陳彥君,黃照權(quán)

(桂林醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病理教研室,廣西 桂林 541199)

肝癌高居全球癌癥發(fā)生率的前5位,其中最常見的肝癌是肝細(xì)胞肝癌(HCC),占70%~85%[1]。在肝癌發(fā)展進(jìn)程中,先是肝炎逐漸演變成肝纖維化,再到肝硬化,最后導(dǎo)致肝癌。肝臟基礎(chǔ)疾病演變成肝癌成為威脅人類健康的主要因素之一。

神經(jīng)鞘脂代謝在決定細(xì)胞命運(yùn)中起著重要作用。鞘脂代謝是一個(gè)復(fù)雜、關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)通路,其合成場所是內(nèi)質(zhì)網(wǎng),由脂肪酸和氨基酸縮合成神經(jīng)酰胺(ceramide,Cer)[2]。酸性神經(jīng)酰胺酶(acid ceramidase,AC)是神經(jīng)酰胺代謝中至關(guān)重要的酶,在Cer-Sph-S1P代謝中,作為“神經(jīng)鞘脂變阻器”調(diào)節(jié)Cer-Sph-S1P之間的平衡,在細(xì)胞的生長發(fā)育、腫瘤轉(zhuǎn)移、細(xì)胞分化、放/化療抗性、基因表達(dá)等方面起調(diào)控作用[3]。筆者就AC在肝纖維化及肝癌中的作用進(jìn)行綜述。

1963年,首次在大鼠腦勻漿中發(fā)現(xiàn)AC,1995年得到了進(jìn)一步的鑒定并從人類尿液中純化[4]。該酶是一種溶酶體半胱氨酸酰胺酶,含有兩個(gè)大小分別為13 kDa和40 kDa的亞基[5-6],分子量為53~55 kDa的多肽[7]。AC基因位于8號(hào)染色體短臂(p21.3-22),包含大約14個(gè)外顯子和13個(gè)內(nèi)含子[8]。1996年,首次成功組裝了人類AC的cDNA,包含1 185 bp的開放閱讀框,編碼395個(gè)氨基酸[9-10]。生物合成的AC在pH 4.0~5.0時(shí),酶活性最佳[2,8]。AC在人的組織中普遍表達(dá),心臟和腎臟中呈現(xiàn)高表達(dá)[11]。研究表明,AC定位于細(xì)胞的溶酶體中,是一種水解酶[6,12],當(dāng)處于偏酸的環(huán)境中時(shí),可將Cer水解為Sph和游離的脂肪酸,隨后Sph在鞘氨醇激酶的作用下,水解為S1P[13]。在神經(jīng)鞘脂代謝產(chǎn)物中,Cer是細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵分子,可轉(zhuǎn)化為神經(jīng)鞘磷脂、Sph、1-磷酸神經(jīng)酰胺和葡萄糖基神經(jīng)酰胺等脂類。神經(jīng)酰胺在細(xì)胞中積累會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,其代謝產(chǎn)物S1P促進(jìn)癌癥的發(fā)展。S1P作為一種抗凋亡和促進(jìn)血管生成的神經(jīng)鞘脂分子,其功能與Cer介導(dǎo)的促凋亡作用相反[13]。因此,推測Cer與S1P的平衡調(diào)節(jié)著細(xì)胞的增殖、凋亡、分化和生長停滯等過程[14]。此外,AC在多種人類癌癥中過表達(dá),并且在癌癥進(jìn)展中起重要作用[3]。AC過表達(dá),癌細(xì)胞將神經(jīng)酰胺進(jìn)一步代謝為神經(jīng)鞘氨醇及S1P,具有抗凋亡和促進(jìn)血管形成的作用。癌細(xì)胞正是利用AC的這種作用,為癌細(xì)胞的生長創(chuàng)造良好的環(huán)境。

肝纖維化時(shí)神經(jīng)酰胺和S1P水平升高[2],Cer可刺激纖維的形成[15]。而S1P誘發(fā)Kupffer細(xì)胞浸潤,增加膠原和α-平滑肌肌動(dòng)蛋白的表達(dá)[16-18]。此外神經(jīng)酰胺可以誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡[19]。近年來,AC已成為肝病治療研究的重點(diǎn)。

1 酸性神經(jīng)酰胺酶在肝纖維化中的作用

在我國,慢性乙型肝炎逐漸發(fā)展為肝纖維化及肝硬化,最后惡化成肝癌[20]。AC缺乏,神經(jīng)鞘脂及相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄譜改變,肝功能受損[21]。肝纖維化中,肝星狀細(xì)胞(hepatic stellate cells,HSCs)改變形態(tài),研究發(fā)現(xiàn):三環(huán)抗郁藥通過抑制AC來調(diào)節(jié)神經(jīng)酰胺,從而增加鞘脂類神經(jīng)酰胺,最后促進(jìn)HSC的失活[22]。首先,研究人員構(gòu)建了AC敲低的肝纖維化小鼠,與對(duì)照組相比,AC敲低小鼠的肝組織平滑肌肌動(dòng)蛋白減少,提示星狀細(xì)胞活力降低[22]。在非酒精性脂肪性肝炎(NASH)中,抑制AC可減少NASH誘導(dǎo)的纖維化,而不會(huì)加劇脂肪變性或炎癥[22]。AC抑制劑B13可以使人HSC失活[23]。B13作用于肝纖維化小鼠,平滑肌肌動(dòng)蛋白染色程度降低,表明抑制AC,可阻礙HSC活化,進(jìn)而使肝纖維化的發(fā)展減慢。CDAHFD(營養(yǎng)缺乏且高脂肪熱量飲食)喂養(yǎng)的小鼠,當(dāng)小鼠出現(xiàn)肝纖維化后,切除小鼠肝臟,AC抑制劑B13處理肝組織48 h,小鼠肝纖維化程度較低。用酒精性肝硬化及原發(fā)性膽汁性肝硬化患者的肝組織重復(fù)以上實(shí)驗(yàn),結(jié)果與小鼠實(shí)驗(yàn)的結(jié)果一致[23]。在晚期肝纖維化患者中,肝星狀細(xì)胞的AC表達(dá)增加,靶向AC治療可改善肝纖維化患者病情,在很大程度上降低其惡變成肝癌的概率,并且延緩病情的發(fā)展[22]。

2 酸性神經(jīng)酰胺酶在肝癌中的作用

肝癌作為發(fā)病率較高的惡性腫瘤,確診時(shí)常常處于中、晚期,治愈率低,預(yù)后較差,病死率高。我國在全球新發(fā)肝癌病例中占50%,有持續(xù)上升的趨勢[24]。肝癌主要的危險(xiǎn)因素包括黃曲霉毒素、病毒性肝炎感染、遺傳因素、吸煙、飲酒等[25]。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國大約有3億人患有病毒性肝炎,其中以乙型肝炎及丙型肝炎為主[26]。亞太地區(qū)人口占全球總?cè)丝诘囊话胍陨?2015年因肝臟疾病死亡的人數(shù)占全球死亡人數(shù)的62.6%[27],其中,肝硬化死亡人數(shù)占全球死亡人數(shù)的54.3%[27]。目前,已有許多靶向酸性神經(jīng)酰胺酶藥物,N-油酰乙醇胺(NOE)是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)對(duì)AC具有強(qiáng)烈作用的抑制劑,NOE可以抑制酸性神經(jīng)酰胺酶,使Cer/S1P的平衡向Cer移動(dòng),并且使肝癌細(xì)胞對(duì)柔紅霉素(DNR)的敏感性增強(qiáng),NOE處理后,Cer有明顯的積累,并對(duì)細(xì)胞凋亡有明顯促進(jìn)作用。在體外,NOE與DNR協(xié)同作用,肝癌細(xì)胞HepG2中的Cer/S1P比率升高,細(xì)胞對(duì)DNR的敏感度增強(qiáng)[28]。這從另一個(gè)角度說明AC可促進(jìn)肝癌的發(fā)生、發(fā)展。針對(duì)AC的siRNA治療,不僅抑制HepG2細(xì)胞移植瘤的生長,而且增強(qiáng)了DNR的治療效果[28]。siRNA干擾AC的表達(dá),可選擇性地降低腫瘤細(xì)胞中AC表達(dá)[28],這不僅有效緩解肝癌細(xì)胞的惡性增殖,提高DNR的療效,而且顯著降低了肝癌小鼠的AFP水平。在人肝癌細(xì)胞中的研究發(fā)現(xiàn),siRNA或NOE抑制AC的表達(dá)能使Cer/S1P平衡向Cer方向傾斜,使肝癌細(xì)胞(HepG2、Hep-3B、SK-Hep和Hepa1c1c7)對(duì)DNR敏感性增加[28]。上述研究提示,拮抗AC可能為肝癌的治療打開新的途徑。

AC在其他疾病中也有廣泛的研究,將抗腫瘤藥與AC抑制劑聯(lián)用,可降低腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移能力,并促進(jìn)了細(xì)胞死亡[29]。AC抑制劑雖然具有很好的療效,但對(duì)正常組織細(xì)胞產(chǎn)生有害作用。因此,獲得靶向AC的新型藥物是今后的研究方向,值得進(jìn)一步探索。