朱婷婷，彭曉林，程紫薇，邢東煒，張閩光

(上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬市中醫(yī)醫(yī)院，上海 200071)

肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是由肝細(xì)胞衍生的原發(fā)性肝癌的主要形式，是全球第四大癌癥相關(guān)死亡原因[1]，是我國(guó)第二大致命性惡性腫瘤[2]。早期肝癌可通過(guò)局部消融、手術(shù)切除或肝移植進(jìn)行治療，但只有40%的肝癌患者能早期診斷[3]。中晚期肝癌患者手術(shù)切除和肝移植仍是最有效的治療方法，但由于大多數(shù)肝癌患者肝功能不佳或已有轉(zhuǎn)移，僅適用于少數(shù)肝癌患者。更好地理解肝癌發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制及隨后的代謝機(jī)制，將更有效地為肝癌治療提供新的機(jī)會(huì)[4]。缺氧誘導(dǎo)因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)作為缺氧誘導(dǎo)因子轉(zhuǎn)錄因子家族中的關(guān)鍵一員，參與血管生成、增殖、糖酵解腫瘤代謝和pH調(diào)節(jié)的基因轉(zhuǎn)錄，使腫瘤細(xì)胞適應(yīng)因血管化不足而造成的缺氧微環(huán)境[5-6]。 HIF-1α高表達(dá)與肝癌臨床分期較差、浸潤(rùn)、侵襲和轉(zhuǎn)移等不良預(yù)后密切相關(guān)。近年來(lái)，諸多中醫(yī)藥研究以HIF-1α/VEGF信號(hào)通路為切入點(diǎn)，具有多靶點(diǎn)、多層次的特點(diǎn)，在改善肝癌患者的臨床癥狀及遠(yuǎn)期預(yù)后上展現(xiàn)出廣闊的開(kāi)發(fā)前景。本文就HIF-1α與肝癌的相關(guān)研究及其在中醫(yī)藥治療肝癌中的作用機(jī)制，進(jìn)行梳理歸納與分析。

1 HIF-1α與肝癌

隨著腫瘤細(xì)胞的異常增殖，血管化不足日益顯著，血流缺乏進(jìn)而導(dǎo)致微循環(huán)紊亂[7-9]。細(xì)胞異常缺氧后，DNA鏈斷裂、氧化性DNA損傷和基因畸變等不良后果隨之發(fā)生，從而阻礙正常細(xì)胞生長(zhǎng)。在這一過(guò)程中，轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子家族中的缺氧誘導(dǎo)因子(HIF)被激活，參與癌細(xì)胞的再適應(yīng)和進(jìn)展的過(guò)程。HIF的異二聚體結(jié)構(gòu)是由缺氧條件下積累表達(dá)的HIF-α和組成型表達(dá)的HIF-β亞基組成的。HIF-α的調(diào)節(jié)是一個(gè)氧依賴性的多步驟過(guò)程，包括常氧條件下的降解、穩(wěn)定、轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核和缺氧條件下的活化[10-12]。HIF-α亞單位由HIF-1α、HIF-2α和HIF-3α 3種亞型組成。結(jié)構(gòu)域高度保守的HIF-1α在所有細(xì)胞中表達(dá)，并作為轉(zhuǎn)錄激活劑被廣泛研究[13]。肝細(xì)胞癌作為富血管的實(shí)體瘤，血管形成在其發(fā)生、發(fā)展以及復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移中發(fā)揮著重要作用，以致早期肝癌即可發(fā)生肝內(nèi)轉(zhuǎn)移，預(yù)后較差。HIF-1相關(guān)信號(hào)傳導(dǎo)通路是肝癌血管形成過(guò)程中的重要通路之一，也是誘導(dǎo)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的主要信號(hào)通路[14]。在常氧環(huán)境中，HIF-1的核苷被羥化，并通過(guò)泛素蛋白酶體途徑迅速降解。在缺氧條件下，HIF-1的轉(zhuǎn)位不再被降解，而是進(jìn)入細(xì)胞核并結(jié)合HIF-1的蛋白激酶，進(jìn)而激活下游基因的轉(zhuǎn)錄[15]。其中HIF-1α介導(dǎo)的肝細(xì)胞癌血管形成可能受其上游AKT途徑的調(diào)節(jié)[16]，AKT在磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)條件下磷酸化，活化后的AKT激酶，進(jìn)一步激活雷帕霉素靶蛋白(mTOR)，進(jìn)而刺激HIF-1α的表達(dá)，在調(diào)控VEGF表達(dá)、新生血管形成的過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。除了血管新生之外，HIF-1α也參與肝癌的增殖與凋亡，侵襲與轉(zhuǎn)移。研究發(fā)現(xiàn)HIF-1α能夠通過(guò)影響細(xì)胞周期蛋白A和細(xì)胞周期蛋白D以促進(jìn)細(xì)胞增殖[17]。缺氧微環(huán)境為肝癌轉(zhuǎn)移提供“溫床”，新生血管為肝癌轉(zhuǎn)移提供“養(yǎng)料”，細(xì)胞基質(zhì)降解與EMT轉(zhuǎn)換導(dǎo)致肝癌患者不良預(yù)后。在肝癌轉(zhuǎn)移過(guò)程中，HIF-1α可以通過(guò)調(diào)控鋅指轉(zhuǎn)錄因子(Snail因子)來(lái)影響上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)的標(biāo)志物鈣粘蛋白E(E-Cadherin)、鈣黏蛋白N(N-Cadherin)和波形蛋白(Vimentin)的表達(dá)，促使肝癌發(fā)生侵襲和轉(zhuǎn)移[18]。近年研究顯示HIF-1α的過(guò)表達(dá)總是在肝癌中被檢測(cè)到，并且與較差的臨床結(jié)果相關(guān)[19]。 因此，抑制HIF-1α所誘導(dǎo)的相關(guān)信號(hào)通路可能成為治療肝癌的新型靶向。

2 HIF-1α在中醫(yī)藥治療肝癌中的研究

肝癌在中醫(yī)學(xué)中屬于“積聚”“癥瘕”“臌脹”“黃疸”“脅痛”等范疇。中醫(yī)認(rèn)為肝癌是一種本虛標(biāo)實(shí)的全身性疾病，病因病機(jī)復(fù)雜，以臟腑氣血虧虛為本，氣、血、濕、熱、瘀、毒互結(jié)為標(biāo)，蘊(yùn)結(jié)于肝，漸成癥積，肝失疏泄。近年來(lái)，中藥單體或有效成分及中藥復(fù)方的靶向研究不斷深入，其中基于HIF-1α相關(guān)信號(hào)通路的中醫(yī)藥在抗肝癌方面的研究也取得了諸多進(jìn)展。

2.1中藥單體或有效組分 中藥單體或有效組分是從中藥飲片中提取出來(lái)的，目前研究證實(shí)不少中藥單體或有效組分的抗癌作用，基于HIF-1α/VEGF信號(hào)通路的研究主要集中于其抗血管形成作用。Ren等[20]通過(guò)小鼠肝癌細(xì)胞系Hepa1-6和H22進(jìn)行體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)蒲公英多糖的抗癌作用是通過(guò)PI3K/AKT信號(hào)的調(diào)控，進(jìn)而下調(diào)VEGF和HIF-1α的表達(dá)來(lái)抑制體內(nèi)外血管新生的。姚志華[21]和吳成[22]分別以肝癌SMMC-7721細(xì)胞進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)，通過(guò)體外建造缺氧模型，前者發(fā)現(xiàn)姜黃素可以通過(guò)IGF-1R/PI3K信號(hào)通路抑制VEGF和HIF-1α的表達(dá)，后者發(fā)現(xiàn)熊膽粉可以通過(guò)HIF-1α/IL-8/VEGF相關(guān)信號(hào)通路抑制原發(fā)性肝癌TACE術(shù)后缺氧誘導(dǎo)的血管形成。李晶埈[23]利用氯化鈷(CoCl2) 模擬人體肝癌細(xì)胞 Hep-3B缺氧模式，在蛋白質(zhì)表達(dá)和mRNA表達(dá)層面均驗(yàn)證了雷公藤紅素呈劑量依賴性抑制了HIF-1α蛋白質(zhì)的表達(dá)水平，降低了肝癌細(xì)胞中VEGF，以達(dá)到其抗癌作用。曾普華等[24]通過(guò)實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)證實(shí)重樓能抑制人肝癌HepG2細(xì)胞HIF-1α的表達(dá)。王曉東[25]通過(guò)建立大鼠肝癌腹水瘤模型，研究皂莢提取物抑制大鼠肝癌的機(jī)制及其對(duì)PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路和VEGF、HIF-lα的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)皂莢提取物可以下調(diào)PI3K、AKT、mTOR、VEGF和HIF-lα的表達(dá)，并呈劑量依賴性。Cheng等[26]通過(guò)SK-Hep1和Hep-3B細(xì)胞進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)天冬多糖通過(guò)PI3K和MAPK信號(hào)通路下調(diào)HIF-1α/VEGF的表達(dá)來(lái)抑制肝癌細(xì)胞的遷移、侵襲和血管生成。HIF-1α相關(guān)信號(hào)通路不僅參與抑制血管形成，也與腫瘤的增殖、凋亡、侵襲、轉(zhuǎn)移和化療耐藥等密切相關(guān)。羅文軍[27]研究發(fā)現(xiàn)壁虎醇提物可以通過(guò)降低HIF-1α的蛋白表達(dá)，有效抑制缺氧誘導(dǎo)下肝癌HepG2細(xì)胞增殖，促進(jìn)肝癌細(xì)胞凋亡，并呈劑量時(shí)間依賴關(guān)系。Feng等[28]通過(guò)水提取和乙醇沉淀法得到羅勒多糖，并通過(guò)構(gòu)建CoCl2誘導(dǎo)的體外缺氧模型，證明了羅勒多糖通過(guò)HIF-1α/EMT信號(hào)通路抑制缺氧介導(dǎo)的EMT，抑制間充質(zhì)標(biāo)志物：β-連環(huán)蛋白(catenin)、鈣黏蛋白N(N-Cadherin)和波形蛋白(Vimentin)，增加上皮標(biāo)志物：鈣黏蛋白E(E-Cadherin)、泡膜蛋白-1(VMP1)和緊密連接蛋白(ZO-1)。此外，羅勒多糖通過(guò)引起細(xì)胞骨架重塑逆轉(zhuǎn)了EMT過(guò)程，并抑制了惡性腫瘤的侵襲和進(jìn)展。黃婷[29]通過(guò)體外建立缺氧HepG2細(xì)胞模型，發(fā)現(xiàn)白花蛇舌草能夠通過(guò)HIF-lα、P-糖蛋白(P-gp)和多藥耐藥蛋白(MRP)逆轉(zhuǎn)乏氧HepG2細(xì)胞對(duì)阿霉素的耐藥性。

2.2中藥復(fù)方 中藥復(fù)方的多靶點(diǎn)性特點(diǎn)在惡性腫瘤這類復(fù)雜性、綜合性、全身性疾病的治療中發(fā)揮出強(qiáng)大潛力。曾普華等[30]在單味中藥研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)益氣化瘀解毒方(組方中藥：黃芪、白參、莪術(shù)、重樓、壁虎)能明顯抑制人肝癌裸鼠移植瘤HIF-1α、VEGF的表達(dá)而發(fā)揮抗血管生成作用。在其另一篇研究[31]中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，益氣化瘀解毒方是通過(guò)促進(jìn)E-Cadherin表達(dá)，從而抑制HIF-1α表達(dá)，并通過(guò)EMT而發(fā)揮抗肝癌轉(zhuǎn)移侵襲作用，組方中藥對(duì)其作用各有側(cè)重，但作為整方的有機(jī)組成從不同環(huán)節(jié)發(fā)揮了協(xié)同作用。林舉擇[32]通過(guò)建立肝癌休眠動(dòng)物模型，觀察健脾化瘀方(組方中藥：白術(shù)、莪術(shù)、茯苓、佛手、苦參、白花蛇舌草)干預(yù)裸鼠肝癌復(fù)發(fā)后腫瘤生長(zhǎng)情況，發(fā)現(xiàn)健脾化瘀方具有抑制肝癌細(xì)胞增殖和腫瘤血管生成的雙重作用，其機(jī)制可能是通過(guò)下調(diào)HIF-1α、VEGF、基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)、基底金屬蛋白酶組織抑制劑-1(TIMP-1)、細(xì)胞外基質(zhì)金屬蛋白酶誘導(dǎo)因子(EMMPRIN)的表達(dá)，從而抑制了腫瘤細(xì)胞中配體Jagged1的表達(dá)及其與Notch信號(hào)通路的結(jié)合。胡兵等[33]通過(guò)建立裸小鼠皮下移植瘤模型，發(fā)現(xiàn)養(yǎng)肝解毒散結(jié)方(組方中藥：女貞子、炙鱉甲、龍葵、蛇毒、澤漆、貓爪草、郁金、虎杖)可以下調(diào)VEGF、HIF-1α的表達(dá)，其發(fā)揮抑制肝癌血管生成的作用可能依賴于M2型腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞。在臨床對(duì)照試驗(yàn)中，蔡林等[34]在對(duì)照組常規(guī)治療基礎(chǔ)上，予以自擬方白花蛇舌草解毒健脾方(組方中藥：白花蛇舌草、白術(shù)、黨參、淮山藥、陳皮、茯苓、谷芽、甘草)以健脾益氣、和胃解毒治療肝癌患者。結(jié)果發(fā)現(xiàn)白花蛇舌草解毒健脾方不僅能顯著緩解晚期肝癌患者的疼痛，還能通過(guò)下調(diào)血清結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(CTGF)、VEGF及HIF-1α表達(dá)水平以抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。

2.3聯(lián)合用藥 中醫(yī)藥在輔助現(xiàn)代醫(yī)學(xué)治療手段中也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，尤其是在放化療階段，中醫(yī)藥具有減輕患者毒副反應(yīng)的作用。周林[35]以HepG2肝癌細(xì)胞系為研究對(duì)象，經(jīng)體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)西羅莫司聯(lián)合槐爾清膏可以下調(diào)缺氧誘導(dǎo)的HIF-lα積累表達(dá)，減弱HIF-1α介導(dǎo)的糖代謝增強(qiáng)效應(yīng)，并通過(guò)PI3K-Akt-mTOR-HIF-α及HIF-1α-PTEN-AKT/mTOR通路發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)。馮雪等[36]發(fā)現(xiàn)對(duì)于肝癌患者，應(yīng)用甲苯磺酸索拉非尼片結(jié)合西黃膠囊治療，在改善患者肝功能的同時(shí)，患者VEGF和HIF-1α表達(dá)水平均下降，西黃膠囊是由清代醫(yī)學(xué)家王洪旭創(chuàng)造的犀黃丸改進(jìn)而成的，具有解毒散結(jié)、消腫止痛的作用。對(duì)于接受注射用洛鉑 TACE 治療的中晚期肝癌患者，沈建軍等[37]加用華蟾素治療后發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合華蟾素的治療組 HIF-1α和 VEGF 較對(duì)照組顯著下降，并發(fā)現(xiàn)華蟾素具有抑制注射用洛鉑TACE治療后局部缺氧和腫瘤血管生成的作用。Qin等[38]通過(guò)觀察紅景天苷聯(lián)合鉑類藥物對(duì)人肝癌的體內(nèi)外治療作用，結(jié)果顯示紅景天苷通過(guò)促進(jìn)HIF-1α的降解，抑制缺氧誘導(dǎo)的EMT，逆轉(zhuǎn)了鉑類藥物的耐藥性，抑制了低氧腫瘤微環(huán)境誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移。

3 總結(jié)與展望

缺氧是包括肝細(xì)胞癌(HCC)在內(nèi)的許多實(shí)體腫瘤最普遍的微環(huán)境特征[39]。缺氧微環(huán)境是肝癌的發(fā)生、預(yù)后和轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵因素[40]。HIF-1α是缺氧反應(yīng)中最重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，已經(jīng)被充分證明廣泛調(diào)節(jié)缺氧基因表達(dá)，并參與調(diào)控癌細(xì)胞更具攻擊性的表型，如代謝改變、生存增加、侵襲、遷移、血管生成等相關(guān)的信號(hào)傳導(dǎo)[41-42]。VEGF可能是HIF-1α發(fā)揮作用的重要靶基因之一，當(dāng)細(xì)胞缺氧時(shí)，HIF-1α不僅可以直接對(duì)VEGF的轉(zhuǎn)錄起到促進(jìn)作用，同時(shí)還可以通過(guò)增加VEGF mRNA的穩(wěn)定性來(lái)發(fā)揮作用，從而促進(jìn)VEGF的表達(dá)[43]。

雖然現(xiàn)代醫(yī)學(xué)在抗血管生成和抗增殖作用方面在不斷發(fā)展，但腫瘤的有效反應(yīng)率通常相當(dāng)?shù)蚚44]。中藥具有安全、毒副作用低、耐受性好等諸多優(yōu)勢(shì)，可以在不同層面通過(guò)不同機(jī)制不同靶點(diǎn)達(dá)到抗肝癌的目的。目前中醫(yī)藥治療肝癌的研究在不斷進(jìn)展深入，聚焦于腫瘤未來(lái)治療的基于HIF-1α/VEGF相關(guān)的信號(hào)通路的缺氧研究越來(lái)越受到重視。但實(shí)際在臨床上，中醫(yī)藥多在肝癌術(shù)后或與化療藥聯(lián)合使用，無(wú)法明確中藥影響肝癌血管生成的機(jī)制及作用靶點(diǎn)，仍缺乏多中心、大樣本、高質(zhì)量的臨床對(duì)照研究加以驗(yàn)證。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。