作者：黎经何，史政荣
单位：重庆医科大学附属第一医院肝胆外科
大量研究表明，肝癌的发生不是单一基因的绝对调控，而是不同种类，不同信号传导途径基因的相互作用。细胞周期缓慢、细胞色素P 450功能障碍和肝脏解毒效应受损是肝癌基因作用中的3个典型模块。ZHANG等通过高通量数据采集生物学分析发现了598个显著上调的DEGS（DEGS，Differentially expressed genes）和632个显著下调的差异性表达基因，研究发现不同基因虽然作用途径不一，但在处理抗原处理和呈递、补体级联和I型干扰素信号通路上有协同或拮抗作用，而这些对肝癌的发生及侵袭能力变化有重要影响。ZHU等[6]的结果显示，基因作用相似的蛋白可以相互交互，构成蛋白-蛋白相互作用网络（PPI），并强调一个重要的PPI主要由其中一个或多个重要的基因辐射形成，称为枢纽基因，而枢纽基因的作用就是肝癌发生发展的重要因素，也是潜在治疗的靶点。说明肝癌基因的调控具有中心性及多样性。这与肝癌的临床异质性差异及化疗药物治疗效果差相符。目前肝癌一线用药索拉菲尼，乐伐替尼，主要靶点在抑制VEGF/VEGFR的活性，临床疗效佳，但并非所有患者都能从中受益。因此，需要对更多对肝癌差异基因的研究，为更细致肝癌病理分型及后期药物开发提供参考。
1.新型HBsAg结合蛋白：Echs 1基因
乙型病毒性肝炎感染是目前肝癌发病的重要病因，LIU等从NCBI基因表达总库中获得肝癌数据集（GSE6222和GSE41804），鉴定了273个在HCC中差异表达的基因。其中发现Echs 1基因是表达最显著的基因。定位于染色体10q26.2-q26.3。它是一种新型HBsAg结合蛋白，CHUAN等研究证实了它在肝癌中的过表达，并且与HBs在细胞质*共中**同定位，研究进一步发现HBV有促进肝癌细胞凋亡作用，Echs 1基因抑制肝癌细胞凋亡，但在HBS过表达的癌细胞中，由于HBsAg可影响Echs 1基因中的定位，Echs 1基因的表达水平有下降，两者共存表现出肝癌细胞凋亡作用。因此，推测可通过针对性抑制Echs 1作用加强HBS阴性肝癌患者的治疗效果。ZHU等有研究表明其可通过AKt/PKB途径促进肝癌细胞增殖及通过线粒体途径拮抗肝癌细胞凋亡，通过基因敲除Echs 1，检测bcl-2、bcl-XL和MCL-1(抗凋亡蛋白)下降和Bax、Bid、bim、BAD和puma(促凋亡蛋白)的表达水平上升。据报道，bax和bcl-2的比值，而不仅仅是bcl-2，对药物诱导的癌细胞凋亡的存活起着重要的作用。XU等发现沉默Echs 1基因可以抑制细胞增殖和诱导自噬。针对Echs 1通路AKt/PKB*制剂抑**哌立福辛以往被用于乳腺肿瘤的治疗，但是一项前瞻性证据表明哌立福辛单独或联合使用索拉非尼，可明显抑制肝癌细胞生长，提高生存率。它与索拉非尼的结合增强抑制肝癌细胞增殖，诱导细胞凋亡，降低肿瘤血管生成。所以对于Echs 1基因及其通路AKt/PKB*制剂抑**的研究有助于提高临床肝癌的治疗效果，也需要更多的前瞻性研究或其他重要证据支持。对于是否AKt/PKB通路是Echs 1基因的唯一通路也需要进一步基础研究证据支持。
2.功能性核酶：TOP2A基因(表达二型拓扑异构酶)
TOP2A基因位于17号染色体(17q21-Q22)上，编码170 kDA核酶，控制DNA拓扑结构、染色体分离和细胞周期进程。TOP2A表达增加已被证明对小细胞肺癌细胞存在明显耐药性。WANG等通过对微阵列数据集gse 64041，肝癌组与对照组之间鉴定出差异表达基因(DEGS)。进行KEGG分析（功能富集分析）、蛋白-蛋白质交换(PPI)网络、整合转录因子(TF)-微RNA(MiRNA)靶网络等分析，发现TOP2A同样在肝癌组织中过度表达,与肝癌细胞肿瘤耐药性相关。Liang Z等[19]研究表明，TOP2A的过表达并不是TOP2A基因扩增引起的，而是与血清中的HBsAg以及Ki-67的表达显著相关，并且其扩增或缺失与肿瘤对蒽环类药物的反应性之间具有显著的相关性，临床上常用的蒽环类药物包括阿霉素、表阿霉素、吡柔比星等，TOP2A高表达的患者对依托伯苷和蒽环类药物较敏感，而低表达患者对上述两类药物表现出耐药性。这与COX等的前期研究结果相符。WANG等的研究进一步证实在表达较高TOP2A的肝癌细胞系中，低浓度酶结合剂依托泊苷可使阿霉素常规化疗剂量降低3-5倍，从而可大幅度减少化疗副作用。目前尚无对TOP2A基因及其通路针对性的用药，临床使用蒽环类药物仅为经验性用药，疗效欠佳，推测可通过基因筛选TOP2A，针对性联合蒽环类药物提高肝癌治疗效果有待进一步研究及更多证据支持。
3.编码核因子nrf2：nme212基因
BING TIAN等的研究显示，nme212基因在肝癌组织内富集，其为核因子nrf2的编码基因，nme2l2突变激活Nrf 2/Re通路，伴随着Nrf 2的过度表达和细胞保护蛋白的转录上调，有利于癌细胞的存活，增强癌细胞对化疗药物的抗药性。其机制包括抗凋亡、过量表达Nrf 2介导的外排转运体(如多药耐药相关蛋白(MRPs)等)，以增强化疗药物的外排，加强对活性氧(Ros)的防御系统，促进II期解毒酶增加解毒，规避化疗药物的细胞毒性作用等。CHEN等研究发现PI3K/AKT信号通路在索拉非尼耐药肝癌细胞中被激活，并介导Nrf 2的过度表达以促进高增殖表型，而有针对性地对Nrf2进行药理抑制或基因敲除，肝癌组织对包括索拉菲尼，阿霉素、5-氟尿嘧啶和多西紫杉醇等常用的化疗药物的敏感性增强。前人的研究支持，羟基喜树碱，作为一种新型的Nrf 2*制剂抑**，可与其他化疗药物联合应用，提高其治疗高表达Nrf 2肝癌的疗效。因此，抑制nme212基因，NRF2*制剂抑**可用来作为常规抗肝癌药物治疗的增敏剂。
4.细胞色素P 450酶系:CYP2D6∗10基因
CYP2D6∗10是细胞色素P450酶系的一部分，细胞色素P450是一个定位于内质网或线粒体膜的酶家族，在内源性和外源性分子代谢过程中发挥着多种重要作用，尤其是某些药物。LI等研究表明，在HCC患者中，某些细胞色素P450的水平也随着HCC的进展而变化。尤其是细胞色素P450家族成员cyp2j2可通过降低bax/bcl 622比值，在肝癌细胞增殖和对抗癌药物(阿霉素)的耐药性中发挥关键作用。因此推测针对细胞色素代谢途径靶向抑制可成为新药物开发及提高现有药物作用的新靶点。
5.抑癌基因候选基因：ecm1、atf5
肿瘤细胞DNA低甲基化可引起染色体不稳定和癌基因激活，被认为是肿瘤高度可靠的临床标志。更重要的是，许多研究报告表明，肿瘤抑制基因(TSGS)的高度甲基化参与了肝癌的发病。GAO等利用超高效液相色谱/串联质谱和单碱基高通量测序、羟甲基化和甲基化敏感标记测序(hmst-seq)，以同步测定人肝癌标本中这两种修饰。鉴定了人肝细胞癌差异甲基化和羟甲基化基因后，筛选出6个抑癌基因候选基因，其中ecm1、atf5经siRNA基因沉默实验证实具有潜在的抗肿瘤作用。ecm1通过高亲和力蛋白/蛋白质相互作用抑制基质金属蛋白酶9(MMP9)的活性。在肝癌组织中，ecm1下调的同时，可以观察到MMP9转录的显著上调。MMPs是肿瘤微环境的关键调节因子，已经证明MMPs不仅通过各种非催化结构域调控ECM的转换，而且还通过非蛋白水解的方式调控细胞生长、炎症和血管生成的信号通路。ATF5是一种高度丰富的富肝转录因子，属于ATF/cAMP反应元件结合家族。UDOMPONG等及DeyS等研究表明，CHOP和ATF4直接诱导atf5的转录表达，并与ATF5共同构成整合应激反应(ISR)通路，对减轻急性应激所产生的损伤至关重要。因此，ATF5和CHOP的促凋亡功能已被揭示。在HCC中，atf 5在其启动子中被过甲基化，并表现出下调的转录表达。因此，atf5在肝癌中可能被阻断，失去对肝细胞的促凋亡作用。
近十年来，微阵列等用于分析肿瘤发生过程中基因改变的高通量平台在医学肿瘤学研究中越来越受到重视，广泛用于监测全球基因在癌症中的表达的全基因组微阵列技术，已经确定了许多差异表达的基因，并使癌症研究能够在传统方法不稳定的情况下取得成功。5~7年间，微阵列技术被用于研究肝癌发生过程中的基因表达谱。近年来，结合生物信息学分析的微阵列技术，由于具有快速处理大量数据集的能力，使得能够全面识别参与肝癌发生发展的数百个差异表达基因(Degs)。研究表明，肝癌的发生及发展并非单一基因的作用，而是不同种类，不同信号传导途径基因的相互作用，在这其中，与肝癌发生关系密切的，我们称之为驱动基因，如Echs1基因，myc基因，TOP2A基因，PLK1和Cdk1基因，ccnb2基因等，可能与肝癌的发生，发展，转移有关，占据ppi网络的重要节点，也被称为“枢纽基因”；而在肝癌细胞中高表达，在其他肿瘤细胞中也同样存在高表达现象，影响细胞生长发育的基因，我们称为伴随基因，它们更偏向于由于驱动基因的作用，被动表达于肿瘤细胞内，如aca 1基因，CENPF基因，atf 5基因等，促进肝癌细胞生长，转移，复发等，还有一类特殊类型基因，存在于低分化，恶性程度高的肝癌细胞中，推测可能与肝癌耐药性有关，如nme2l2，CYP2D6∗10系等。通过OG分析及KEGG分析表明DEGS在吸收、代谢和细胞周期途径上富集。PPI网络同样显示，主要富集于细胞周期、氧化应激和肝脏解毒。但目前对于具体的通路，详细的生理生化途径，目前有关研究还尚未深入。本篇综述针对目前国内外肝癌基因研究热门进行概述，总结归纳出多个重点基因以及它们的生理作用，可为以后的基因研究，肝癌靶向药物的开发，基因治疗提供参考。
节选自：重庆医学
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