朱婷婷，彭曉林，程紫薇，邢東煒，張閩光

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

肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是由肝細胞衍生的原發(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]，是我國第二大致命性惡性腫瘤[2]。早期肝癌可通過局部消融、手術(shù)切除或肝移植進行治療，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)展的分子機制及隨后的代謝機制，將更有效地為肝癌治療提供新的機會[4]。缺氧誘導因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)作為缺氧誘導因子轉(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，使腫瘤細胞適應因血管化不足而造成的缺氧微環(huán)境[5-6]。 HIF-1α高表達與肝癌臨床分期較差、浸潤、侵襲和轉(zhuǎn)移等不良預后密切相關(guān)。近年來，諸多中醫(yī)藥研究以HIF-1α/VEGF信號通路為切入點，具有多靶點、多層次的特點，在改善肝癌患者的臨床癥狀及遠期預后上展現(xiàn)出廣闊的開發(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制，進行梳理歸納與分析。

1 HIF-1α與肝癌

隨著腫瘤細胞的異常增殖，血管化不足日益顯著，血流缺乏進而導致微循環(huán)紊亂[7-9]。細胞異常缺氧后，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，從而阻礙正常細胞生長。在這一過程中，轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子家族中的缺氧誘導因子(HIF)被激活，參與癌細胞的再適應和進展的過程。HIF的異二聚體結(jié)構(gòu)是由缺氧條件下積累表達的HIF-α和組成型表達的HIF-β亞基組成的。HIF-α的調(diào)節(jié)是一個氧依賴性的多步驟過程，包括常氧條件下的降解、穩(wěn)定、轉(zhuǎn)運到細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在所有細胞中表達，并作為轉(zhuǎn)錄激活劑被廣泛研究[13]。肝細胞癌作為富血管的實體瘤，血管形成在其發(fā)生、發(fā)展以及復發(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，預后較差。HIF-1相關(guān)信號傳導通路是肝癌血管形成過程中的重要通路之一，也是誘導血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的主要信號通路[14]。在常氧環(huán)境中，HIF-1的核苷被羥化，并通過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，而是進入細胞核并結(jié)合HIF-1的蛋白激酶，進而激活下游基因的轉(zhuǎn)錄[15]。其中HIF-1α介導的肝細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，進一步激活雷帕霉素靶蛋白(mTOR)，進而刺激HIF-1α的表達，在調(diào)控VEGF表達、新生血管形成的過程中發(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能夠通過影響細胞周期蛋白A和細胞周期蛋白D以促進細胞增殖[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”，細胞基質(zhì)降解與EMT轉(zhuǎn)換導致肝癌患者不良預后。在肝癌轉(zhuǎn)移過程中，HIF-1α可以通過調(diào)控鋅指轉(zhuǎn)錄因子(Snail因子)來影響上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)的標志物鈣粘蛋白E(E-Cadherin)、鈣黏蛋白N(N-Cadherin)和波形蛋白(Vimentin)的表達，促使肝癌發(fā)生侵襲和轉(zhuǎn)移[18]。近年研究顯示HIF-1α的過表達總是在肝癌中被檢測到，并且與較差的臨床結(jié)果相關(guān)[19]。 因此，抑制HIF-1α所誘導的相關(guān)信號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)學中屬于“積聚”“癥瘕”“臌脹”“黃疸”“脅痛”等范疇。中醫(yī)認為肝癌是一種本虛標實的全身性疾病，病因病機復雜，以臟腑氣血虧虛為本，氣、血、濕、熱、瘀、毒互結(jié)為標，蘊結(jié)于肝，漸成癥積，肝失疏泄。近年來，中藥單體或有效成分及中藥復方的靶向研究不斷深入，其中基于HIF-1α相關(guān)信號通路的中醫(yī)藥在抗肝癌方面的研究也取得了諸多進展。

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的，目前研究證實不少中藥單體或有效組分的抗癌作用，基于HIF-1α/VEGF信號通路的研究主要集中于其抗血管形成作用。Ren等[20]通過小鼠肝癌細胞系Hepa1-6和H22進行體內(nèi)外實驗，發(fā)現(xiàn)蒲公英多糖的抗癌作用是通過PI3K/AKT信號的調(diào)控，進而下調(diào)VEGF和HIF-1α的表達來抑制體內(nèi)外血管新生的。姚志華[21]和吳成[22]分別以肝癌SMMC-7721細胞進行體外實驗，通過體外建造缺氧模型，前者發(fā)現(xiàn)姜黃素可以通過IGF-1R/PI3K信號通路抑制VEGF和HIF-1α的表達，后者發(fā)現(xiàn)熊膽粉可以通過HIF-1α/IL-8/VEGF相關(guān)信號通路抑制原發(fā)性肝癌TACE術(shù)后缺氧誘導的血管形成。李晶埈[23]利用氯化鈷(CoCl2) 模擬人體肝癌細胞 Hep-3B缺氧模式，在蛋白質(zhì)表達和mRNA表達層面均驗證了雷公藤紅素呈劑量依賴性抑制了HIF-1α蛋白質(zhì)的表達水平，降低了肝癌細胞中VEGF，以達到其抗癌作用。曾普華等[24]通過實時熒光定量PCR檢測證實重樓能抑制人肝癌HepG2細胞HIF-1α的表達。王曉東[25]通過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制及其對PI3K/AKT/mTOR信號通路和VEGF、HIF-lα的表達，發(fā)現(xiàn)皂莢提取物可以下調(diào)PI3K、AKT、mTOR、VEGF和HIF-lα的表達，并呈劑量依賴性。Cheng等[26]通過SK-Hep1和Hep-3B細胞進行體外實驗，發(fā)現(xiàn)天冬多糖通過PI3K和MAPK信號通路下調(diào)HIF-1α/VEGF的表達來抑制肝癌細胞的遷移、侵襲和血管生成。HIF-1α相關(guān)信號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降低HIF-1α的蛋白表達，有效抑制缺氧誘導下肝癌HepG2細胞增殖，促進肝癌細胞凋亡，并呈劑量時間依賴關(guān)系。Feng等[28]通過水提取和乙醇沉淀法得到羅勒多糖，并通過構(gòu)建CoCl2誘導的體外缺氧模型，證明了羅勒多糖通過HIF-1α/EMT信號通路抑制缺氧介導的EMT，抑制間充質(zhì)標志物：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，羅勒多糖通過引起細胞骨架重塑逆轉(zhuǎn)了EMT過程，并抑制了惡性腫瘤的侵襲和進展。黃婷[29]通過體外建立缺氧HepG2細胞模型，發(fā)現(xiàn)白花蛇舌草能夠通過HIF-lα、P-糖蛋白(P-gp)和多藥耐藥蛋白(MRP)逆轉(zhuǎn)乏氧HepG2細胞對阿霉素的耐藥性。

2.2中藥復方 中藥復方的多靶點性特點在惡性腫瘤這類復雜性、綜合性、全身性疾病的治療中發(fā)揮出強大潛力。曾普華等[30]在單味中藥研究基礎(chǔ)上，進一步發(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的表達而發(fā)揮抗血管生成作用。在其另一篇研究[31]中進一步發(fā)現(xiàn)，益氣化瘀解毒方是通過促進E-Cadherin表達，從而抑制HIF-1α表達，并通過EMT而發(fā)揮抗肝癌轉(zhuǎn)移侵襲作用，組方中藥對其作用各有側(cè)重，但作為整方的有機組成從不同環(huán)節(jié)發(fā)揮了協(xié)同作用。林舉擇[32]通過建立肝癌休眠動物模型，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)干預裸鼠肝癌復發(fā)后腫瘤生長情況，發(fā)現(xiàn)健脾化瘀方具有抑制肝癌細胞增殖和腫瘤血管生成的雙重作用，其機制可能是通過下調(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)、細胞外基質(zhì)金屬蛋白酶誘導因子(EMMPRIN)的表達，從而抑制了腫瘤細胞中配體Jagged1的表達及其與Notch信號通路的結(jié)合。胡兵等[33]通過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，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)巨噬細胞。在臨床對照試驗中，蔡林等[34]在對照組常規(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，還能通過下調(diào)血清結(jié)締組織生長因子(CTGF)、VEGF及HIF-1α表達水平以抑制腫瘤細胞的增殖。

2.3聯(lián)合用藥 中醫(yī)藥在輔助現(xiàn)代醫(yī)學治療手段中也發(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的作用。周林[35]以HepG2肝癌細胞系為研究對象，經(jīng)體外實驗發(fā)現(xiàn)西羅莫司聯(lián)合槐爾清膏可以下調(diào)缺氧誘導的HIF-lα積累表達，減弱HIF-1α介導的糖代謝增強效應，并通過PI3K-Akt-mTOR-HIF-α及HIF-1α-PTEN-AKT/mTOR通路發(fā)揮抗腫瘤效應。馮雪等[36]發(fā)現(xiàn)對于肝癌患者，應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，患者VEGF和HIF-1α表達水平均下降，西黃膠囊是由清代醫(yī)學家王洪旭創(chuàng)造的犀黃丸改進而成的，具有解毒散結(jié)、消腫止痛的作用。對于接受注射用洛鉑 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]通過觀察紅景天苷聯(lián)合鉑類藥物對人肝癌的體內(nèi)外治療作用，結(jié)果顯示紅景天苷通過促進HIF-1α的降解，抑制缺氧誘導的EMT，逆轉(zhuǎn)了鉑類藥物的耐藥性，抑制了低氧腫瘤微環(huán)境誘導的腫瘤細胞轉(zhuǎn)移。

3 總結(jié)與展望

缺氧是包括肝細胞癌(HCC)在內(nèi)的許多實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、預后和轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵因素[40]。HIF-1α是缺氧反應中最重要的轉(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，并參與調(diào)控癌細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)的信號傳導[41-42]。VEGF可能是HIF-1α發(fā)揮作用的重要靶基因之一，當細胞缺氧時，HIF-1α不僅可以直接對VEGF的轉(zhuǎn)錄起到促進作用，同時還可以通過增加VEGF mRNA的穩(wěn)定性來發(fā)揮作用，從而促進VEGF的表達[43]。

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

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。