引用本文: 李星龍, 李忠生, 李國東. 原發性肝癌中法尼酯衍生物 X 受體基因調控機制的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2019, 26(4): 493-497. doi: 10.7507/1007-9424.201811003 復制
肝細胞肝癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是世界上最常見的惡性腫瘤之一。近年來,HCC 的發病率呈上升趨勢,目前居世界第 6 位;同時,HCC 的病死率高居世界腫瘤病死亡的第 2 位[1]。當今,對于 HCC 的治療手段雖有多種,但這些方法均未達到十分理想的療效[2],其根本原因在于 HCC 的發生、發展是一個多因素參與、多基因相互作用和多條細胞信號通路交叉調控的結果。最近有研究[3]表明,眾多轉錄調控因子及信號轉導通路均參與 HCC 發生、發展的全過程。法尼酯衍生物 X 受體(farnesoid X receptor,FXR)與眾多轉錄調控因子及信號轉導通路關系密切,因此,明確 FXR 在 HCC 發生、發展中的作用及分子機制,可為 HCC 的有效防治提供新的理論依據和實驗基礎。
FXR 作為膽汁酸的內源性配體,是核受體超家族中的一成員,主要存在于肝臟、腸道、腎臟及部分脂肪組織中,除參與調控機體的膽汁酸代謝、脂質代謝、葡萄糖代謝及肝臟再生和炎癥反應的相關基因外,其作為一種抑癌基因參與到多種惡性腫瘤的發生、發展過程中[4]。有研究者[5]在 FXR 基因敲除(FXR-knockout,FXR-KO)小鼠模型中發現,隨著小鼠年齡的增長會自發形成 HCC,這一模型的建立對于肝臟相關疾病及惡性腫瘤的研究起到了至關重要的作用。目前,FXR 基因已在人、大鼠、小鼠等多個物種被成功克隆,包括 FXRα 和 FXRβ。FXRβ 在人類中為假基因,FXRα 在各類物種中均有表達,有 FXRα 1–FXRα 4 這 4 種亞型,其中 FXRα1 和 FXRα2 主要在人體肝臟中表達[6]。近年,FXR 作為一個明星分子引起了國內外學者的廣泛關注,因此,筆者現主要就 FXR 在 HCC 中的最新研究進展情況進行綜述。
1 FXR 在 HCC 中的表達情況
FXR 在 HCC 組織中表達下降。2011 年 Wolfe 等[7]通過定量逆轉錄聚合酶鏈反應檢測了 34 例 HCC 患者癌組織及 8 例正常肝臟組織樣本中 FXR 的表達,結果發現,FXR 在 HCC 中的表達量相對于正常肝臟組織減少 40%。隨后有不同研究[8-9]也證實了 FXR 在 HCC 中表達降低并扮演抑癌基因的角色。日本學者[10]采用定量逆轉錄聚合酶鏈反應和 Western blot 法檢測也證實了 FXR 在 HCC 患者的肝癌組織中 mRNA 和蛋白質的表達均較正常肝臟組織降低,并且通過免疫組織化學技術進一步研究發現,較正常肝臟組織,FXR 在 HCC 組織的細胞核中表達增高,該研究結果與 HCC 臨床分期以及疾病的發病特點無關。以上研究結果提示,雖然核受體 FXR 在 HCC 中的表達下調,但由于其在細胞核中發揮轉錄調控下游基因的功能,其表達相對量以及表達部位的變化所引發的病理、生理功能以及調控分子通路在 HCC 發生、發展中的作用需要進一步的探索。
2 HCC 中 FXR 表達下調的分子機制
目前發現,在 HCC 發展過程中下調 FXR 表達的分子機制主要有以下幾種。
2.1 通過炎癥相關通路下調 FXR 表達
研究[11]發現,在 FXR-KO 小鼠和 HCC 患者的癌組織中一些促炎性細胞因子如腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)α、白細胞介素(interleukin,IL)-1β 和 IL-6 表達增高,這些促炎性細胞因子可在體內構建一個微環境,且通過抑制肝核因子 1α 啟動子的轉錄活性下調 FXR 的表達。此外,有文獻[12]報道,促炎因子 TNF 和 IL-1β 調控肝細胞肝癌中 FXRα1 和 FXRα2 的相對表達,導致 FXRα1/FXRα2 比率上升,該研究結果進一步提示炎癥反應參與調控 FXR 在 HCC 進展過程中表達降低的分子機制中。
2.2 表觀遺傳沉默可下調 FXR 的表達
有研究[13]表明,在 HCC 細胞系中,miRNA-421 通過靶向作用于 FXR mRNA 3′ 非轉錄區,抑制 FXR 的轉錄活性,促進 HCC 的增殖、侵襲和轉移。在轉基因小鼠中,過表達的沉默信息調節因子 1(silent information regulator 1,SIRT1)作為一種致癌因子,其通過對 FXR 持續的去乙酰化作用導致 FXR 降解增加[14];同樣,在 HCC 患者的癌組織中,FXR 表達缺失亦與 SIRT1 的高表達有密切關系。DNA 甲基化是在 DNA 甲基轉移酶的作用下,以S-腺苷甲硫氨酰為甲基供體,將甲基轉移到胞嘧啶的第 5 位上。有研究[15]提出,在 HCC 發生、發展過程中,啟動子區域的甲基化對相關基因的表達有明顯的抑制作用。最近,Bailey 等[16]報道,在人結腸癌組織中,由于 FXR 啟動子區 DNA 甲基化及 KRAS 信號轉導通路表達上調致使 FXR 的 mRNA 表達降低,但這種分子機制在肝癌中尚未見報道。因此我們推斷,在 HCC 的發生、發展過程中,FXR 表觀遺傳沉默是否也可作為其表達下調的分子機制值得深入研究。
3 FXR 在 HCC 進展中參與調控的分子通路
3.1 FXR 在調控 HCC 中膽汁酸代謝相關通路中的作用
膽汁酸代謝平衡在維持肝臟正常的生理功能中起到重要的作用。大量的膽汁淤積會產生細胞毒性,促進 HCC 的形成。小異源二聚體(small heterodimer partner,SHP)是一個非典型寡核受體,可以抑制膽汁酸的合成[17]。SHP 是 FXR 的經典下游靶基因,FXR-SHP 軸在膽汁酸代謝中的機制已經很明確,但二者在 HCC 發生、發展中的關系尚不十分清楚。研究[18]發現,在 FXR-KO 小鼠中,過表達 SHP 雖然不能降低 HCC 的發生率、抑制腫瘤的體積或減弱 IL-6/STAT3 信號通路的活性,但可以減少肝細胞不典型增生、炎癥細胞浸潤并促進細胞凋亡進而抑制 HCC 的增長。膽鹽輸出泵(bile salt export pump,BSEP)是一種膽汁酸外流的微管型通道,其可以促進膽汁酸的排泄[19]。作為 FXR 的靶基因,BESP 主要受 FXRα1 和 FXRα2 的調控,其中 FXRα2 扮演主要角色。研究[12]發現,在肝癌細胞系 Huh7 和 HepG2 中,促炎性因子 IL-6 和 TNF-α 表達升高,導致 FXRα1/FXRα2 比率增高進而下調 BESP 的表達,導致肝內膽汁酸淤積,進而形成 HCC。
3.2 FXR 在 HCC 炎性調控中的作用
HCC 的發生與慢性炎癥密切相關。有研究[20]顯示,干擾素(interferon,IFN)-γ 是一種促炎性細胞因子,在 FXR-KO 小鼠中,IFN-γ 的缺失促進 STAT3 和 JNK/c-Jun 的激活并抑制 p53 的表達進而加速自發性肝癌的形成并提高了二乙基亞硝胺誘導小鼠形成肝癌的成功率;同時,IFN-γ 還可以通過誘導細胞因子信號轉導抑制蛋白(suppressors of cytokine signaling,SOCS)1/3 的表達減弱 IL-6 誘導的 STAT3 磷酸化水平,從而進一步抑制裸鼠移植瘤的增長。但對于 IFN-γ 與 FXR 的調控關系未予以深入報道,值得進一步探索。隨后,Guo 等[21]進一步發現,FXR 可以直接結合到 SOCS3 啟動子的 IR9 區,通過上調 SOCS3 和 p21 的表達,從而抑制 STAT3 的磷酸化水平,以抑制 HCC 細胞的增殖。
3.3 FXR 與 HCC 中 miRNA 調控的關系
FXR 作為一個轉錄因子,可以通過調控 miRNA 的表達進一步發揮生物學功能。miRNA 是一類內源性、高度保守、非編碼的單鏈 RNA,在 HCC 的發生、發展過程中起重要作用[22],miRNA-122就是其中之一,其在肝臟中表達特異且大量存在。據文獻[23]報道,FXR 可以直接結合到 miRNA-122 在肝臟中啟動子區的定向重復序列 DR2 作用原件上(–338~–325),增強 miRNA-122 在肝臟中的轉錄活性,上調其表達,進而通過靶向調控其下游基因胰島素樣增長因子 1 受體及細胞周期蛋白(cyclin)G1 的表達,從而抑制 HCC 細胞的增殖。另有研究[24]發現,FXR 通過直接結合到 miRNA-22 上游的一個反向重復序列誘導其表達,而 miRNA-22 可以與下游基因 cycling A2(CCNA2)的 3′ 非轉錄區結合并抑制其表達;另外,該團隊研究[25]發現一種天然化合物長梗秦艽酮通過作用 FXR-miR-22-CCNA2 信號通路抑制 HCC 的增殖。除上述的 miRNA-122 和 miRNA-22,在正常肝臟組織中,FXR 既可抑制 miRNA-34a、miRNA-199a-3p 的表達進而參與調節肝內各種代謝、肝臟損傷的修復過程中[26-27],又可促進 miRNA-29a、miRNA-144 表達發揮抗纖維化、下調高密度脂蛋白表達的作用[8-9]。基于以上研究,我們相信在未來 HCC 發生、發展的分子機制研究中更多受 FXR 調控的 miRNA 將被發現。
3.4 FXR 與 HCC 中 Wnt/β-catenin 通路的關系
Wnt/β-catenin 作為致癌基因在多種惡性腫瘤中表達增高。Wolfe 等[7]研究發現,在 FXR-KO 小鼠中,Wnt4 蛋白和 Dishevelled 表達增高調控糖原合成酶激酶-3β 的表達失活可導致 Wnt/β-catenin 信號通路異常激活,進一步促進下游 cyclin D1 的表達;另外,上述研究也發現,轉錄抑制因子 Snail 表達增高可通過抑制 E-cadherin 的表達進而促進 Wnt/β-catenin 通路激活,該研究只闡述了 Wnt/β-catenin 在 FXR-KO 小鼠中表達增高的分子機制,但其與 FXR 的調控關系未予以闡明。隨后有研究[28]報道,FXR 通過直接抑制 Wnt/β-catenin 信號通路負向調控 HCC 的發展,在 Huh7 肝癌細胞系中,沉默 FXR 可加快細胞的增殖、侵襲、轉移和裸鼠移植瘤的形成,而在此基礎上沉默 β-catenin 可以逆轉以上作用;進一步研究發現,FXR 通過結合到β-catenin 的 AF1 結構域,干擾 β-catenin/轉錄因子 4(TCF4)復合體的形成,降低 β-catenin/TCF4 復合體的 DNA 結合能力及靶基因 cyclin D1 的表達。總而言之,FXR 與 Wnt/β-catenin 信號通路關系復雜,還有待進一步研究。
3.5 FXR 參與調控 HCC 的一些癌基因和抑癌基因的表達
在 HCC 的發生、發展過程中,FXR 還參與調控一些癌基因和抑癌基因的表達。Gankyrin 是蛋白酶體的一種小亞型,它通過降解 4 種抑癌蛋白包括 p53、成視網膜細胞瘤基因 Rb、肝細胞核因子 4A 和 CCAAT/增強子結合蛋白的活性而發揮癌基因的作用,在小鼠和人 HCC 的發展過程中,FXR 表達降低會抑制癌基因 Gankyrin 的啟動子活性[29]。此外,FXR 還可以調節一些抑癌基因的功能。N-myc 下游調節基因 2 作為一個抑癌基因在 FXR-KO 小鼠和人 HCC 中表達下調,FXR 可以結合到其內含子上的反向重復序列 IR-1 型作用原件,且 FXR 激動劑或在體內、體外實驗中過表達 FXR 均可誘導 N-myc 下游調節基因 2 的表達[30]。FXR 通過激活過氧化物歧化酶 3 的活性而抑制 JNK 信號通路,從而抑制 HCC 形成[31]。FXR 在參與調控 HCC 的一些癌基因和抑癌基因的表達研究尚未系統化,有待進一步進行研究探討。
總之,FXR 通過調控膽汁酸代謝相關通路、炎性通路、腫瘤相關 miRNAs、Wnt/β-catenin 分子通路等參與了 HCC 的發生、發展過程,其關鍵的分子機制仍需進一步闡明。
4 FXR 對 HCC 細胞的化療耐藥及保護作用
腫瘤多藥耐藥性指癌細胞對于許多結構不相關的化療藥物表現出的交叉抵抗現象,是腫瘤難治療、易復發的主要原因之一,現已成為腫瘤化療的研究熱點[32]。尤其對于中晚期 HCC 患者,以化療為主的綜合治療是首選治療方案。由于部分患者肝癌細胞存在多藥耐藥性,往往導致化療失敗[33]。目前,關于 FXR 在 HCC 化療耐藥中的具體機制尚不清楚。Martinez-Becerra 等[34]利用基因測序技術篩選出 10 個與 HCC 的多藥耐藥有關的基因,進一步研究發現,利用 FXR 激動劑 GW4064 促進 FXR 表達后,上述基因的表達情況并未發生改變,結果提示,除特殊條件外,FXR 可能并未參與 HCC 多藥耐藥相關基因的調控;隨后該研究團隊[35]進一步發現,FXR 可以通過膽汁酸非依賴途徑降低治療 HCC 常用化療藥物如順鉑的細胞毒性,以此提高了肝細胞對一些基因毒性藥物如多柔比星、絲裂霉素 C、重鉻酸鉀等副作用的抵抗能力。目前,FXR 在 HCC 治療方面的多藥耐藥性中扮演的角色尚缺乏系統深入研究,其作用機制仍需不斷探索。
5 小結與展望
目前,HCC 的發病率和病死率仍然較高,傳統的治療方法如手術、放療、化療等不能達到治愈 HCC 的效果,即便是及時采取了手術切除并預防性地運用了介入化療,也難以防止 HCC 的復發和轉移。因此,要想治愈 HCC,首先需要明確 HCC 發生、發展中的具體調控分子機制。雖然目前研究已發現 FXR 與 HCC 的發生關系密切且參與了 HCC 發生、增殖、侵襲、轉移等過程,但其在 HCC 的發生、發展中表達下調的具體機制尚不清楚,值得進一步探索;并且 FXR 在 HCC 治療過程中能否有望成為治療中的潛在靶點以及對于腫瘤耐藥是否起到關鍵的作用亦可能成為以后研究的熱點,其對提高 HCC 患者的生存率、降低病死率有重要的臨床意義。
肝細胞肝癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是世界上最常見的惡性腫瘤之一。近年來,HCC 的發病率呈上升趨勢,目前居世界第 6 位;同時,HCC 的病死率高居世界腫瘤病死亡的第 2 位[1]。當今,對于 HCC 的治療手段雖有多種,但這些方法均未達到十分理想的療效[2],其根本原因在于 HCC 的發生、發展是一個多因素參與、多基因相互作用和多條細胞信號通路交叉調控的結果。最近有研究[3]表明,眾多轉錄調控因子及信號轉導通路均參與 HCC 發生、發展的全過程。法尼酯衍生物 X 受體(farnesoid X receptor,FXR)與眾多轉錄調控因子及信號轉導通路關系密切,因此,明確 FXR 在 HCC 發生、發展中的作用及分子機制,可為 HCC 的有效防治提供新的理論依據和實驗基礎。
FXR 作為膽汁酸的內源性配體,是核受體超家族中的一成員,主要存在于肝臟、腸道、腎臟及部分脂肪組織中,除參與調控機體的膽汁酸代謝、脂質代謝、葡萄糖代謝及肝臟再生和炎癥反應的相關基因外,其作為一種抑癌基因參與到多種惡性腫瘤的發生、發展過程中[4]。有研究者[5]在 FXR 基因敲除(FXR-knockout,FXR-KO)小鼠模型中發現,隨著小鼠年齡的增長會自發形成 HCC,這一模型的建立對于肝臟相關疾病及惡性腫瘤的研究起到了至關重要的作用。目前,FXR 基因已在人、大鼠、小鼠等多個物種被成功克隆,包括 FXRα 和 FXRβ。FXRβ 在人類中為假基因,FXRα 在各類物種中均有表達,有 FXRα 1–FXRα 4 這 4 種亞型,其中 FXRα1 和 FXRα2 主要在人體肝臟中表達[6]。近年,FXR 作為一個明星分子引起了國內外學者的廣泛關注,因此,筆者現主要就 FXR 在 HCC 中的最新研究進展情況進行綜述。
1 FXR 在 HCC 中的表達情況
FXR 在 HCC 組織中表達下降。2011 年 Wolfe 等[7]通過定量逆轉錄聚合酶鏈反應檢測了 34 例 HCC 患者癌組織及 8 例正常肝臟組織樣本中 FXR 的表達,結果發現,FXR 在 HCC 中的表達量相對于正常肝臟組織減少 40%。隨后有不同研究[8-9]也證實了 FXR 在 HCC 中表達降低并扮演抑癌基因的角色。日本學者[10]采用定量逆轉錄聚合酶鏈反應和 Western blot 法檢測也證實了 FXR 在 HCC 患者的肝癌組織中 mRNA 和蛋白質的表達均較正常肝臟組織降低,并且通過免疫組織化學技術進一步研究發現,較正常肝臟組織,FXR 在 HCC 組織的細胞核中表達增高,該研究結果與 HCC 臨床分期以及疾病的發病特點無關。以上研究結果提示,雖然核受體 FXR 在 HCC 中的表達下調,但由于其在細胞核中發揮轉錄調控下游基因的功能,其表達相對量以及表達部位的變化所引發的病理、生理功能以及調控分子通路在 HCC 發生、發展中的作用需要進一步的探索。
2 HCC 中 FXR 表達下調的分子機制
目前發現,在 HCC 發展過程中下調 FXR 表達的分子機制主要有以下幾種。
2.1 通過炎癥相關通路下調 FXR 表達
研究[11]發現,在 FXR-KO 小鼠和 HCC 患者的癌組織中一些促炎性細胞因子如腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)α、白細胞介素(interleukin,IL)-1β 和 IL-6 表達增高,這些促炎性細胞因子可在體內構建一個微環境,且通過抑制肝核因子 1α 啟動子的轉錄活性下調 FXR 的表達。此外,有文獻[12]報道,促炎因子 TNF 和 IL-1β 調控肝細胞肝癌中 FXRα1 和 FXRα2 的相對表達,導致 FXRα1/FXRα2 比率上升,該研究結果進一步提示炎癥反應參與調控 FXR 在 HCC 進展過程中表達降低的分子機制中。
2.2 表觀遺傳沉默可下調 FXR 的表達
有研究[13]表明,在 HCC 細胞系中,miRNA-421 通過靶向作用于 FXR mRNA 3′ 非轉錄區,抑制 FXR 的轉錄活性,促進 HCC 的增殖、侵襲和轉移。在轉基因小鼠中,過表達的沉默信息調節因子 1(silent information regulator 1,SIRT1)作為一種致癌因子,其通過對 FXR 持續的去乙酰化作用導致 FXR 降解增加[14];同樣,在 HCC 患者的癌組織中,FXR 表達缺失亦與 SIRT1 的高表達有密切關系。DNA 甲基化是在 DNA 甲基轉移酶的作用下,以S-腺苷甲硫氨酰為甲基供體,將甲基轉移到胞嘧啶的第 5 位上。有研究[15]提出,在 HCC 發生、發展過程中,啟動子區域的甲基化對相關基因的表達有明顯的抑制作用。最近,Bailey 等[16]報道,在人結腸癌組織中,由于 FXR 啟動子區 DNA 甲基化及 KRAS 信號轉導通路表達上調致使 FXR 的 mRNA 表達降低,但這種分子機制在肝癌中尚未見報道。因此我們推斷,在 HCC 的發生、發展過程中,FXR 表觀遺傳沉默是否也可作為其表達下調的分子機制值得深入研究。
3 FXR 在 HCC 進展中參與調控的分子通路
3.1 FXR 在調控 HCC 中膽汁酸代謝相關通路中的作用
膽汁酸代謝平衡在維持肝臟正常的生理功能中起到重要的作用。大量的膽汁淤積會產生細胞毒性,促進 HCC 的形成。小異源二聚體(small heterodimer partner,SHP)是一個非典型寡核受體,可以抑制膽汁酸的合成[17]。SHP 是 FXR 的經典下游靶基因,FXR-SHP 軸在膽汁酸代謝中的機制已經很明確,但二者在 HCC 發生、發展中的關系尚不十分清楚。研究[18]發現,在 FXR-KO 小鼠中,過表達 SHP 雖然不能降低 HCC 的發生率、抑制腫瘤的體積或減弱 IL-6/STAT3 信號通路的活性,但可以減少肝細胞不典型增生、炎癥細胞浸潤并促進細胞凋亡進而抑制 HCC 的增長。膽鹽輸出泵(bile salt export pump,BSEP)是一種膽汁酸外流的微管型通道,其可以促進膽汁酸的排泄[19]。作為 FXR 的靶基因,BESP 主要受 FXRα1 和 FXRα2 的調控,其中 FXRα2 扮演主要角色。研究[12]發現,在肝癌細胞系 Huh7 和 HepG2 中,促炎性因子 IL-6 和 TNF-α 表達升高,導致 FXRα1/FXRα2 比率增高進而下調 BESP 的表達,導致肝內膽汁酸淤積,進而形成 HCC。
3.2 FXR 在 HCC 炎性調控中的作用
HCC 的發生與慢性炎癥密切相關。有研究[20]顯示,干擾素(interferon,IFN)-γ 是一種促炎性細胞因子,在 FXR-KO 小鼠中,IFN-γ 的缺失促進 STAT3 和 JNK/c-Jun 的激活并抑制 p53 的表達進而加速自發性肝癌的形成并提高了二乙基亞硝胺誘導小鼠形成肝癌的成功率;同時,IFN-γ 還可以通過誘導細胞因子信號轉導抑制蛋白(suppressors of cytokine signaling,SOCS)1/3 的表達減弱 IL-6 誘導的 STAT3 磷酸化水平,從而進一步抑制裸鼠移植瘤的增長。但對于 IFN-γ 與 FXR 的調控關系未予以深入報道,值得進一步探索。隨后,Guo 等[21]進一步發現,FXR 可以直接結合到 SOCS3 啟動子的 IR9 區,通過上調 SOCS3 和 p21 的表達,從而抑制 STAT3 的磷酸化水平,以抑制 HCC 細胞的增殖。
3.3 FXR 與 HCC 中 miRNA 調控的關系
FXR 作為一個轉錄因子,可以通過調控 miRNA 的表達進一步發揮生物學功能。miRNA 是一類內源性、高度保守、非編碼的單鏈 RNA,在 HCC 的發生、發展過程中起重要作用[22],miRNA-122就是其中之一,其在肝臟中表達特異且大量存在。據文獻[23]報道,FXR 可以直接結合到 miRNA-122 在肝臟中啟動子區的定向重復序列 DR2 作用原件上(–338~–325),增強 miRNA-122 在肝臟中的轉錄活性,上調其表達,進而通過靶向調控其下游基因胰島素樣增長因子 1 受體及細胞周期蛋白(cyclin)G1 的表達,從而抑制 HCC 細胞的增殖。另有研究[24]發現,FXR 通過直接結合到 miRNA-22 上游的一個反向重復序列誘導其表達,而 miRNA-22 可以與下游基因 cycling A2(CCNA2)的 3′ 非轉錄區結合并抑制其表達;另外,該團隊研究[25]發現一種天然化合物長梗秦艽酮通過作用 FXR-miR-22-CCNA2 信號通路抑制 HCC 的增殖。除上述的 miRNA-122 和 miRNA-22,在正常肝臟組織中,FXR 既可抑制 miRNA-34a、miRNA-199a-3p 的表達進而參與調節肝內各種代謝、肝臟損傷的修復過程中[26-27],又可促進 miRNA-29a、miRNA-144 表達發揮抗纖維化、下調高密度脂蛋白表達的作用[8-9]。基于以上研究,我們相信在未來 HCC 發生、發展的分子機制研究中更多受 FXR 調控的 miRNA 將被發現。
3.4 FXR 與 HCC 中 Wnt/β-catenin 通路的關系
Wnt/β-catenin 作為致癌基因在多種惡性腫瘤中表達增高。Wolfe 等[7]研究發現,在 FXR-KO 小鼠中,Wnt4 蛋白和 Dishevelled 表達增高調控糖原合成酶激酶-3β 的表達失活可導致 Wnt/β-catenin 信號通路異常激活,進一步促進下游 cyclin D1 的表達;另外,上述研究也發現,轉錄抑制因子 Snail 表達增高可通過抑制 E-cadherin 的表達進而促進 Wnt/β-catenin 通路激活,該研究只闡述了 Wnt/β-catenin 在 FXR-KO 小鼠中表達增高的分子機制,但其與 FXR 的調控關系未予以闡明。隨后有研究[28]報道,FXR 通過直接抑制 Wnt/β-catenin 信號通路負向調控 HCC 的發展,在 Huh7 肝癌細胞系中,沉默 FXR 可加快細胞的增殖、侵襲、轉移和裸鼠移植瘤的形成,而在此基礎上沉默 β-catenin 可以逆轉以上作用;進一步研究發現,FXR 通過結合到β-catenin 的 AF1 結構域,干擾 β-catenin/轉錄因子 4(TCF4)復合體的形成,降低 β-catenin/TCF4 復合體的 DNA 結合能力及靶基因 cyclin D1 的表達。總而言之,FXR 與 Wnt/β-catenin 信號通路關系復雜,還有待進一步研究。
3.5 FXR 參與調控 HCC 的一些癌基因和抑癌基因的表達
在 HCC 的發生、發展過程中,FXR 還參與調控一些癌基因和抑癌基因的表達。Gankyrin 是蛋白酶體的一種小亞型,它通過降解 4 種抑癌蛋白包括 p53、成視網膜細胞瘤基因 Rb、肝細胞核因子 4A 和 CCAAT/增強子結合蛋白的活性而發揮癌基因的作用,在小鼠和人 HCC 的發展過程中,FXR 表達降低會抑制癌基因 Gankyrin 的啟動子活性[29]。此外,FXR 還可以調節一些抑癌基因的功能。N-myc 下游調節基因 2 作為一個抑癌基因在 FXR-KO 小鼠和人 HCC 中表達下調,FXR 可以結合到其內含子上的反向重復序列 IR-1 型作用原件,且 FXR 激動劑或在體內、體外實驗中過表達 FXR 均可誘導 N-myc 下游調節基因 2 的表達[30]。FXR 通過激活過氧化物歧化酶 3 的活性而抑制 JNK 信號通路,從而抑制 HCC 形成[31]。FXR 在參與調控 HCC 的一些癌基因和抑癌基因的表達研究尚未系統化,有待進一步進行研究探討。
總之,FXR 通過調控膽汁酸代謝相關通路、炎性通路、腫瘤相關 miRNAs、Wnt/β-catenin 分子通路等參與了 HCC 的發生、發展過程,其關鍵的分子機制仍需進一步闡明。
4 FXR 對 HCC 細胞的化療耐藥及保護作用
腫瘤多藥耐藥性指癌細胞對于許多結構不相關的化療藥物表現出的交叉抵抗現象,是腫瘤難治療、易復發的主要原因之一,現已成為腫瘤化療的研究熱點[32]。尤其對于中晚期 HCC 患者,以化療為主的綜合治療是首選治療方案。由于部分患者肝癌細胞存在多藥耐藥性,往往導致化療失敗[33]。目前,關于 FXR 在 HCC 化療耐藥中的具體機制尚不清楚。Martinez-Becerra 等[34]利用基因測序技術篩選出 10 個與 HCC 的多藥耐藥有關的基因,進一步研究發現,利用 FXR 激動劑 GW4064 促進 FXR 表達后,上述基因的表達情況并未發生改變,結果提示,除特殊條件外,FXR 可能并未參與 HCC 多藥耐藥相關基因的調控;隨后該研究團隊[35]進一步發現,FXR 可以通過膽汁酸非依賴途徑降低治療 HCC 常用化療藥物如順鉑的細胞毒性,以此提高了肝細胞對一些基因毒性藥物如多柔比星、絲裂霉素 C、重鉻酸鉀等副作用的抵抗能力。目前,FXR 在 HCC 治療方面的多藥耐藥性中扮演的角色尚缺乏系統深入研究,其作用機制仍需不斷探索。
5 小結與展望
目前,HCC 的發病率和病死率仍然較高,傳統的治療方法如手術、放療、化療等不能達到治愈 HCC 的效果,即便是及時采取了手術切除并預防性地運用了介入化療,也難以防止 HCC 的復發和轉移。因此,要想治愈 HCC,首先需要明確 HCC 發生、發展中的具體調控分子機制。雖然目前研究已發現 FXR 與 HCC 的發生關系密切且參與了 HCC 發生、增殖、侵襲、轉移等過程,但其在 HCC 的發生、發展中表達下調的具體機制尚不清楚,值得進一步探索;并且 FXR 在 HCC 治療過程中能否有望成為治療中的潛在靶點以及對于腫瘤耐藥是否起到關鍵的作用亦可能成為以后研究的熱點,其對提高 HCC 患者的生存率、降低病死率有重要的臨床意義。