李倩倩 許文萍 綜述 謝渭芬 審校

第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長征醫(yī)院消化內(nèi)科(200003)

肝細(xì)胞核因子(hepatocyte nuclear factors，HNFs)是一類在肝臟優(yōu)勢表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子，包括HNF1、HNF3、HNF4、HNF6以及CCAAT/增強(qiáng)子結(jié)合蛋白(C/EBP)。通過調(diào)控下游多種重要肝細(xì)胞功能基因表達(dá)，HNFs在肝臟發(fā)育以及肝細(xì)胞分化、功能維持中起關(guān)鍵作用。近年來，越來越多的證據(jù)顯示HNFs家族成員與肝細(xì)胞癌(HCC)的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)［1，2］。本文就HNFs家族成員與HCC的關(guān)系作一綜述。

一、HNF1

HNF1包括 HNF1α、HNF1β兩個成員，主要表達(dá)于肝臟、腎臟、小腸、胰腺β細(xì)胞。HNF1α在肝臟中表達(dá)水平最高，調(diào)控白蛋白、α1-抗胰蛋白酶、α、β-纖維蛋白原等諸多重要基因表達(dá)，參與調(diào)節(jié)肝臟糖代謝、脂代謝、蛋白質(zhì)合成等眾多生理過程。HNF1β主要調(diào)節(jié)內(nèi)臟內(nèi)胚層的分化，參與器官的早期發(fā)育。

目前關(guān)于HNF1與HCC之間關(guān)系的研究主要集中于HNF1α。Pelletier等［3］發(fā)現(xiàn)下調(diào)肝癌細(xì)胞株 HepG2、Hep3B中的HNF1α表達(dá)可使細(xì)胞表型發(fā)生顯著變化，細(xì)胞間連接結(jié)構(gòu)減少，上皮標(biāo)記物如上皮細(xì)胞鈣黏蛋白(E-cadherin)、閉鎖小帶蛋白1(ZO-1)等表達(dá)降低，間質(zhì)標(biāo)記物如波形蛋白(vimentin)、纖維連接蛋白(fibronectin)等表達(dá)增高，同時上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子如SNAIL、SLUG等和EMT啟動因子轉(zhuǎn)化生長因子-β1(TGF-β1)表達(dá)亦增高，表明HNF1α表達(dá)下調(diào)可促進(jìn)上皮來源的HCC細(xì)胞發(fā)生EMT，從而具有更強(qiáng)的遷移和侵襲能力。Hellerbrand等［4］發(fā)現(xiàn)HNF1在HCC細(xì)胞和組織中表達(dá)下調(diào)，并與抑癌基因MIA2表達(dá)下調(diào)顯著相關(guān)，恢復(fù)HNF1表達(dá)可重新誘導(dǎo)MIA2表達(dá)，而MIA2表達(dá)可顯著抑制HCC細(xì)胞的增殖、侵襲能力以及移植瘤的生長、侵襲，表明HNF1表達(dá)缺失可通過下調(diào)MIA2引發(fā)HCC。Zeng等［5］發(fā)現(xiàn)在二乙基亞硝胺(DEN)誘導(dǎo)大鼠HCC發(fā)生的過程中，HNF1α表達(dá)逐漸下調(diào)。肝癌細(xì)胞株Hep3B、Huh7轉(zhuǎn)染表達(dá)HNF1α基因的重組腺病毒AdHNF1α后，肝細(xì)胞功能基因如葡萄糖-6-磷酸酶(G-6-P)、細(xì)胞色素P4507A1(CYP7A1)、載脂蛋白CⅢ(ApoCⅢ)等表達(dá)增高，腫瘤干細(xì)胞(cancer stem cells，CSCs)標(biāo)記物CD133以及上皮細(xì)胞黏附分子(EpCAM)表達(dá)降低，腫瘤細(xì)胞增殖減少，發(fā)生G2/M期阻滯。在體內(nèi)實驗中，AdHNF1α幾乎可完全抑制肝癌細(xì)胞株Hep3B、Huh7在裸鼠體內(nèi)的成瘤性;瘤內(nèi)和靜脈注射AdHNF1α可分別顯著抑制皮下移植瘤和肝臟原位種植瘤生長。上述結(jié)果表明HNF1α對HCC的抑制作用與誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞分化為成熟肝細(xì)胞以及發(fā)生G2/M 期阻滯有關(guān)。最近 Krützfeldt等［6］發(fā)現(xiàn)，在 HNF1α基因敲除小鼠中，肝組織miR-192/194表達(dá)顯著下調(diào)，其下游靶基因Fzd6表達(dá)顯著上調(diào)，提示HNF1α可能通過調(diào)控miR-194及其靶基因Fzd6表達(dá)而抑制HCC發(fā)生。

上述研究表明HNF1α表達(dá)下調(diào)與HCC的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，上調(diào)HNF1α表達(dá)可抑制HCC細(xì)胞的體內(nèi)外增殖能力，誘導(dǎo)其向成熟肝細(xì)胞分化，有望成為新的HCC治療靶點。

二、HNF3

HNF3包括 HNF3α(FOXA1)、HNF3β(FOXA2)、HNF3γ(FOXA3)三個成員，高表達(dá)于肝臟和胰島。HNF3α為胰高血糖素基因活化所必須;HNF3β可調(diào)節(jié)胰腺β細(xì)胞的胰島素分泌，在肝細(xì)胞分化和肝臟發(fā)育中亦發(fā)揮重要作用，將HNF3β基因轉(zhuǎn)染入胚胎干細(xì)胞，可誘導(dǎo)其向肝細(xì)胞分化［7］;HNF3γ可維持葡萄糖代謝平衡，調(diào)節(jié)肝細(xì)胞葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白GLUT表達(dá)。

近年來HNF3與HCC的關(guān)系日益受到關(guān)注，相關(guān)研究主要集中于HNF3β，但結(jié)果并不完全一致。Vavricka等［8］發(fā)現(xiàn)HNF3β在HCC組織中表達(dá)上調(diào)，推測其高表達(dá)可能通過對有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運多肽8(OATP8)的轉(zhuǎn)錄抑制參與HCC的發(fā)生。NOTCH信號通路已被證實與腫瘤增殖和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。Liu等［9］的研究表明，腫瘤壞死因子-α(TNF-α)激活下游NF-κB抑制因子激酶 α(IKKα)，IKKα 與 HNF3β 相互作用并使之磷酸化，由此抑制其轉(zhuǎn)錄激活能力，導(dǎo)致NUMB表達(dá)下調(diào)，激活下游NOTCH信號通路，從而促進(jìn)HCC細(xì)胞增殖。上述發(fā)現(xiàn)提示HNF3β失活參與了炎癥相關(guān)HCC的發(fā)生。人類和嚙齒類的HCC均存在性別差異，雄性HCC發(fā)生率更高。然而Li等［10］的研究顯示，在HNF3α/3β基因缺失小鼠中，DEN誘發(fā)HCC的性別差異被逆轉(zhuǎn)，雌性小鼠更易發(fā)生HCC，提示正常小鼠中雌激素對HCC的預(yù)防作用和雄激素對HCC的促進(jìn)作用均依賴于HNF3α/3β，HNF3α/3β及其靶基因參與了HCC性別差異的決定。

盡管不同學(xué)者對HNF3β在HCC中作用的認(rèn)識存在分歧，但目前主流觀點認(rèn)為HNF3β對HCC的發(fā)生、發(fā)展起抑制作用。

三、HNF4

HNF4包括 HNF4α、HNF4β、HNF4γ 三個成員，主要表達(dá)于肝臟、腎臟、腸道，參與糖、脂、蛋白質(zhì)和膽汁酸代謝以及解毒、血清蛋白合成等生理過程。HNF4α在分化成熟的肝細(xì)胞中呈高表達(dá)，對肝細(xì)胞形態(tài)和功能分化、糖原蓄積、上皮形成具有重要作用，是肝細(xì)胞分化和功能維持的關(guān)鍵調(diào)控因子。HNF4α與HCC的關(guān)系是目前HCC發(fā)生、發(fā)展以及治療研究領(lǐng)域的熱點，而HNF4β、HNF4γ與HCC關(guān)系的研究甚少。

腫瘤的誘導(dǎo)分化治療系指應(yīng)用分化誘導(dǎo)劑促進(jìn)惡性腫瘤細(xì)胞向成熟細(xì)胞分化，從而抑制其異常增殖，逆轉(zhuǎn)其惡性表型，最終達(dá)到治愈腫瘤的目的。作為肝細(xì)胞分化的關(guān)鍵調(diào)控因子，HNF4α可能通過調(diào)節(jié)分化過程中的重要信號通路或下游因子促進(jìn)HCC細(xì)胞向低侵襲性表型逆轉(zhuǎn)或分化為成熟肝細(xì)胞。Yin等［11］發(fā)現(xiàn)肝癌細(xì)胞株HepG2、Hep3B轉(zhuǎn)染表達(dá)HNF4α基因的重組腺病毒AdHNF4α后，肝細(xì)胞功能基因表達(dá)增高，CSCs相關(guān)基因表達(dá)以及CD133+CD90+CSCs比例降低，腫瘤細(xì)胞增殖受抑，出現(xiàn)細(xì)胞周期阻滯，衰老、凋亡增加。在體內(nèi)實驗中，AdHNF4α可使HepG2、Hep3B細(xì)胞在裸鼠體內(nèi)的成瘤性完全喪失;裸鼠移植瘤內(nèi)注射AdHNF4α表現(xiàn)出顯著抗腫瘤效應(yīng)，靜脈注射則可預(yù)防肝轉(zhuǎn)移瘤形成。該實驗結(jié)果初步證實利用基因工程手段上調(diào)HNF4α表達(dá)可誘導(dǎo)HCC細(xì)胞尤其是CSCs向成熟肝細(xì)胞分化，從而強(qiáng)烈抑制HCC發(fā)生，HNF4α誘導(dǎo)分化治療可能成為HCC的有效治療方法。Ning等［12］發(fā)現(xiàn)，在DEN誘導(dǎo)大鼠發(fā)生HCC的過程中，HNF4α表達(dá)伴隨著 EMT的發(fā)生而逐漸降低;以AdHNF4α上調(diào)HNF4α表達(dá)可抑制HCC發(fā)生過程中的肝細(xì)胞EMT，減輕肝纖維化，同時抑制CSCs標(biāo)記物表達(dá)，抑制與EMT和HCC發(fā)生密切相關(guān)的β-連環(huán)蛋白(β-catenin)激活，表明HNF4α系通過抑制 β-catenin信號通路抑制肝細(xì)胞發(fā)生EMT和CSCs形成，從而抑制 HCC發(fā)生。Yue等［13］以AdHNF4α治療兩種大鼠肝纖維化模型，均取得良好效果，模型大鼠肝纖維化顯著減輕，肝功能改善，EMT受抑。鑒于HCC患者多伴有肝硬化，HNF4α在治療HCC的同時可減輕肝硬化，顯示出更廣泛的臨床應(yīng)用前景。

新近HNF4α與miRNAs的關(guān)系成為HNF4α治療HCC相關(guān)機(jī)制研究的熱點。Hatziapostolou等［14］的研究顯示，一過性抑制HNF4α可觸發(fā)由 HNF4α、miR-124、白細(xì)胞介素-6受體(IL-6R)、STAT3、miR-24、miR-629 構(gòu)成的 HNF4α-炎癥反饋回路，此回路一旦激活，HNF4α表達(dá)將持續(xù)受抑，從而促進(jìn)HCC發(fā)生，針對這一炎癥反饋回路的手段將可能用于HCC的治療。Ramamoorthy等［15］的研究發(fā)現(xiàn)，一些miRNAs參與了HNF4α的表達(dá)調(diào)控。對這些可能對HNF4α具有靶向調(diào)節(jié)作用的miRNAs進(jìn)行驗證，發(fā)現(xiàn)miR-34a、miR-449a可直接作用于 HNF4α的3’-非翻譯區(qū)(3’-UTR)而抑制其表達(dá)，并進(jìn)一步下調(diào)HNF4α下游PXR表達(dá)。let-7 miRNAs家族［16］、miR-21［17］等亦參與了 HNF4α 的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。miR-122是一種肝臟特異性miRNA，在HCC中表達(dá)下調(diào)，可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞遷移、侵襲［18，19］。研究［20］顯示 HNF4α 是 miR-122 的關(guān)鍵調(diào)控因子，可通過保守的DR-I元件結(jié)合至miR-122啟動子區(qū)，正向調(diào)控其表達(dá)。另有研究［18］發(fā)現(xiàn)，miR-122亦受HNF1α、HNF3α、HNF3β 轉(zhuǎn)錄調(diào)控。

綜合上述研究結(jié)果，HNF4α可能通過誘導(dǎo)HCC細(xì)胞尤其是CSCs向成熟肝細(xì)胞分化、抑制肝細(xì)胞EMT的發(fā)生、調(diào)控HCC相關(guān)miRNAs表達(dá)而起到抑制HCC發(fā)生、發(fā)展的作用。同時，HNF4α的表達(dá)受一些miRNAs調(diào)控。因此，利用安全、有效的基因工程手段上調(diào)HNF4α表達(dá)可能成為HCC治療的新策略。

四、HNF6

HNF6屬于ONECUT蛋白家族(又稱OC-1)，主要表達(dá)于肝臟和胰島，參與調(diào)節(jié)葡萄糖水平、膽固醇代謝以及膽汁酸的合成、轉(zhuǎn)運。目前研究認(rèn)為HNF6與肝細(xì)胞分化和肝臟發(fā)育密切相關(guān)，關(guān)于HNF6在HCC發(fā)生、發(fā)展中作用的研究相對較少。Tan等［21］予部分肝切除小鼠靜脈注射表達(dá)HNF6基因的重組腺病毒AdHNF6，發(fā)現(xiàn)進(jìn)入DNA復(fù)制期(S期)的肝細(xì)胞數(shù)量顯著增加，同時腫瘤生長因子α、細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子cyclin D1、轉(zhuǎn)錄因子Foxm1表達(dá)上調(diào)，提示在肝臟再生時，上調(diào)HNF6表達(dá)可通過轉(zhuǎn)錄激活細(xì)胞周期調(diào)節(jié)基因刺激肝細(xì)胞增殖。Margagliotti等［22］對 HNF6、OC-2基因敲除小鼠的研究顯示，在肝臟發(fā)育早期，由 HNF6、OC-2、E-cadherin等組成的基因網(wǎng)絡(luò)可刺激肝芽周圍基底膜降解，促進(jìn)成肝細(xì)胞向原始橫隔遷移，通過調(diào)控成肝細(xì)胞的遷移和黏附而調(diào)節(jié)肝芽發(fā)育。Laudadio等［23］發(fā)現(xiàn)一定水平的miR-122為肝細(xì)胞分化所必須;HNF6可直接結(jié)合miR-122的轉(zhuǎn)錄啟動區(qū)以調(diào)控其表達(dá)，而miR-122可刺激肝細(xì)胞特異性基因以及包括HNF6在內(nèi)的多數(shù)肝臟特異性轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)，表明HNF6與miR-122之間存在正反饋回路，這一回路在肝細(xì)胞分化中發(fā)揮關(guān)鍵作用。Lehner等［24］發(fā)現(xiàn)HNF6在結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移標(biāo)本中表達(dá)上調(diào)，而正常結(jié)腸和原發(fā)性結(jié)腸癌中均無HNF6表達(dá)，由此推測HNF6可能為結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移的重要調(diào)控因子。

上述研究表明HNF6在肝細(xì)胞的增殖、遷移、分化和肝臟發(fā)育中起重要作用，在HCC發(fā)生、發(fā)展中的作用尚不清楚，有待進(jìn)一步研究。

五、C/EBP

C/EBP 家族包括 C/EBPα、C/EBPβ、C/EBPγ、C/EBPδ、C/EBPε、C/EBPζ六個成員，各成員羧基末端均含有一個保守的堿性-亮氨酸拉鏈域，羧基末端55～65個氨基酸有明顯的序列同源性，在細(xì)胞增殖、分化、腫瘤發(fā)生以及機(jī)體的免疫、應(yīng)激反應(yīng)、能量代謝、血液生成等方面發(fā)揮重要作用。其中C/EBPα在成熟肝細(xì)胞中表達(dá)水平最高，參與調(diào)控肝糖原合成、糖異生、脂質(zhì)代謝等相關(guān)基因表達(dá)，以維持成熟肝細(xì)胞的生物學(xué)功能。目前關(guān)于C/EBP與HCC關(guān)系的研究主要集中于C/EBPα。

Tomizawa等［25］發(fā)現(xiàn) HCC組織中 C/EBPα表達(dá)顯著下調(diào)，予C/EBPα陰性HCC細(xì)胞轉(zhuǎn)染C/EBPα基因，細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期均不受影響，表明C/EBPα表達(dá)與HCC細(xì)胞的增殖活性之間無直接關(guān)系。Tseng等［26］發(fā)現(xiàn)HCC組織中C/EBPα表達(dá)下調(diào)與腫瘤進(jìn)展和預(yù)后不良有關(guān)。Tan等［27］在C/EBPα基因敲入小鼠和野生型小鼠中以DEN誘導(dǎo)HCC，C/EBPα基因敲入小鼠C/EBPα表達(dá)顯著上調(diào)，HCC結(jié)節(jié)數(shù)量僅為野生型小鼠的50%且體積較小，表明C/EBPα可在體內(nèi)發(fā)揮抑制HCC生長的作用。Zeng等 發(fā)現(xiàn)C/EBPα可直接作用于miR-122的啟動子區(qū)以激活其轉(zhuǎn)錄，miR-122可抑制下游胰島素樣生長因子1受體(IGF-1R)翻譯以維持糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)活化;GSK-3β活化不僅能抑制細(xì)胞增殖，還能激活C/EBPα，從而形成反饋回路;HCC組織中常可觀察到miR-122、C/EBPα表達(dá)下調(diào)和IFG-1R表達(dá)上調(diào)，且miR-122表達(dá)下調(diào)與預(yù)后不良相關(guān)。上述結(jié)果表明GSK-3β-C/EBPα-miR-122-IGF-1R調(diào)節(jié)回路障礙參與了HCC的發(fā)生。雖然多數(shù)研究提示C/EBPα對HCC具有抑制作用，但亦存在不同觀點。Lu等［29］發(fā)現(xiàn)部分HCC組織中C/EBPα表達(dá)明顯上調(diào)，其來源病例HCV均陰性;肝癌細(xì)胞株Hep3B、Huh7中 C/EBPα高表達(dá)，以siRNA或shRNA下調(diào)其表達(dá)后，腫瘤細(xì)胞生長和克隆形成均受抑。該研究結(jié)果提示C/EBPα在HCV陰性HCC中可能是一個致癌因子。

綜合上述研究結(jié)果，C/EBPα與HCC的關(guān)系仍存在爭議，這可能與所檢測標(biāo)本的病毒背景、種族等特性不同有關(guān)。

六、結(jié)語

綜上所述，HNFs家族成員作為肝細(xì)胞分化和功能維持的重要調(diào)控因子，可能在各種肝臟致癌因素的作用下出現(xiàn)表達(dá)異常，觸發(fā)下游復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的重要抑癌因子表達(dá)失調(diào)，從而促進(jìn)HCC發(fā)生、發(fā)展。利用基因工程手段上調(diào)HCC細(xì)胞中的特定HNF表達(dá)，可抑制腫瘤細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)其向成熟肝細(xì)胞分化，為HCC的治療提供了新的思路。

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