肝細(xì)胞核因子4α在胃癌中的研究進(jìn)展*

李靈麗 胡 倩 彭 澤 易 屏

1華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院中西醫(yī)結(jié)合研究所,武漢 430030

2四川大學(xué)附屬華西醫(yī)院中西醫(yī)結(jié)合科,成都 610041

3華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院中西醫(yī)結(jié)合科,武漢 430030

2018年我國(guó)最新癌癥報(bào)告顯示,胃癌發(fā)病率和死亡率在我國(guó)腫瘤中居第2位。胃癌是全球第5大常見(jiàn)癌癥,2018年新發(fā)病例超過(guò)1 000 000例,其中估計(jì)有783 000例死亡(相當(dāng)于全球每12例胃癌病例就有1例死亡),居癌癥死亡率的第3位[1]。胃癌的發(fā)生是多因素參與、多步驟演變的復(fù)雜病理過(guò)程,是人口、生活飲食、遺傳、感染和環(huán)境等因素相互作用的綜合結(jié)果。盡管本病的全球發(fā)病率在下降,但近90%胃癌患者在被診斷時(shí)已是進(jìn)展期,使患者錯(cuò)失最佳手術(shù)期。即使患者接受了以外科手術(shù)為主的綜合治療,其5年生存率仍低于30%?！吨袊?guó)癌癥預(yù)防與控制規(guī)劃綱要(2004—2010)》明確指出癌癥的早期預(yù)防控制、早期篩查診斷和早期精準(zhǔn)治療是降低癌癥發(fā)病及提高生存率的主要策略。因此,篩選早期胃癌特有分子靶點(diǎn)對(duì)胃癌高危人群進(jìn)行早期篩查、早期診斷及早期治療具有重要意義[2],是改變我國(guó)胃癌診治嚴(yán)峻形勢(shì)的高效可行途徑。肝細(xì)胞核因子4α(hepatocyte nuclear factor 4α,HNF4α)是細(xì)胞核受體之一,是一種高度保守的轉(zhuǎn)錄因子,其在促進(jìn)胃癌發(fā)生發(fā)展、影響胃癌預(yù)后等方面的作用正逐漸受到重視,可能成為胃癌早期診斷及判斷預(yù)后的重要分子靶點(diǎn)之一。本文就HNF-4α與胃癌致病因素、癌前病變、病情進(jìn)展、侵襲轉(zhuǎn)移及診斷預(yù)后方面的研究進(jìn)展作一綜述。

1 HNF4α概述

HNF4α是核受體(nuclear receptor,NR)轉(zhuǎn)錄因子家族成員,具有保守的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域和配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域[3]。HNF4α首次被發(fā)現(xiàn)是在大鼠肝臟提取物中,它能與轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白和載脂蛋白CIII轉(zhuǎn)錄所需的位點(diǎn)結(jié)合[4]。HNF4α具有2個(gè)啟動(dòng)子,在肝臟發(fā)育早期,HNF4α基因轉(zhuǎn)錄從P2啟動(dòng)子開(kāi)始,但隨著肝臟分化,開(kāi)始傾向于從P1啟動(dòng)子開(kāi)始。P2同種型參與激活早期肝臟發(fā)育基因,例如甲胎蛋白和轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白,而P1同種型參與激活后期肝臟分化基因,例如載脂蛋白CIII[5]。此外,HNF4α基因被檢測(cè)在肝臟、腎臟、小腸等多種組織中表達(dá),其由跨越70 kb的13個(gè)外顯子組成,且具有多個(gè)可變剪接體,它有多種同種型,在靶基因發(fā)育和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)中具有不同的生理作用[6]。HNF4α是復(fù)雜轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的中心,它參與了多種人類(lèi)疾病。Chai X等[7]證實(shí)HNF4α下調(diào)與2型糖尿病(T2DM)患病風(fēng)險(xiǎn)增加之間存在密切關(guān)聯(lián),其研究結(jié)果表明,HNF4α可能是糖尿病高凝血條件與血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)耐藥相關(guān)的關(guān)鍵點(diǎn),并且凝血酶誘導(dǎo)的HNF4α對(duì)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體2(EGFR2)FLK1表達(dá)的抑制作用部分介導(dǎo)了T2DM引起的血管功能障礙。此外,沉默HNF4α基因可抑制乙型肝炎病毒(HBV)復(fù)制和乙型肝炎表面抗原(HBs Ag)分泌[8]。肝臟間充質(zhì)干細(xì)胞內(nèi)HNF4α可通過(guò)下調(diào)Wnt/β-catenin信號(hào)通路,抑制肝癌細(xì)胞生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移,進(jìn)而抑制肝癌細(xì)胞進(jìn)展[9]。P1啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的HNF4α在結(jié)腸癌細(xì)胞HCT116腫瘤異種移植模型中充當(dāng)腫瘤抑制因子,但P2啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的HNF4α在結(jié)腸癌細(xì)胞HCT116腫瘤異種移植模型不起作用[10]。近年來(lái)的多項(xiàng)研究提示HNF4α亦可能與胃癌的發(fā)生發(fā)展有關(guān),HNF4α在胃癌中的作用也逐漸受到重視。

2 HNF4α與胃癌致病因素

2.1 HNF4α與HP感染

胃癌的發(fā)病率和死亡率因地區(qū)而異,且高度依賴(lài)于飲食和幽門(mén)螺桿菌(helicobacter pylori,HP)感染[11],其中有高達(dá)50%的胃癌病例與HP感染有關(guān)[12]。很多研究表明HP感染是胃癌發(fā)生的先決條件,HP對(duì)胃癌發(fā)生的影響強(qiáng)于任何環(huán)境因素。已有研究[11]證實(shí)在HP感染的十年內(nèi)胃癌發(fā)生的比值比增加5.9倍。Ma L等[13]研究發(fā)現(xiàn)HP感染能激活NF-k B途徑,并進(jìn)一步通過(guò)NF-k B途徑誘導(dǎo)HNF4α的表達(dá)；隨后,HNF4α激活白細(xì)胞介素-1受體1(IL-1 R1)的表達(dá),并增強(qiáng)胃細(xì)胞對(duì)其配體IL-1β誘發(fā)的炎癥反應(yīng),IL-1β/IL-1 R1進(jìn)一步刺激已經(jīng)過(guò)度活躍的NF-κB途徑,完成驅(qū)動(dòng)持續(xù)炎癥的正反饋回路。HNF4α和細(xì)胞表面受體IL-1 R1在HP感染期間產(chǎn)生炎癥延續(xù)環(huán),具有促進(jìn)胃癌發(fā)生的潛力。

2.2 HNF4α與EBV感染

愛(ài)潑斯坦-巴爾病毒(epstein-barr virus,EBV),又稱(chēng)EB病毒,主要感染人淋巴細(xì)胞和口咽上皮細(xì)胞,是人類(lèi)最常見(jiàn)且持續(xù)性感染的病毒,大約95%的世界人口存在無(wú)癥狀的終生感染[14]。它是已發(fā)現(xiàn)的人類(lèi)腫瘤病毒之一,與多種淋巴和上皮來(lái)源性腫瘤相關(guān)[15],如淋巴瘤[16],鼻咽癌[17]和胃癌[18]。有研究表明高達(dá)16%的胃癌病例與EBV感染有關(guān)。Uozaki H等[19]用研究證明了HNF4αP1的陽(yáng)性表達(dá)與胃癌中EBV感染狀態(tài)呈負(fù)性相關(guān),其中無(wú)EBV感染的胃癌均顯示HNF4αP1的陽(yáng)性表達(dá)。

3 HNF4α與胃癌癌前病變

胃癌不是由正常細(xì)胞迅速轉(zhuǎn)變成為癌細(xì)胞,而是一個(gè)多步驟、循序漸進(jìn)的癌變過(guò)程,即慢性淺表性胃炎→萎縮性胃炎→腸上皮化生→異型增生→胃癌。癌前病變是指較易轉(zhuǎn)變?yōu)榘┑牟±碜兓?如腸上皮化生、異型增生。

HNF4α參與維持胃黏膜穩(wěn)態(tài)。Moore BD等[20]研究發(fā)現(xiàn)HNF4α能直接占據(jù)小鼠胃中XBP1啟動(dòng)子位點(diǎn),通過(guò)順序轉(zhuǎn)錄因子X(jué)BP1→Mist1,增加人胃癌細(xì)胞中XBP1 mRNA的豐度,進(jìn)而控制胃單位中酶原性主細(xì)胞(ZCs)中超微結(jié)構(gòu)成熟及頸黏液細(xì)胞向ZCs的分化。HNF4α的缺失亦可導(dǎo)致成年小鼠胃中ZCs大小形態(tài)和酶原性主細(xì)胞中ER含量降低,同時(shí)引起正常干細(xì)胞區(qū)中上皮細(xì)胞增殖能力加強(qiáng)、黏液頸細(xì)胞遷移加快。研究結(jié)果表明HNF4α調(diào)節(jié)胃上皮細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)增殖,并且能調(diào)節(jié)維持酶原性主細(xì)胞分泌結(jié)構(gòu)的XBP1/Mist1軸。

HNF4α與腸上皮化生狀態(tài)密切相關(guān)。Kojima K等[21]用免疫組化研究了胃腺癌附近46例非腫瘤性病變中HNF4α的表達(dá),研究表明22個(gè)腸上皮化生病變中100%觀(guān)察到HNF4α核染色,24個(gè)非腸上皮化生黏膜中有4個(gè)病灶HNF4α呈陽(yáng)性,20個(gè)病灶HNF4α核染色呈陰性。這些非腸上皮化生黏膜病變,腸型黏蛋白MUC2呈陰性表達(dá),胃型黏蛋白MUC5AC呈陽(yáng)性表達(dá)。而在GTM(胃型黏蛋白與HIK1083抗體反應(yīng))陽(yáng)性的所有胃腺中,HNF4α呈陰性。HNF4α表達(dá)與腸型黏蛋白MUC2陽(yáng)性杯狀細(xì)胞的存在亦有著顯著關(guān)聯(lián),這實(shí)際上表明HNF4α表達(dá)與腸上皮化生之間存在關(guān)聯(lián),HNF4α促進(jìn)了胃黏膜的腸化生。同樣,Takano K等[22]研究表明所有非腫瘤性胃黏膜樣本均對(duì)P1-HNF4α呈陰性；相反,在所有腸上皮化生病例中,均觀(guān)察到P1-HNF4α陽(yáng)性。在包含杯狀組織的所有細(xì)胞,包括杯狀細(xì)胞和潘氏細(xì)胞亦可觀(guān)察到P1-HNF4α陽(yáng)性。P1-HNF4α的陽(yáng)性或陰性區(qū)域突然轉(zhuǎn)變,邊界清晰,對(duì)應(yīng)于正常腺體和化生腺體區(qū)域。因此,P1-HNF4α的陰性表達(dá)被指示為非腫瘤黏膜的黏蛋白表型分類(lèi)中有用的免疫組織化學(xué)標(biāo)記之一。

由此可見(jiàn),在胃黏膜炎癥、腸上皮化生及向胃癌進(jìn)展的過(guò)程中,HNF4α均發(fā)揮了一定的效應(yīng)。HNF4α有可能成為胃癌癌前病變篩查指標(biāo)的新靶點(diǎn)。

4 HNF4α與胃癌病情進(jìn)展

近年來(lái),多項(xiàng)研究表明HNF4α與胃癌病變有一定關(guān)聯(lián)。根據(jù)黏蛋白表型,可將胃癌分為胃型、胃腸混合型、腸型及未分化型胃癌。Takano K等[22]研究顯示分化型早期胃癌在P1-HNF4α的染色模式上顯示出顯著差異。腸型、混合型和未分化型胃癌顯示P1-HNF4α的陽(yáng)性率高,胃型胃癌對(duì)P1-HNF4α呈陰性。相反,無(wú)論黏蛋白表型如何,P2-HNF4α都在所有腫瘤中表達(dá)。因此,P1-HNF4α的陰性表達(dá)被認(rèn)為是胃型胃癌黏蛋白表型分類(lèi)中有用的免疫組織化學(xué)標(biāo)記之一。Chang HR等[23]研究發(fā)現(xiàn)HNF4α可促進(jìn)胃癌的發(fā)生進(jìn)展,通過(guò)抑制HNF4α的表達(dá),可下調(diào)細(xì)胞周期蛋白,誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯和細(xì)胞凋亡從而在體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)顯示出抗腫瘤活性。HNF4α是胃癌中的靶向癌蛋白,受AMPKα的信號(hào)調(diào)節(jié),同時(shí)調(diào)節(jié)WNT信號(hào)傳導(dǎo)。我們的前期研究[24]亦表明了HNF4α在胃癌通道中的作用,在體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)中抑制HNF4α的表達(dá),可誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯和細(xì)胞凋亡,進(jìn)而發(fā)揮抗腫瘤生長(zhǎng)效應(yīng)。由此可見(jiàn),HNF4α可成為胃癌治療的新靶點(diǎn)。

5 HNF4α與胃癌侵襲轉(zhuǎn)移

我們的前期研究[24]亦證明了HNF4α在促進(jìn)胃癌遷徙轉(zhuǎn)移中的作用,在體外實(shí)驗(yàn)中沉默胃癌細(xì)胞中HNF4α的表達(dá),可抑制胃癌細(xì)胞的侵襲與轉(zhuǎn)移。同時(shí)研究驗(yàn)證了小檗堿可靶向AMPK-HNF4α-WNT5a信號(hào)通路發(fā)揮抗胃癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移作用。但是,同樣有研究表明HNF4α在抑制胃癌侵襲轉(zhuǎn)移中發(fā)揮一定效應(yīng)。Uozaki H等[25]研究發(fā)現(xiàn)了HNF4αP1在早期腫瘤中更常表達(dá),且HNF4αP1的表達(dá)與無(wú)淋巴結(jié)受累和更小的腫瘤大小相關(guān)。HNF4αP1陽(yáng)性的胃癌顯示較低頻率的腫瘤細(xì)胞淋巴轉(zhuǎn)移和血管浸潤(rùn),HNF4αP1的缺乏促進(jìn)了腫瘤的侵襲。Li D等[26]人的研究也表明了HNF4α在抑制胃癌侵襲轉(zhuǎn)移中的作用,他們研究了內(nèi)凝集素蛋白1(ITLN1)可通過(guò)滅活磷酸肌醇3激酶/AKT/Ikappa B激酶信號(hào),減弱胃癌細(xì)胞中核因子NF-κB(一種抑制HNF4α表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子)活性,從而增加了HNF4α水平,進(jìn)而導(dǎo)致胃癌細(xì)胞中β-catenin的核轉(zhuǎn)位和轉(zhuǎn)錄活性受抑制,進(jìn)而在體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)中抑制胃癌細(xì)胞生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移。由此可見(jiàn),HNF4α在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移方面的作用存在爭(zhēng)議,但其表達(dá)水平高低亦有可能成為鑒別早期胃癌與進(jìn)展期胃癌的標(biāo)志物之一。

6 HNF4α與胃癌診斷預(yù)后

6.1 HNF4α與胃癌診斷

HNF4α被發(fā)現(xiàn)能作為區(qū)別原發(fā)性胃癌與轉(zhuǎn)移性胃癌的標(biāo)記物之一。Koyama T等[27]研究表明HNF4α在33例原發(fā)性胃癌中均表達(dá),但在乳腺癌胃轉(zhuǎn)移病變中未見(jiàn)表達(dá),因此可將肝細(xì)胞核因子4α鑒定為區(qū)分原發(fā)性胃癌和乳腺癌轉(zhuǎn)移至胃部病變的優(yōu)良標(biāo)志物,且其特異性和敏感性均優(yōu)于乳腺癌標(biāo)記物雌激素受體(ER)、孕激素受體(PR)、乳房珠蛋白和大囊性疾病液體蛋白15(GCDFP-15)和胃癌標(biāo)記物CDX2、MUC5AC、MUC6和CK20。Juca P等[28]研究也顯示可將HNF4α作為區(qū)分原發(fā)性胃癌和乳腺癌胃轉(zhuǎn)移的金標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記,其研究結(jié)果表明HNF4α在具有原發(fā)性胃腺癌且合并原發(fā)性乳腺癌患者病例中均陽(yáng)性表達(dá),在來(lái)自乳腺癌胃轉(zhuǎn)移病變中呈陰性表達(dá),即為在所有診斷為原發(fā)性胃腺癌的患者中顯示陽(yáng)性表達(dá),在所有原發(fā)性乳腺癌病例中均為陰性表達(dá)。Van der Post RS等[29]同樣證實(shí)了HNF4α是區(qū)分原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性胃癌、乳腺癌的非常好的標(biāo)志物,研究結(jié)果顯示在107例原發(fā)性胃腺癌病例中有106例出現(xiàn)HNF4α表達(dá),并且在所有105例原發(fā)性乳腺癌中均未見(jiàn)HNF4α表達(dá)(敏感性為99%,特異性為100%)。同時(shí),乳腺胃癌轉(zhuǎn)移組織表現(xiàn)出HNF4α的強(qiáng)陽(yáng)性表達(dá),乳腺癌轉(zhuǎn)移到胃部病變沒(méi)有表現(xiàn)出HNF4α的表達(dá)。同時(shí)患有2種原發(fā)癌的患者的組織中,所有胃癌組織顯示出HNF4α的強(qiáng)陽(yáng)性表達(dá),而乳腺癌組織中HNF4α呈陰性表達(dá)。由此可見(jiàn),HNF4α有可能成為胃癌與乳腺癌胃轉(zhuǎn)移的很好的診斷標(biāo)記物之一。

6.2 HNF4α與胃癌預(yù)后

HNF4α的表達(dá)與胃癌患者的存活率亦存在一定關(guān)聯(lián)。Li D等[26]收集了臨床胃癌組織、正常胃黏膜標(biāo)本和胃癌細(xì)胞系A(chǔ)GS、SGC-7901、MKN-28和MKN-45,以研究HNF4α和ITLN1的表達(dá)水平與患者臨床病理特性的相關(guān)性。研究結(jié)果表明相較于正常胃黏膜,胃癌組織和胃癌細(xì)胞系中的HNF4α的蛋白質(zhì)和轉(zhuǎn)錄物水平處于較高水平,且它們的表達(dá)水平隨著胃癌的組織學(xué)分化等級(jí)逐漸降低。分化程度更差、胃壁浸潤(rùn)更深、有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移或TNM分期呈晚期的胃癌患者,其ITLN1或HNF4α水平呈現(xiàn)明顯更低水平。同時(shí),Kaplan-Meier生存分析顯示,具有高ITLN1或HNF4α表達(dá)的患者具有比具有低表達(dá)的患者有著更高的生存率?？偠灾?這些結(jié)果證明HNF4α的表達(dá)與臨床胃癌病例患者中的存活率提高相關(guān)。

7 小結(jié)

綜上所述,HNF4α在胃癌致病因素、癌前病變、病情進(jìn)展、侵襲轉(zhuǎn)移及診斷預(yù)后等方面均發(fā)揮了一定作用。在胃癌的浸潤(rùn)深度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移過(guò)程中,HNF4α亦發(fā)揮一定的效應(yīng)。由此可見(jiàn),HNF4α在成為胃癌癌前病變篩查指標(biāo)及胃癌治療預(yù)后的新靶點(diǎn)方面具有一定的研究意義。但目前仍存在許多問(wèn)題,HNF4α與胃癌相關(guān)性的研究不多,HNF4α在參與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移方面的作用存在爭(zhēng)議,HNF4α參與胃黏膜炎癥、腸上皮化生及向胃癌進(jìn)展的機(jī)制及在胃癌的浸潤(rùn)深度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移過(guò)程的相關(guān)機(jī)制研究較少。HNF4α參與胃癌發(fā)生發(fā)展的作用及機(jī)制仍需要更深入、全面的研究。