引用本文： 惠鵬, 劉連新, 梁英健. 結直腸癌肝轉移的分子機制研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2019, 26(6): 758-763. doi: 10.7507/1007-9424.201812046 復制
結直腸癌是全球范圍內最常見的消化系統腫瘤之一[1]。根據 2018 年 9 月美國癌癥學會發布的全球癌癥統計數據，結直腸癌發病率為 11%，排第 3 位，死亡率為 9%，排第 2 位[2]。2015 癌癥統計數據顯示，我國結直腸癌發病率及病死率在所有癌癥中位列第 5 位，每年確診 37.6 萬例，死亡 19.1 萬例，并且呈現明顯的逐年上升趨勢[3]。鑒于結直腸癌的轉移方式以及解剖學特點，肝臟是結直腸癌最常見的遠處轉移臟器。有 15%～25% 的患者在確診時同時伴有肝轉移，發生肝轉移但沒有經過治療的患者的中位生存期僅為 6.9 個月，肝轉移灶無法切除的患者其 5 年存活率低于 5%，而可行根治切除術的患者的中位生存期為 35 個月，5 年存活率可達 30%～57%[4]。一般認為，結直腸癌的發生、發展、侵襲和轉移是一個多階段、多步驟、多基因參與的復雜過程[5]。然而，目前對于導致結直腸癌轉移過程的分子機制的了解還非常有限，對于驅動結直腸癌在進展和侵襲轉移方面的分子機制尚未完全闡明。鑒于結直腸癌肝轉移的高發病率和致死率，進一步探究結直腸癌的發病機制以及轉移機制對于改善結直腸癌的治療效果具有十分重要的意義。筆者現就結直腸癌肝轉移發生機制的最新研究進展予以綜述，其目的在于為今后的研究起到一定的參考作用。
1 微小 RNA（microRNA/miRNA）對結直腸癌肝轉移的雙重作用
miRNA 是進化保守的長度約為 22 nt 的非蛋白質編碼 RNA[6]，miRNA 通過與靶基因的 3'非翻譯區（UTR）的序列特異性相互作用，在轉錄后水平抑制許多不同基因靶標的表達，從而抑制翻譯或導致 mRNA 降解來沉默基因[7]；在人類細胞中，估計 miRNA 調節超過 1/3 的人類基因和大多數遺傳途徑[8]。已有大量數據表明，許多 miRNA 與結直腸癌的肝轉移有關，miRNA 基因調控的多效性也表明某些 miRNA 可能作為腫瘤轉移的關鍵介質[9-10]。Geng 等[11]的研究結果發現：miRNA-192 可以通過抑制幾個促轉移基因的表達來抑制腫瘤轉移的多個步驟，表達 miR-192 的腫瘤出現細胞凋亡增加，細胞增殖和血管生成減少；他們發現 Bcl-2、Zeb2 及血管內皮生長因子 A（vascular endothelial growth factor A，VEGFA）的表達受 miR-192 的調控，Bcl-2 是一種促存活蛋白，miR-192 通過下調 Bcl-2 的表達促進癌細胞的凋亡；其次，Zeb2 是參與上皮-間充質轉變（EMT）的主要轉錄因子，Zeb2 通過抑制 E-鈣粘蛋白的表達來促進 EMT，而 miR-192 通過下調結直腸癌細胞中的 Zeb2 的表達增加 E-鈣粘蛋白表達，進而抑制 EMT，降低結直腸癌肝轉移的發生率；最后，VEGFA 是一種重要的促血管生成因子，miR-192 的另一作用是抑制 VEGFA 的表達，VEGFA 的表達主要在轉錄和翻譯水平受到調節，通過抑制新生血管的生成而抑制結直腸癌肝轉移。
Zhang 等[12]發現，miR-320a 在結直腸癌肝轉移組織中的表達明顯下調，認為 miR-320a 與結直腸癌進展和肝轉移的發展有關，還發現神經氈蛋白 1（NRP-1）是 miR-320a 的直接靶標，NRP-1 編碼的 mRNA 含有與 miR-320a 互補的 3′UTR 元件。NRP-1 是一種分子量為（120～130）×103的位于細胞膜表面的糖蛋白，并作為血管內皮生長因子（VEGF）的共同受體[13]；當 miR-320a 直接與 NRP-1 的 3'UTR 結合后，抑制了血管生成和癌細胞轉移[12]。臨床前研究中發現，NRP-1 調節結腸癌的血管形成和轉移，與注射用對照載體轉染的相同細胞系后的裸鼠相比，表達 NRP-1 的腫瘤在質量、體積和血管數量方面都更重或更大或更多[14]。這些結果表明，在結直腸癌中，miR-320a 通過下調 NRP-1 的表達抑制腫瘤血管生成和肝轉移。
Ji 等[15]研究發現，miR-181a 表達的上調在結直腸癌肝轉移中起重要作用，并且 miR-181a 促腫瘤是通過抑制其下游靶基因 WIF-1（即 Wnt 抑制因子-1）的表達，WIF-1 是一種分泌型拮抗劑，可直接與 Wnt 蛋白結合并抑制 Wnt 信號傳導途徑，高表達的 miR-181a 通過抑制 WIF-1 的表達減少其與 Wnt 蛋白的結合而無法抑制 Wnt 通路。β-catenin 是 Wnt 信號傳導途徑中的一個重要組成成分，在其信號傳導途徑中發揮著重要作用，當 VEGF 與相應受體結合后，受體發生磷酸化并激活下游信號發生一系列的生物學反應，而 β-catenin 通過上調 VEGF 的表達并促進腫瘤血管生成，加快腫瘤轉移[16]。有研究[15]發現：miR-181a 的過表達可以有效地促進體內結直腸癌細胞生長速率及體內腫瘤的生長和肝轉移，敲除 miR-181a 減少了結直腸癌細胞的轉移和侵襲，而敲除 WIF-1 可增強結直腸癌細胞的生長和轉移，miR-181a 的高表達與結直腸癌肝轉移，尤其是異時肝轉移顯著相關，結直腸癌肝轉移患者中 miR-181a 表達率顯著高于無轉移患者且 miR-181a 高表達的患者預后更差，而同家族的 miR-181b-d 的表達并沒有變化，其結果表明 miR-181a 與結直腸癌轉移的關聯是特異性的，此外還發現 miR-181a 通過直接調節 WIF-1 誘導 EMT。
還有研究[17]發現：miRNA-203 基因位于人 14 號染色體的 14q32，33 區域，這一區域是染色體上的脆性區域、其雜合性的丟失可能是機體發生惡性腫瘤的重要促發因素之一。miRNA-203 可通過與轉錄因子、分泌蛋白、受體、轉運蛋白等多種靶點相互作用而發揮功能，由 miRNA-203 啟動的下游基因甲基化或表達失調導致大量靶基因的異常表達，p63 是抑癌基因 p53 家族一員，△Np63α 通過激活細胞生長及增殖相關基因及負性調節細胞周期抑制因子從而促進腫細胞增殖，發揮出類似于促癌基因的功能。另有研究[18]表明，miRNA-203 在轉錄后水平抑制 Np63 表達，進而影響細胞的轉導通路，發揮抑癌作用。
2 長鏈非編碼 RNA（LncRNA）通過多種途徑促進結直腸癌肝轉移
功能基因組學的研究表明，編碼蛋白質的基因組不足 2%，而超過 98% 的基因組為非編碼 RNA，包括以小干擾 RNA（siRNA）、微小 RNA（miRNA）等為代表的小 RNA 和 LncRNA，LncRNA 是由超過 200 個核苷酸組成的不編碼蛋白質的 RNA[19]，其具有轉錄干擾、染色體重排、組蛋白修飾、剪接修飾基因序列、蛋白質功能調節和參與小 RNA 的構建[20]、細胞凋亡及細胞周期調控等。LncRNA 在腫瘤的發生發展過程中起著致癌基因或抑癌基因的作用，它的異常表達與腫瘤的發生發展關系密切，對結直腸癌的侵襲與轉移起重要的調控作用。越來越多的證據表明，LncRNA 可通過表觀遺傳作用使相關基因異常表達，促使腫瘤的發生、侵襲與轉移等[19]。有研究[21]觀察到 LncRNA TUG1 在結直腸癌細胞中高表達，通過抑制 miR-600 的表達而促進 KIAA1199 表達，然后加速 EMT 和結直腸癌細胞的轉移。據報道，LncRNAs 可通過與 miRNA 的競爭性結合促進或抑制腫瘤過程[22]；miR-600 是一種新發現的 miRNA，最初是在乳腺癌干細胞中被報道[23]。Zhang 等[24]發現，miR-600 過表達顯著抑制了 CRC 細胞的遷移和侵襲能力，但 miR-600 在結直腸癌轉移中的潛在機制尚不清楚。
研究[21]發現：在結直腸癌組織以及結直腸癌轉移組織中表達下調，KIAA1199 作為其的直接靶標，被 miR-600 負調控以調節結直腸癌細胞轉移，并且 miR-600 低表達預測結直腸癌患者的臨床預后差，TUG1 的高表達降低了 miR-600 的表達，低表達的 miR-600 通過負調控促進 KIAA1199 的高表達，另外 WB 實驗表明，高表達 KIAA1199 促進 EMT 相關的蛋白質， 從而促進結直腸癌細胞的肝轉移。研究發現，炎癥微環境參與結直腸癌腫瘤形成[25-26]，CCL20 是在腫瘤微環境中的主要趨化因子之一[27-28]，在人的各種組織中表達如各種免疫細胞、正常結腸、胃組織等，其趨化因子受體是 CCR6[26-27]。CCL20 被腫瘤細胞分泌后不僅作用于免疫細胞，而且還作用于腫瘤細胞本身。有研究[29]發現，LncRNA u50535 的高表達與結直腸癌患者預后不良相關并促進結直腸癌的生長和轉移，LncRNA u50535 是位于人細胞核中染色體 13q13.1 上的致癌因子，其可能是 CCL20 的上游調節因子，可上調 CCCL20 的表達。CCL20 過表達再通過 CCR6 介導的 PI3K/ERK/AKT 信號傳導途徑促進結直腸癌細胞的增殖和肝轉移[30-31]。LncRNA SLCO4A1-AS1 位于染色體 20q 上，Yu 等[32]研究發現，在結直腸癌組織和正常組織之間的所有差異表達的 LncRNA 中，SLCO4A1-AS1 是上調最顯著的，高表達的 SLCO4A1-AS1 能顯著促進結直腸癌細胞的增殖、肝轉移和抑制凋亡，并與結直腸癌的預后不良和腫瘤惡性有關；作者在分析 SLCO4A1-AS1 與癌癥相關的信號轉導途徑的關系后發現，SLCO4A1-AS1 表達與 Wnt/β-catenin 信號傳導途徑相關，SLCO4A1-AS1（900-1200nt）直接與 β-catenin 結合，并在結直腸癌中激活 Wnt/β-catenin 信號傳導途徑，SLCO4A1-AS1 通過與 β-連環蛋白結合抑制 GSKβ 介導的磷酸化，從而減少泛素化介導的 β-catenin 的降解而增強 β-catenin 的穩定性，導致 β-catenin 在細胞中的積累并促進結直腸癌的增殖與肝轉移。
3 轉化生長因子 β（TGF-β）促進結直腸癌肝轉移的發生和 Smad4 在 TGF-β 信號傳導通路中的作用
TGF-β 是一種多功能多肽，可調節多種生物學功能，如細胞增殖、分化、遷移、細胞存活、血管生成、免疫監視等。一般認為，TGF-β 信號傳導途徑在腫瘤發生發展的不同階段其作用不同，在腫瘤發生前和早期進展階段，TGF-β 通過抑制腫瘤細胞增殖和 Smad 依賴性信號傳導誘導細胞凋亡而起到抑制腫瘤生長的作用[33]；但在腫瘤晚期階段，腫瘤細胞失去 TGF-β 腫瘤抑制效應[34]，獲得包括 EMT 在內的致瘤特性、產生有絲分裂原、逃避免疫等導致發生轉移[35]。在結直腸癌中，TGF-β 抑制效應的喪失是由于 TGF-β 信號傳導途徑的已知因子（特別是 TbRII 和 Smad4）的丟失或突變造成的。3 種 TGF-β 同種型（TGF-β1、TGF-β2 和 TGF-β3）在哺乳動物的上皮中由各自獨有的基因編碼并以組織特異性和發育調節方式表達，其中，TGF-β1 是最豐富且無處不在表達的亞型[34]。TGF-β 配體與 Ⅱ 型 TGF-β 受體（TBRⅡ）的結合來啟動 TGF-β 信號傳導。該配體首先與 Ⅱ 型受體的胞外域緊密結合形成二聚體，隨后募集 TGF-βⅠ 型受體（TBRⅠ），形成 4 種受體分子的大配體-受體復合物。通過二聚體配體與兩種類型受體的細胞外結構域結合誘導受體細胞內激酶結構域的緊密接近和生產性構象，促進 I 型受體的磷酸化和隨后的活化，然后 TBRI 激活 Smad2 和 Smad3，其與 Smad4 相關并轉位至細胞核，在那里調節 TGF-β 靶基因的轉錄[36]。有研究[37]支持 TGF-β 信號抑制結直腸癌的觀點，許多結直腸癌逃避了 TGF-β 信號傳導途徑的腫瘤抑制效應，并且分泌的 TGF-β 通過激活非 Smad 信號傳導途徑來促進致癌功能，包括 p38MAPK、ERK、PI3K、JNK 和 Rho。有研究[38]發現，TGF-β1 誘導癌癥相關成纖維細胞（CAF）與結直腸癌細胞黏附共同向肝臟轉移，CAF 可增加結直腸癌細胞的存活、增殖和血管形成，這種效應可以通過阻斷 TGF-β1 信號傳導而被逆轉，使用 TGF-β1 抑制肽 P17 阻斷腫瘤細胞與 CAFs 的黏附并顯著減少其向肝臟的轉移。有動物實驗[39]表明，通過靶向針對 TGF-β 可以預防結直腸癌肝轉移，TGF-β 可以作為結直腸癌靶向治療的一個靶點。目前正開發處于臨床試驗中的試劑包括單克隆抗體、可溶性受體、抑制性肽和小分子，例如 LY2157299[40]。
Smads 家族蛋白在 TGF-β 信號傳導途徑中具有不可替代性，負責將 TGF-β 信號從細胞表面傳遞至細胞核，共同激活或抑制靶基因的轉錄。Smad4 是轉化生長因子超家族中關鍵的信號轉導元件，不僅參與細胞信號傳導通路，而且在細胞黏附、分化、細胞衰老以及凋亡等生理活動中發揮重要的作用。有研究[41]發現，Smad4 基因的突變、缺失以及異常表達與人類的多種腫瘤的發生、發展、侵襲和轉移有著密切的關系，在 30%～40% 的結直腸癌患者中可以見到 Smad4 的缺失；另外有研究[42]發現，結直腸癌中的 Smad4 的缺失使得 TGF-β 從抑癌轉變為促癌，而且結直腸癌組織中表達 Smad4 水平高的患者其生存率明顯優于表達低的患者，陰性表達者更易發生肝轉移。
4 癌胚抗原（CEA）
CEA 是結直腸癌患者最常檢測的腫瘤標志物。CEA 是屬于免疫球蛋白超家族中的一種高分子量糖蛋白。它是促進人結直腸癌細胞聚集的細胞間黏附分子[43]。CEA 是在胃腸道和胰腺的內胚層衍生上皮的惡性腫瘤中發現的，CEA 存在于人正常組織的頂膜上，但在結直腸癌患者體內過表達并且分布于整個細胞膜[44]。隨著腫瘤細胞的老化凋亡，其可進入血液，也就是說血液中 CEA 含量越高，提示病情越晚、惡性程度越高。結直腸癌和 CEA 表達之間的密切關系使得 CEA 可以作為腫瘤標志物。血清 CEA 水平升高不僅對結直腸癌的診斷具有重要的臨床意義，而且與患者的預后和結直腸癌肝轉移有關。CEA 主要通過以下 3 個步驟來影響肝轉移，第 1 步，CEA 可以通過抑制失巢凋亡來預防血液中結直腸癌細胞的死亡。第 2 步，CEA 與 Kupffer 細胞受體蛋白—異源核 RNA 結合蛋白 M4（hnRNP M4）結合，這是因為 CEA 的 N 和 A1 結構域之間的 5 種氨基酸（Pro-Glu-Leu-Pro-Lys，PELPK）是 CEA 與 Kupffer 細胞的結合區段，其與結直腸癌肝轉移的轉移和 EMT 的起始有關。Kupffer 細胞是保護肝臟的巨噬細胞，在 CEA 與 hnRNP M4 結合后改變肝臟微環境以有利于結直腸癌細胞的存活。第 3 步，CEA 上調與轉移有關的細胞黏附分子[45]。Hostetter 等[46]的研究發現，在注射弱轉移性結直腸癌細胞之前將 CEA 注射到小鼠中可以增加結直腸癌的肝轉移，給轉移性差的結直腸癌細胞轉染 CEA cDNA 后，發現其轉移性增強；相反，抑制 CEA 表達可以降低結直腸癌細胞的肝轉移潛能。
5 總結與展望
隨著人們生活水平的提高和飲食習慣發生改變，結直腸癌的發病率越來越高，結直腸癌患者發生肝轉移是其死亡的主要原因，早預防、早發現、早治療可以大大提高結直腸肝轉移患者的 5 年生存率。對結直腸癌患者定期監測血清學指標，如臨床常用的 CEA，可以判斷腫瘤復發、預后及轉移情況。通過對導致結直腸癌發生轉移機制的深入研究，可為結直腸癌肝轉移提供分子靶向治療靶點，如開發針對 TGF-β 的靶向治療藥物，例如 LY2157299；另外如針對 VEGF 的靶向治療藥物，被 FDA 批準的針對結直腸癌肝轉移的貝伐單抗，其他的還有西妥昔單抗、帕尼單抗等。總之，上述分子均與結直腸癌肝轉移相關，可以作為結直腸癌肝轉移的腫瘤標志物，一旦腫瘤標志物發生變化，應高度懷疑是否發生肝轉移，及時改變治療方案，提高結直腸癌患者治愈率、生活質量。
結直腸癌是全球范圍內最常見的消化系統腫瘤之一[1]。根據 2018 年 9 月美國癌癥學會發布的全球癌癥統計數據，結直腸癌發病率為 11%，排第 3 位，死亡率為 9%，排第 2 位[2]。2015 癌癥統計數據顯示，我國結直腸癌發病率及病死率在所有癌癥中位列第 5 位，每年確診 37.6 萬例，死亡 19.1 萬例，并且呈現明顯的逐年上升趨勢[3]。鑒于結直腸癌的轉移方式以及解剖學特點，肝臟是結直腸癌最常見的遠處轉移臟器。有 15%～25% 的患者在確診時同時伴有肝轉移，發生肝轉移但沒有經過治療的患者的中位生存期僅為 6.9 個月，肝轉移灶無法切除的患者其 5 年存活率低于 5%，而可行根治切除術的患者的中位生存期為 35 個月，5 年存活率可達 30%～57%[4]。一般認為，結直腸癌的發生、發展、侵襲和轉移是一個多階段、多步驟、多基因參與的復雜過程[5]。然而，目前對于導致結直腸癌轉移過程的分子機制的了解還非常有限，對于驅動結直腸癌在進展和侵襲轉移方面的分子機制尚未完全闡明。鑒于結直腸癌肝轉移的高發病率和致死率，進一步探究結直腸癌的發病機制以及轉移機制對于改善結直腸癌的治療效果具有十分重要的意義。筆者現就結直腸癌肝轉移發生機制的最新研究進展予以綜述，其目的在于為今后的研究起到一定的參考作用。
1 微小 RNA（microRNA/miRNA）對結直腸癌肝轉移的雙重作用
miRNA 是進化保守的長度約為 22 nt 的非蛋白質編碼 RNA[6]，miRNA 通過與靶基因的 3'非翻譯區（UTR）的序列特異性相互作用，在轉錄后水平抑制許多不同基因靶標的表達，從而抑制翻譯或導致 mRNA 降解來沉默基因[7]；在人類細胞中，估計 miRNA 調節超過 1/3 的人類基因和大多數遺傳途徑[8]。已有大量數據表明，許多 miRNA 與結直腸癌的肝轉移有關，miRNA 基因調控的多效性也表明某些 miRNA 可能作為腫瘤轉移的關鍵介質[9-10]。Geng 等[11]的研究結果發現：miRNA-192 可以通過抑制幾個促轉移基因的表達來抑制腫瘤轉移的多個步驟，表達 miR-192 的腫瘤出現細胞凋亡增加，細胞增殖和血管生成減少；他們發現 Bcl-2、Zeb2 及血管內皮生長因子 A（vascular endothelial growth factor A，VEGFA）的表達受 miR-192 的調控，Bcl-2 是一種促存活蛋白，miR-192 通過下調 Bcl-2 的表達促進癌細胞的凋亡；其次，Zeb2 是參與上皮-間充質轉變（EMT）的主要轉錄因子，Zeb2 通過抑制 E-鈣粘蛋白的表達來促進 EMT，而 miR-192 通過下調結直腸癌細胞中的 Zeb2 的表達增加 E-鈣粘蛋白表達，進而抑制 EMT，降低結直腸癌肝轉移的發生率；最后，VEGFA 是一種重要的促血管生成因子，miR-192 的另一作用是抑制 VEGFA 的表達，VEGFA 的表達主要在轉錄和翻譯水平受到調節，通過抑制新生血管的生成而抑制結直腸癌肝轉移。
Zhang 等[12]發現，miR-320a 在結直腸癌肝轉移組織中的表達明顯下調，認為 miR-320a 與結直腸癌進展和肝轉移的發展有關，還發現神經氈蛋白 1（NRP-1）是 miR-320a 的直接靶標，NRP-1 編碼的 mRNA 含有與 miR-320a 互補的 3′UTR 元件。NRP-1 是一種分子量為（120～130）×103的位于細胞膜表面的糖蛋白，并作為血管內皮生長因子（VEGF）的共同受體[13]；當 miR-320a 直接與 NRP-1 的 3'UTR 結合后，抑制了血管生成和癌細胞轉移[12]。臨床前研究中發現，NRP-1 調節結腸癌的血管形成和轉移，與注射用對照載體轉染的相同細胞系后的裸鼠相比，表達 NRP-1 的腫瘤在質量、體積和血管數量方面都更重或更大或更多[14]。這些結果表明，在結直腸癌中，miR-320a 通過下調 NRP-1 的表達抑制腫瘤血管生成和肝轉移。
Ji 等[15]研究發現，miR-181a 表達的上調在結直腸癌肝轉移中起重要作用，并且 miR-181a 促腫瘤是通過抑制其下游靶基因 WIF-1（即 Wnt 抑制因子-1）的表達，WIF-1 是一種分泌型拮抗劑，可直接與 Wnt 蛋白結合并抑制 Wnt 信號傳導途徑，高表達的 miR-181a 通過抑制 WIF-1 的表達減少其與 Wnt 蛋白的結合而無法抑制 Wnt 通路。β-catenin 是 Wnt 信號傳導途徑中的一個重要組成成分，在其信號傳導途徑中發揮著重要作用，當 VEGF 與相應受體結合后，受體發生磷酸化并激活下游信號發生一系列的生物學反應，而 β-catenin 通過上調 VEGF 的表達并促進腫瘤血管生成，加快腫瘤轉移[16]。有研究[15]發現：miR-181a 的過表達可以有效地促進體內結直腸癌細胞生長速率及體內腫瘤的生長和肝轉移，敲除 miR-181a 減少了結直腸癌細胞的轉移和侵襲，而敲除 WIF-1 可增強結直腸癌細胞的生長和轉移，miR-181a 的高表達與結直腸癌肝轉移，尤其是異時肝轉移顯著相關，結直腸癌肝轉移患者中 miR-181a 表達率顯著高于無轉移患者且 miR-181a 高表達的患者預后更差，而同家族的 miR-181b-d 的表達并沒有變化，其結果表明 miR-181a 與結直腸癌轉移的關聯是特異性的，此外還發現 miR-181a 通過直接調節 WIF-1 誘導 EMT。
還有研究[17]發現：miRNA-203 基因位于人 14 號染色體的 14q32，33 區域，這一區域是染色體上的脆性區域、其雜合性的丟失可能是機體發生惡性腫瘤的重要促發因素之一。miRNA-203 可通過與轉錄因子、分泌蛋白、受體、轉運蛋白等多種靶點相互作用而發揮功能，由 miRNA-203 啟動的下游基因甲基化或表達失調導致大量靶基因的異常表達，p63 是抑癌基因 p53 家族一員，△Np63α 通過激活細胞生長及增殖相關基因及負性調節細胞周期抑制因子從而促進腫細胞增殖，發揮出類似于促癌基因的功能。另有研究[18]表明，miRNA-203 在轉錄后水平抑制 Np63 表達，進而影響細胞的轉導通路，發揮抑癌作用。
2 長鏈非編碼 RNA（LncRNA）通過多種途徑促進結直腸癌肝轉移
功能基因組學的研究表明，編碼蛋白質的基因組不足 2%，而超過 98% 的基因組為非編碼 RNA，包括以小干擾 RNA（siRNA）、微小 RNA（miRNA）等為代表的小 RNA 和 LncRNA，LncRNA 是由超過 200 個核苷酸組成的不編碼蛋白質的 RNA[19]，其具有轉錄干擾、染色體重排、組蛋白修飾、剪接修飾基因序列、蛋白質功能調節和參與小 RNA 的構建[20]、細胞凋亡及細胞周期調控等。LncRNA 在腫瘤的發生發展過程中起著致癌基因或抑癌基因的作用，它的異常表達與腫瘤的發生發展關系密切，對結直腸癌的侵襲與轉移起重要的調控作用。越來越多的證據表明，LncRNA 可通過表觀遺傳作用使相關基因異常表達，促使腫瘤的發生、侵襲與轉移等[19]。有研究[21]觀察到 LncRNA TUG1 在結直腸癌細胞中高表達，通過抑制 miR-600 的表達而促進 KIAA1199 表達，然后加速 EMT 和結直腸癌細胞的轉移。據報道，LncRNAs 可通過與 miRNA 的競爭性結合促進或抑制腫瘤過程[22]；miR-600 是一種新發現的 miRNA，最初是在乳腺癌干細胞中被報道[23]。Zhang 等[24]發現，miR-600 過表達顯著抑制了 CRC 細胞的遷移和侵襲能力，但 miR-600 在結直腸癌轉移中的潛在機制尚不清楚。
研究[21]發現：在結直腸癌組織以及結直腸癌轉移組織中表達下調，KIAA1199 作為其的直接靶標，被 miR-600 負調控以調節結直腸癌細胞轉移，并且 miR-600 低表達預測結直腸癌患者的臨床預后差，TUG1 的高表達降低了 miR-600 的表達，低表達的 miR-600 通過負調控促進 KIAA1199 的高表達，另外 WB 實驗表明，高表達 KIAA1199 促進 EMT 相關的蛋白質， 從而促進結直腸癌細胞的肝轉移。研究發現，炎癥微環境參與結直腸癌腫瘤形成[25-26]，CCL20 是在腫瘤微環境中的主要趨化因子之一[27-28]，在人的各種組織中表達如各種免疫細胞、正常結腸、胃組織等，其趨化因子受體是 CCR6[26-27]。CCL20 被腫瘤細胞分泌后不僅作用于免疫細胞，而且還作用于腫瘤細胞本身。有研究[29]發現，LncRNA u50535 的高表達與結直腸癌患者預后不良相關并促進結直腸癌的生長和轉移，LncRNA u50535 是位于人細胞核中染色體 13q13.1 上的致癌因子，其可能是 CCL20 的上游調節因子，可上調 CCCL20 的表達。CCL20 過表達再通過 CCR6 介導的 PI3K/ERK/AKT 信號傳導途徑促進結直腸癌細胞的增殖和肝轉移[30-31]。LncRNA SLCO4A1-AS1 位于染色體 20q 上，Yu 等[32]研究發現，在結直腸癌組織和正常組織之間的所有差異表達的 LncRNA 中，SLCO4A1-AS1 是上調最顯著的，高表達的 SLCO4A1-AS1 能顯著促進結直腸癌細胞的增殖、肝轉移和抑制凋亡，并與結直腸癌的預后不良和腫瘤惡性有關；作者在分析 SLCO4A1-AS1 與癌癥相關的信號轉導途徑的關系后發現，SLCO4A1-AS1 表達與 Wnt/β-catenin 信號傳導途徑相關，SLCO4A1-AS1（900-1200nt）直接與 β-catenin 結合，并在結直腸癌中激活 Wnt/β-catenin 信號傳導途徑，SLCO4A1-AS1 通過與 β-連環蛋白結合抑制 GSKβ 介導的磷酸化，從而減少泛素化介導的 β-catenin 的降解而增強 β-catenin 的穩定性，導致 β-catenin 在細胞中的積累并促進結直腸癌的增殖與肝轉移。
3 轉化生長因子 β（TGF-β）促進結直腸癌肝轉移的發生和 Smad4 在 TGF-β 信號傳導通路中的作用
TGF-β 是一種多功能多肽，可調節多種生物學功能，如細胞增殖、分化、遷移、細胞存活、血管生成、免疫監視等。一般認為，TGF-β 信號傳導途徑在腫瘤發生發展的不同階段其作用不同，在腫瘤發生前和早期進展階段，TGF-β 通過抑制腫瘤細胞增殖和 Smad 依賴性信號傳導誘導細胞凋亡而起到抑制腫瘤生長的作用[33]；但在腫瘤晚期階段，腫瘤細胞失去 TGF-β 腫瘤抑制效應[34]，獲得包括 EMT 在內的致瘤特性、產生有絲分裂原、逃避免疫等導致發生轉移[35]。在結直腸癌中，TGF-β 抑制效應的喪失是由于 TGF-β 信號傳導途徑的已知因子（特別是 TbRII 和 Smad4）的丟失或突變造成的。3 種 TGF-β 同種型（TGF-β1、TGF-β2 和 TGF-β3）在哺乳動物的上皮中由各自獨有的基因編碼并以組織特異性和發育調節方式表達，其中，TGF-β1 是最豐富且無處不在表達的亞型[34]。TGF-β 配體與 Ⅱ 型 TGF-β 受體（TBRⅡ）的結合來啟動 TGF-β 信號傳導。該配體首先與 Ⅱ 型受體的胞外域緊密結合形成二聚體，隨后募集 TGF-βⅠ 型受體（TBRⅠ），形成 4 種受體分子的大配體-受體復合物。通過二聚體配體與兩種類型受體的細胞外結構域結合誘導受體細胞內激酶結構域的緊密接近和生產性構象，促進 I 型受體的磷酸化和隨后的活化，然后 TBRI 激活 Smad2 和 Smad3，其與 Smad4 相關并轉位至細胞核，在那里調節 TGF-β 靶基因的轉錄[36]。有研究[37]支持 TGF-β 信號抑制結直腸癌的觀點，許多結直腸癌逃避了 TGF-β 信號傳導途徑的腫瘤抑制效應，并且分泌的 TGF-β 通過激活非 Smad 信號傳導途徑來促進致癌功能，包括 p38MAPK、ERK、PI3K、JNK 和 Rho。有研究[38]發現，TGF-β1 誘導癌癥相關成纖維細胞（CAF）與結直腸癌細胞黏附共同向肝臟轉移，CAF 可增加結直腸癌細胞的存活、增殖和血管形成，這種效應可以通過阻斷 TGF-β1 信號傳導而被逆轉，使用 TGF-β1 抑制肽 P17 阻斷腫瘤細胞與 CAFs 的黏附并顯著減少其向肝臟的轉移。有動物實驗[39]表明，通過靶向針對 TGF-β 可以預防結直腸癌肝轉移，TGF-β 可以作為結直腸癌靶向治療的一個靶點。目前正開發處于臨床試驗中的試劑包括單克隆抗體、可溶性受體、抑制性肽和小分子，例如 LY2157299[40]。
Smads 家族蛋白在 TGF-β 信號傳導途徑中具有不可替代性，負責將 TGF-β 信號從細胞表面傳遞至細胞核，共同激活或抑制靶基因的轉錄。Smad4 是轉化生長因子超家族中關鍵的信號轉導元件，不僅參與細胞信號傳導通路，而且在細胞黏附、分化、細胞衰老以及凋亡等生理活動中發揮重要的作用。有研究[41]發現，Smad4 基因的突變、缺失以及異常表達與人類的多種腫瘤的發生、發展、侵襲和轉移有著密切的關系，在 30%～40% 的結直腸癌患者中可以見到 Smad4 的缺失；另外有研究[42]發現，結直腸癌中的 Smad4 的缺失使得 TGF-β 從抑癌轉變為促癌，而且結直腸癌組織中表達 Smad4 水平高的患者其生存率明顯優于表達低的患者，陰性表達者更易發生肝轉移。
4 癌胚抗原（CEA）
CEA 是結直腸癌患者最常檢測的腫瘤標志物。CEA 是屬于免疫球蛋白超家族中的一種高分子量糖蛋白。它是促進人結直腸癌細胞聚集的細胞間黏附分子[43]。CEA 是在胃腸道和胰腺的內胚層衍生上皮的惡性腫瘤中發現的，CEA 存在于人正常組織的頂膜上，但在結直腸癌患者體內過表達并且分布于整個細胞膜[44]。隨著腫瘤細胞的老化凋亡，其可進入血液，也就是說血液中 CEA 含量越高，提示病情越晚、惡性程度越高。結直腸癌和 CEA 表達之間的密切關系使得 CEA 可以作為腫瘤標志物。血清 CEA 水平升高不僅對結直腸癌的診斷具有重要的臨床意義，而且與患者的預后和結直腸癌肝轉移有關。CEA 主要通過以下 3 個步驟來影響肝轉移，第 1 步，CEA 可以通過抑制失巢凋亡來預防血液中結直腸癌細胞的死亡。第 2 步，CEA 與 Kupffer 細胞受體蛋白—異源核 RNA 結合蛋白 M4（hnRNP M4）結合，這是因為 CEA 的 N 和 A1 結構域之間的 5 種氨基酸（Pro-Glu-Leu-Pro-Lys，PELPK）是 CEA 與 Kupffer 細胞的結合區段，其與結直腸癌肝轉移的轉移和 EMT 的起始有關。Kupffer 細胞是保護肝臟的巨噬細胞，在 CEA 與 hnRNP M4 結合后改變肝臟微環境以有利于結直腸癌細胞的存活。第 3 步，CEA 上調與轉移有關的細胞黏附分子[45]。Hostetter 等[46]的研究發現，在注射弱轉移性結直腸癌細胞之前將 CEA 注射到小鼠中可以增加結直腸癌的肝轉移，給轉移性差的結直腸癌細胞轉染 CEA cDNA 后，發現其轉移性增強；相反，抑制 CEA 表達可以降低結直腸癌細胞的肝轉移潛能。
5 總結與展望
隨著人們生活水平的提高和飲食習慣發生改變，結直腸癌的發病率越來越高，結直腸癌患者發生肝轉移是其死亡的主要原因，早預防、早發現、早治療可以大大提高結直腸肝轉移患者的 5 年生存率。對結直腸癌患者定期監測血清學指標，如臨床常用的 CEA，可以判斷腫瘤復發、預后及轉移情況。通過對導致結直腸癌發生轉移機制的深入研究，可為結直腸癌肝轉移提供分子靶向治療靶點，如開發針對 TGF-β 的靶向治療藥物，例如 LY2157299；另外如針對 VEGF 的靶向治療藥物，被 FDA 批準的針對結直腸癌肝轉移的貝伐單抗，其他的還有西妥昔單抗、帕尼單抗等。總之，上述分子均與結直腸癌肝轉移相關，可以作為結直腸癌肝轉移的腫瘤標志物，一旦腫瘤標志物發生變化，應高度懷疑是否發生肝轉移，及時改變治療方案，提高結直腸癌患者治愈率、生活質量。