γ-谷氨酸，γ-PGA)組成的納米顆粒(NPs)(γ-PGA-Phe NPs),曾用作過(guò)表達(dá)人工抗原(如卵清蛋白)的腫瘤模型的肽疫苗(OVA)。EphA2作為一種腫瘤相關(guān)性抗原,可與γ-PGA-Phe NPs連接形成Eph-NPs,用其免疫正常小鼠產(chǎn)生的EphA2特異性一型CD8+T細(xì)胞,可殺傷EphA2陽(yáng)性的鼠肝癌細(xì)胞,提示EphA2與新型佐劑聯(lián)合應(yīng)用具有轉(zhuǎn)化前景[31]。

腫瘤血管生成過(guò)程需要各種細(xì)胞和血管生成因子的密切協(xié)作[32-34]。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)是其中重要的一員,在HCC中高度表達(dá),且與腫瘤進(jìn)展和血管生成有關(guān)[35-37]。MMPs表達(dá)水平與惡性腫瘤侵襲力相關(guān),在HCC中也表達(dá)升高。有研究使用RNA干擾技術(shù)抑制HCC細(xì)胞EphA1表達(dá),結(jié)果顯示細(xì)胞中VEGF、MMP-2和MMP-9表達(dá)均降低,且HCC細(xì)胞生長(zhǎng)和血管生成均受到抑制[38]。與EphA2相似,以EphA1為靶點(diǎn)的抗腫瘤與抗血管治療具有廣闊的應(yīng)用前景。在臨床研究中,腫瘤旁肝臟組織中ephrinA5S水平是影響HCC患者行外科手術(shù)治療預(yù)后的獨(dú)立因素,其可能成為HCC治療的靶點(diǎn)和預(yù)后標(biāo)志物[26]。

雖然目前關(guān)于Eph/ephrin在HCC治療中的作用未被明確闡述,相關(guān)研究也較少,但一系列Eph受體如EphA1、EphA2、EphA4及配體ephrinB1均被證明參與HCC的發(fā)生、遷移、侵襲和轉(zhuǎn)移進(jìn)程,他們亦有望成為新型靶點(diǎn)用于HCC的有效治療。

4 結(jié)語(yǔ)

Eph/ephrin的雙向信號(hào)傳導(dǎo)模式?jīng)Q定了受體和配體在HCC中作用的復(fù)雜性。Eph受體和ephrin配體在HCC發(fā)生過(guò)程中究竟是發(fā)揮促進(jìn)還是抑制作用是由下游信號(hào)通路決定的,其機(jī)制復(fù)雜,需要進(jìn)一步研究。目前越來(lái)越多證據(jù)表明Eph受體和配體ephrin異常表達(dá)與HCC血管生成、細(xì)胞生長(zhǎng)和侵襲力密切相關(guān),因此Eph/ephrin信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制在HCC的發(fā)生和發(fā)展中占重要地位。HCC是一種富含血管的惡性腫瘤,早期容易發(fā)生轉(zhuǎn)移,預(yù)后差。因此探索有效的治療方法對(duì)阻止腫瘤進(jìn)展和提高患者預(yù)后至關(guān)重要。明確Eph/ephrin在HCC發(fā)生發(fā)展中的分子機(jī)制將為HCC靶向治療和預(yù)后評(píng)估提供理論支撐。雖然關(guān)于Eph受體在HCC中的調(diào)節(jié)機(jī)制研究仍然較少,基于他們的靶向治療研究也在起步階段,但是隨著研究的不斷深入,有望制備新型靶向制劑,為HCC患者有效治療開(kāi)辟新出路。