雄激素/雄激素受體信號通路在肝細(xì)胞癌中的研究進(jìn)展

王瑞華，蔡仕良，柳東紅，陳宏森，曹廣文

0 引言

原發(fā)性肝癌是臨床常見惡性腫瘤疾病，其發(fā)病率和死亡率在全球腫瘤中均居前列[1]。2020年全球新發(fā)肝癌發(fā)病率占全球癌癥發(fā)病率的4.69%，且男性肝癌發(fā)病率最高，為26.9/105[2]。WHO統(tǒng)計(jì)，中國肝癌新發(fā)病例數(shù)高達(dá)41萬例，占世界新發(fā)病例的45.27%，且為中國男性第一致死性腫瘤，肝癌年齡標(biāo)化死亡率為所有癌癥中最高（13.7/105）[3]。

肝細(xì)胞癌（hepatocellular carcinoma,HCC）是原發(fā)性肝癌的一種，占原發(fā)性肝癌病例的85%～90%[4]。其中近50%的HCC患者集中在中國，HCC屬于男性高發(fā)癌癥，我國男性HCC發(fā)病率和死亡率分別為343.7/105和310.6/105，女性HCC發(fā)病率和死亡率分別為122.3/105和111.5/105；流行病學(xué)數(shù)據(jù)顯示，我國男性肝細(xì)胞癌發(fā)病率與女性發(fā)病率之比為2:1～5:1[5]。目前發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致HCC性別差異性的危險(xiǎn)因素包括乙型肝炎病毒感染和突變、免疫遺傳易感性以及性激素受體作用[6]。雄激素受體（androgen receptor,AR）是一種雄激素激活的轉(zhuǎn)錄因子。雄激素/雄激素受體信號通路可通過多種機(jī)制促進(jìn)HCC的發(fā)生發(fā)展。本文主要分析雄激素/雄激素受體信號通路對肝細(xì)胞癌發(fā)病的影響及其研究進(jìn)展。

1 雄激素/雄激素受體與性激素相關(guān)癌癥的關(guān)聯(lián)

許多研究指出，AR在性激素依賴的惡性腫瘤中發(fā)揮重要的作用。目前，AR致前列腺癌（PCa）、乳腺癌、HCC等惡性腫瘤的研究取得了重大突破。AR在癌癥中發(fā)揮致癌作用或者抑癌作用[7]。AR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的大部分知識來自對前列腺癌的研究[8]。一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究表明，絲裂原活化蛋白激酶4（MAPK4）對GATA2/AR和蛋白激酶B（PKB，也稱為AKT）的協(xié)同激活促進(jìn)了PCa細(xì)胞增殖和去勢抗性[9]。在幾乎所有的原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性PCa中都發(fā)現(xiàn)了AR的表達(dá)[10]。有研究表明，AR在PCa的發(fā)生發(fā)展中促進(jìn)細(xì)胞增殖、抑制細(xì)胞凋亡，與DNA損傷修復(fù)、MAPK通路、Wnt通路和PI3K/AKT/mTOR通路等有關(guān)[11]。

乳腺癌在男性中罕見，研究表明，在男性乳腺癌中X染色體增加與AR表達(dá)增加有關(guān)[12]。在不同的乳腺癌亞型中，AR發(fā)揮的作用不同，如人表皮生長因子受體2（HER2）陽性乳腺癌中，HER2能夠促進(jìn)AR轉(zhuǎn)錄并激活蛋白激酶ERK信號通路，而ERK信號通路激活反過來調(diào)節(jié)AR和HER2的表達(dá)，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞增殖和促進(jìn)腫瘤的生長[13]。

AR在HCC男性患者中過表達(dá)，提示雄激素及AR信號通路可能參與肝細(xì)胞癌變過程[14]。有實(shí)驗(yàn)在人類HCC樣本中證實(shí)了AR和Toll受體4（TLR4）之間的正相關(guān)關(guān)系，DHT-AR-TLR4信號通路可以增強(qiáng)HCC細(xì)胞的發(fā)育并促進(jìn)HCC細(xì)胞的遷移和侵襲，證明了HCC性別差異的潛在機(jī)制以及AR和TLR4是治療HCC的潛在治療靶點(diǎn)[15]。

2 雄激素受體的結(jié)構(gòu)和功能

AR基因位于X染色體上的Xq11-Xq12位點(diǎn)，蛋白質(zhì)編碼區(qū)有2 757個(gè)核苷酸，跨越8個(gè)外顯子，內(nèi)含子大小從0.7～2.6 kb不等[16]，AR基因編碼的蛋白質(zhì)由919個(gè)氨基酸組成，大小為110 kDa[17]。AR與雌激素受體（ER）、糖皮質(zhì)激素受體（GR）、孕酮受體（PR）等同屬于類固醇激素核受體組。AR屬于Ⅰ類核類固醇受體，一般由四個(gè)結(jié)構(gòu)域組成：N端轉(zhuǎn)錄激活區(qū)（NTD）、DNA結(jié)合區(qū)（DBD）、鉸鏈區(qū)和配體結(jié)合區(qū)（LBD），NTD、LBD通過鉸鏈區(qū)連接到DBD[18]。

AR的天然配體包括5α-二氫睪酮（5α-DHT，效力較高）、睪酮（效力較低）和其他雄激素途徑代謝物，而AR配體中最重要的兩種內(nèi)源性雄激素是DHT和睪酮[19]。DHT與睪酮的不同之處在于DHT含有雙鍵，且對AR的親和力比睪酮高兩倍，解離率低五倍。DHT的特有功能與這些差異有關(guān)[20]。AR在與睪酮及其代謝物DHT結(jié)合后，從細(xì)胞質(zhì)中的熱休克蛋白（HSP）中解離，分離形成AR二聚體結(jié)構(gòu)。AR二聚體能轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中，與雄激素靶基因調(diào)控區(qū)域的雄激素反應(yīng)原件DNA序列（AREs）結(jié)合，調(diào)節(jié)下游靶基因轉(zhuǎn)錄[21]。當(dāng)AR未被激活時(shí)，與熱休克蛋白（HSp27、HSp90等）結(jié)合駐留在細(xì)胞質(zhì)中。與其他類固醇受體（如ERα）相比，AR的激活在很大程度上取決于AP-1-相關(guān)因子1（AF-1）與AR的NTD的非配體依賴性結(jié)合[22]。AR是一種雄激素激活的轉(zhuǎn)錄因子，它調(diào)節(jié)男性性發(fā)育、骨骼肌生長、新陳代謝、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育以及性激素依賴性癌癥的發(fā)生和發(fā)展[22]。

3 雄激素/雄激素受體與HBV相互作用導(dǎo)致肝細(xì)胞癌發(fā)病的性別差異

導(dǎo)致HCC發(fā)生發(fā)展的危險(xiǎn)因素很多，其中慢性乙肝病毒感染、丙型肝炎病毒感染、黃曲霉毒素暴露、吸煙、肥胖等是HCC發(fā)生的原因[23]。但是傳統(tǒng)的危險(xiǎn)因素不能完全解釋HCC發(fā)病在性別上存在的差異。有研究表明男性和女性在性激素方面的差異導(dǎo)致了HCC發(fā)生的性別差異，由于很多性激素相關(guān)的癌癥與雄激素/AR信號通路有關(guān)，因此我們主要關(guān)注的是雄激素/AR致癌通路、肝炎病毒感染、雄激素/AR致癌通路與肝炎病毒感染的交互作用在HCC的發(fā)生發(fā)展中的致癌性。

據(jù)報(bào)道[24]，去勢或者雌激素給藥會減弱雄性小鼠中二乙基亞硝胺（DEN）誘導(dǎo)的肝腫瘤；相比之下，雄激素補(bǔ)充和卵巢切除術(shù)會促進(jìn)雌性小鼠的HCC發(fā)展；因此，雌激素可以預(yù)防肝癌，雄激素會促進(jìn)肝癌。HCC明顯的性別差異研究中，AR可能在HCC的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用。AR可以通過miR-325/ACP5信號轉(zhuǎn)導(dǎo)降低HCC進(jìn)展，靶向AR/miR-325/ACP5信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有助于開發(fā)新療法以更好地抑制HCC進(jìn)展[25]。AR與HCC的發(fā)生和進(jìn)展中的性別差異之間的關(guān)聯(lián)已經(jīng)得到充分證明，但是AR調(diào)節(jié)HCC的具體機(jī)制仍有待闡明[26]。與雄激素的促癌活性相反，雌激素的預(yù)防和抑制作用已經(jīng)在流行病學(xué)上得到證實(shí)：絕經(jīng)后女性肝脂肪變性、脂肪性肝炎和HCC的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加[27]。這一研究在動物研究中已得到證實(shí)，雌激素治療降低了HCC的發(fā)生和轉(zhuǎn)移，并且卵巢切除后雌性小鼠對HCC的易感性增加[28]。雄性小鼠比雌性小鼠更容易患上HCC[15]。

HBV和HCV感染是HCC發(fā)生的主要危險(xiǎn)因素，HBV或HCV病毒載量升高的患者發(fā)生HCC的傾向更高[29]。HCC的發(fā)展、發(fā)病機(jī)制和疾病進(jìn)展誘導(dǎo)的乙型肝炎感染表現(xiàn)出性別差異，與女性相比，HBV相關(guān)HCC更常見于男性[30]。HBV突變方面，Pre-S區(qū)具有性別分布差異的突變位點(diǎn)最多，Pre-S啟動子突變、Pre-S2片段缺失、T31C、T53C、A1C、C10A、A31C和T49G突變在男性中的發(fā)生率顯著高于女性；BCP區(qū)性別差異性位點(diǎn)相對較少，但HCC特征突變（A1762T/G1764A、T1753以及T1674C/G）在男性中的突變率均高于女性[6]。

肝炎病毒與雄激素受體相互作用對肝細(xì)胞癌的影響也可以產(chǎn)生明顯的性別差異。研究發(fā)現(xiàn)，HBV或HCV感染男性患者中發(fā)現(xiàn)，發(fā)生肝硬化和HCC的病例數(shù)明顯多于女性，較高的血清睪酮水平與男性HCV患者發(fā)生肝臟炎性反應(yīng)和肝臟纖維化的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)，雄激素水平/AR多態(tài)性與肝炎/肝硬化向肝癌發(fā)生的進(jìn)展相關(guān)[31]。雄激素直接與HBV基因增強(qiáng)子Ⅰ中的AREs結(jié)合激活雄激素/AR信號通路并促進(jìn)HBV誘導(dǎo)HCC的發(fā)生[32]。在動物模型中，HBV和AR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。在HBV轉(zhuǎn)基因小鼠模型中，雄性小鼠的HBV復(fù)制量是雌性小鼠的兩倍，且呈現(xiàn)HBx依賴性[33]。雄性小鼠更高的HBV復(fù)制效率證實(shí)了HCC病例的性別差異，雄激素和AR對HBV的復(fù)制具有重要意義[34]。肝細(xì)胞中的AR敲除減弱了HBV的復(fù)制，這表明是AR而非雄激素本身促進(jìn)病毒復(fù)制，進(jìn)而促進(jìn)病毒性肝炎和肝癌的發(fā)生[24]。以上研究有助于解釋HCC中雄激素/AR致癌通路造成男性HCC的患病率高于女性的現(xiàn)象。

4 雄激素受體致肝細(xì)胞癌的信號通路

癌癥的潛在發(fā)病機(jī)制是與腫瘤發(fā)生相關(guān)的關(guān)鍵信號通路被激活。各種細(xì)胞信號通路的異常在調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝、腫瘤發(fā)育、生長、增殖、轉(zhuǎn)移和細(xì)胞骨架重組等方面都起著重要作用。這些基礎(chǔ)信號通路包括信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄活化因子3（STAT3）信號通路、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/帕霉素靶蛋白（PI3K/AKT/mTOR）信號通路、絲裂原活化蛋白激酶/細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（MAPK/ERK）信號通路、Wnt/β-catenin信號通路等，是腫瘤發(fā)生過程中重要的、被深入研究的細(xì)胞內(nèi)信號通路。

4.1 STAT3信號通路

AR與STAT3信號通路聯(lián)合導(dǎo)致肝細(xì)胞癌發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加。血清中IL-6是一種促炎性反應(yīng)細(xì)胞因子，通過激活下游通路促進(jìn)腫瘤發(fā)生、侵襲和轉(zhuǎn)移來調(diào)節(jié)炎性反應(yīng)相關(guān)癌癥[35]。IL-6可以激活STAT3信號通路，IL-6的升高會導(dǎo)致STAT3磷酸化，STAT3使AR表達(dá)上調(diào)，還會與AR產(chǎn)生交互作用并作為AR共激活因子[36]。研究發(fā)現(xiàn)[37]，17β-雌二醇（E2）抑制AR表達(dá)的HCC細(xì)胞增殖，降低了在AR過表達(dá)HCC細(xì)胞的STAT3的磷酸化，所以減弱IL-6/STAT3信號轉(zhuǎn)導(dǎo)可以抑制HCC的發(fā)展。

4.2 PI3K/AKT/mTOR信號通路

PI3K/AKT/mTOR信號通路是參與HCC發(fā)病機(jī)制的經(jīng)典調(diào)節(jié)異常通路，PI3K/AKT/mTOR信號通路的任何變化都有可能與HCC的病理變化有關(guān)[38]，目前研究證明，AR與PI3K/AKT/mTOR信號通路相關(guān)[39]，雷帕霉素復(fù)合物1（mTORC1）的機(jī)制靶點(diǎn)可以調(diào)節(jié)HCC中的AR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，并且是PI3K/AKT/mTOR信號通路的關(guān)鍵成分。mTORC1在HCC中經(jīng)常過度活化，從而驅(qū)動致癌物的生長和增殖，還可以通過抑制蛋白酶體依賴性AR降解來促進(jìn)AR的穩(wěn)定性，還可以獨(dú)立或者與雄激素協(xié)同增強(qiáng)AR核定位和反式激活[40]。PI3K/AKT信號通路激活會促進(jìn)肝細(xì)胞增殖和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）能力，促進(jìn)肝癌細(xì)胞生長、遷移和侵襲[41]。AR通過PI3K/AKT/mTOR信號途徑上調(diào)整合素β1表達(dá)，主要是增強(qiáng)ATK磷酸化水平，進(jìn)而增強(qiáng)細(xì)胞黏附能力[42]，這可能是晚期肝細(xì)胞癌高轉(zhuǎn)移性的重要原因。PI3K/AKT/mTOR信號通路調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化、代謝，導(dǎo)致正常細(xì)胞凋亡和癌細(xì)胞存活，促進(jìn)腫瘤發(fā)展以及抗癌治療的抵抗[43]。在前列腺癌中導(dǎo)致PI3K/AKT/mTOR信號通路激活的基因存在多樣性，并且PI3K/AKT/mTOR信號通路與AR可以協(xié)同促進(jìn)前列腺癌的生長和耐藥性[44]。

4.3 MAPK/ERK信號通路

MAPK/ERK信號通路是HCC發(fā)展中最關(guān)鍵的信號通路[45]。至少存在三種不同的MAPK信號通路可將細(xì)胞外信號轉(zhuǎn)導(dǎo)至細(xì)胞核中，以誘導(dǎo)包括ERK、JNK和p38基因表達(dá)。ERK激酶家族由ERK1（p44）和ERK2（p42）組成。MAPK/ERK信號通路的細(xì)胞表面受體（如受體酪氨酸激酶RTKs或者G蛋白耦聯(lián)受體GPCRs）的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)被激活，通路調(diào)節(jié)不當(dāng)會導(dǎo)致細(xì)胞行為異常，包括細(xì)胞生長、增殖增加、去分化等，這些都會增強(qiáng)致癌作用[46]?；贛APK/ERK表達(dá)和磷酸化，研究認(rèn)為MAPK/ERK信號通路在大約50%的早期HCC患者和幾乎所有的晚期HCC患者中被激活[47]。

醛酮還原酶（AKR）是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP）的氧化還原酶，可以催化各種底物的反應(yīng)，包括藥物和致癌物[48]。醛酮還原酶1C3（AKR1C3）是AKR超家族的成員，可作為激素相關(guān)惡性腫瘤和內(nèi)分泌疾病的藥物靶點(diǎn)[49]。有研究表明，AKR1C3在前列腺癌和雌激素受體陽性乳腺癌中過表達(dá)，這與癌癥患者生存率顯著降低有關(guān)[50]。AKR1C3可以通過“后門通路”途徑提高雄激素生物合成水平并激活雄激素受體，并通過激活ERK信號途徑增強(qiáng)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化能力，促進(jìn)激素相關(guān)腫瘤的進(jìn)展[51]。在HCC中AKR1C3表達(dá)上調(diào)而醛酮還原酶1D1（AKR1D1）表達(dá)下調(diào)，AKR1C3高表達(dá)和AKR1D1低表達(dá)的患者預(yù)后較差，中位生存時(shí)間較短，AKR1C3高表達(dá)是HCC的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[52]。體外實(shí)驗(yàn)證明，敲低AKR1C3和過表達(dá)AKR1D1后，細(xì)胞的增殖能力和成瘤能力下降，其主要機(jī)制是AKR1C3和AKR1D1調(diào)控MEK/ERK和AR信號通路的活性[52]。進(jìn)一步的研究表明，AKR1C3的敲低和AKR1D1的過表達(dá)降低了p-MEK、p-ERK1/2、AR和ID1的表達(dá)，可以反向調(diào)節(jié)ERK和AR信號通路[52]。

4.4 Wnt/β-catenin信號通路

研究發(fā)現(xiàn)，AR可以增強(qiáng)EZH2啟動子活性，敲低AR表達(dá)后EZH2啟動子活性顯著降低，說明AR可以調(diào)控EZH2表達(dá)；在肝癌細(xì)胞系SK-Hep1和肝細(xì)胞系LO2中，過表達(dá)AR后，觀察到EZH2和H3K27me3在轉(zhuǎn)錄水平和翻譯水平都顯著上調(diào)。蛋白印跡法檢測結(jié)果顯示，過表達(dá)AR后β-catenin顯著激活，提示AR促進(jìn)細(xì)胞增殖和腫瘤惡性程度可能與Wnt/β-catenin信號途徑異常表達(dá)有關(guān)；與正常肝組織相比，肝癌組織的AR/EZH2/H3K27me3/β-catenin表達(dá)顯著增加；在肝癌組織中，AR、EZH2、H3K27me3和β-catenin的陽性檢出率分別為62.5%、71.9%、65.6%和77.5%，EZH2和β-catenin與AR表達(dá)正相關(guān)（r=0.936,r=0.807）；生存分析發(fā)現(xiàn)，AR/EZH2/β-catenin信號通路異常激活導(dǎo)致患者的總生存時(shí)間和無瘤生存時(shí)間顯著下降，說明AR/EZH2/β-catenin信號通路與HCC的復(fù)發(fā)和不良預(yù)后相關(guān)[53]。

循環(huán)相關(guān)激酶（CCRK）提高糖原合成酶激酶（GSK-3β）磷酸化水平，激活β-catenin/TCF/E2F1/EZH2轉(zhuǎn)錄反饋回路，以表觀遺傳方式增強(qiáng)AR信號；同時(shí)，EZH2-AR過表達(dá)可以提高CCRK啟動子活性，使CCRK轉(zhuǎn)錄激活，從而形成了一個(gè)自我強(qiáng)化的回路[54]。在HepG2細(xì)胞系中，使用睪酮可經(jīng)AR介導(dǎo)使GSK3α磷酸化水平提高，β-catenin交互結(jié)合蛋白FHL2可以激活A(yù)R轉(zhuǎn)錄活性[55]。類固醇受體SRC1和SRC3協(xié)同促進(jìn)細(xì)胞增殖，通過激活Wnt/β-catenin信號通路，促進(jìn)HCC進(jìn)展[56]。

5 抗雄激素/雄激素受體治療在肝細(xì)胞癌中的應(yīng)用

目前的HCC治療方式包括肝切除術(shù)、肝移植術(shù)和射頻消融術(shù)等，但是大多數(shù)患者無法從這些治療手段中獲益。索拉非尼是一種多受體酪氨酸激酶（RTK）抑制劑，于2007年被批準(zhǔn)作為晚期HCC的一線治療藥物，但其反應(yīng)率低、療效有限、耐藥率高以及不良反應(yīng)較多[57]。過去兩年美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)了幾種新的RTK抑制劑，包括樂伐替尼、瑞戈非尼和卡博替尼，但是這些藥物并未提供更好的療效[58]。

AR是HCC發(fā)生發(fā)展的重要靶標(biāo)，特異的AR抑制劑將為HCC的治療提供依據(jù)[59]，有臨床實(shí)驗(yàn)表明，抗雄激素治療對晚期HCC患者并沒有產(chǎn)生生存獲益，這種治療還可能會促進(jìn)腫瘤生長，并可能對非腫瘤肝臟產(chǎn)生有害影響[60]。AR與索拉非尼治療表現(xiàn)出潛在協(xié)同抗腫瘤作用，索拉非尼治療或缺氧會誘導(dǎo)缺氧誘導(dǎo)因子HIF-2α與AR啟動子結(jié)合，抑制AR轉(zhuǎn)錄，并且有體外和體內(nèi)研究表明HIF-2α抑制劑（PT-2385）可通過抑制HIF-2α及下游pSTAT3/pAKT/pERK通路，顯著提高索拉非尼療效[57]。HBx肝細(xì)胞癌小鼠模型中，索拉非尼治療通過激活SHP-1磷酸酶，逆轉(zhuǎn)HBx對AR活性增強(qiáng)作用，從而拮抗HBx對AKT/GSK3β和c-SRC的激活，索拉非尼還可以顯著降低血清ALT濃度。因此，索拉非尼可能通過作用于AR受體和降低ALT，降低HBV相關(guān)肝細(xì)胞癌進(jìn)展[61]。

除了索拉非尼相關(guān)治療外，研究還發(fā)現(xiàn)了抗雄激素治療方式在肝癌治療中的潛在價(jià)值。2018年的抗雄激素與雷帕霉素聯(lián)合治療研究發(fā)現(xiàn)[40]，對于肝癌的發(fā)生，單獨(dú)使用AR拮抗劑恩雜魯胺可以降低DEN誘導(dǎo)肝癌的發(fā)生率；對于肝癌治療，單獨(dú)使用AR拮抗劑治療并未取得顯著效果，但是聯(lián)合其他藥物使用的療效比較突出。

6 小結(jié)

綜上，AR可以促進(jìn)HCC的發(fā)生發(fā)展，并且導(dǎo)致HCC的性別差異。雄激素/AR致HCC發(fā)生發(fā)展的信號通路比較復(fù)雜。本綜述主要闡述了雄激素/AR信號通路在HCC發(fā)病率的性別差異中的作用及導(dǎo)致HCC發(fā)病的機(jī)制和靶向治療進(jìn)展，靶向雄激素/AR通路對HCC患者進(jìn)行有效干預(yù)，尚需要更多深入研究。