郭陣雨,趙新軍,2,馬軍仁
(1.伊犁師范大學(xué)新疆凝聚態(tài)相變與微結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室,伊寧 835000;2.伊犁師范大學(xué) 微納電傳感器技術(shù)與仿生器械實(shí)驗(yàn)室,伊寧 835000)
慢性肝臟炎癥會(huì)誘發(fā)肝癌( HCC) ,例如: 如慢性乙型肝炎( HBV) 或丙型肝炎( HCV) 、非酒精性脂肪肝炎( NASH) 會(huì)導(dǎo)致肝炎轉(zhuǎn)化為HCC.感染HBV 或HCV 病毒后會(huì)造成肝細(xì)胞基因改變,從而導(dǎo)致HCC 的發(fā)生發(fā)展.NASH 臨床表現(xiàn)為代謝綜合征,生物學(xué)和流行病學(xué)研究表明,NASH可進(jìn)展為HCC 或其他晚期肝?。?,2].
目前的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn),在NASH -HCC 轉(zhuǎn)變過(guò)程中,脂肪變性發(fā)展和自噬功能降低均與NASH 有關(guān)[3-5],炎癥和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激則會(huì)在很大程度上影響NASH 的發(fā)病.近年的研究[6]也初步確認(rèn)了patatin - like phospholipase domain containing 3( PNPLA3) 基因、transmembrane 6 superfamily member 2( TM6SF2) 基因和其他致病基因的功能障礙與NASH 有關(guān),盡管這些基因的功能尚未完全確定,但是發(fā)現(xiàn)其多態(tài)性與HCC 的發(fā)生有關(guān).NASH 發(fā)病的多因素特征及其進(jìn)展決定了脂肪變性微環(huán)境中NASH - HCC 發(fā)生的致病復(fù)雜性,Wolf 等人[7]通過(guò)基因敲除操作,研究了小鼠細(xì)胞的適應(yīng)免疫性在NASH - HCC 轉(zhuǎn)化過(guò)程中的作用,該研究表明抑制Th17 細(xì)胞分化或阻斷IL -17A 信號(hào)傳導(dǎo)可阻止NASH 和隨后的HCC 發(fā)生.Yoshimoto 等人[8]的研究證明了腸道菌群在NASH進(jìn)展中的重要作用,并發(fā)現(xiàn)衰老的肝星狀細(xì)胞( HSC) 對(duì)于將脂肪變性肝細(xì)胞轉(zhuǎn)化為惡性細(xì)胞是至關(guān)重要的.在NASH—肝癌的發(fā)展過(guò)程中,脂代謝異常是NASH 轉(zhuǎn)變?yōu)楦伟┑囊粋€(gè)重要促成因素,脂質(zhì)的分解不僅為細(xì)胞提供能量,而且還調(diào)節(jié)其他的細(xì)胞過(guò)程,如激活致癌信號(hào)通路.Zhu等人[9]研究發(fā)現(xiàn),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位蛋白Nogo -B 的缺失會(huì)減少原發(fā)HCC 中STAT3 的磷酸化,這樣Nogo-B 可以通過(guò)調(diào)節(jié)IL -6/STAT3 信號(hào)影響HCC 的發(fā)生.最近,Tian 等人[10]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在NASH 向HCC 轉(zhuǎn)化過(guò)程中,Low density lipoprotein ( LDL) 蛋白先被氧化為oxidized low density lipoprotein ( oxLDL) ,oxLDL 會(huì)誘導(dǎo)Nogo-B 表達(dá)上調(diào),進(jìn)而提升Hippo 信號(hào)通路中Yes-associated protein ( YAP) 的活性,激活HCC 基因的表達(dá).Ye 等人[11]的研究則發(fā)現(xiàn),在NASH所致HCC 的進(jìn)展過(guò)程中,冠狀動(dòng)脈疾病相關(guān)連接蛋白JCAD 通過(guò)抑制Hippo 信號(hào)通路中l(wèi)arge tumor suppressor homolog 2 ( LATS2) 激酶,抑制YAP 蛋白磷酸化,促進(jìn)NASH 發(fā)展為HCC.深刻理解NASH 誘發(fā)HCC 發(fā)生發(fā)展的信號(hào)通路特性,對(duì)于設(shè)計(jì)阻斷NASH 誘發(fā)的HCC 治療方案是非常必要的.在激活基因通路研究方面,之前的理論結(jié)果[12-16]已經(jīng)定量揭示了腫瘤抑制的物理機(jī)制.在慢性NASH 微環(huán)境中,oxLDL 通過(guò)誘導(dǎo)Nogo-B 表達(dá)上調(diào)提高YAP 的活性,激活HCC 基因的表達(dá)[10].同時(shí),JCAD 通過(guò)抑制Hippo 信號(hào)通路中的LATS2 提升YAP 的活性,促進(jìn)HCC 的發(fā)生發(fā)展[11].與JCAD 調(diào)控效應(yīng)相反,LATS2 則促進(jìn)YAP 磷酸化,限制其活性,進(jìn)而降低了connective tissue growth factor ( CTGF) 等增殖因子的表達(dá),抑制HCC 細(xì)胞生長(zhǎng)增殖[11,17].那么,Nogo-B、JCAD 與LATS2 是如何協(xié)同調(diào)控NASH-HCC的發(fā)生發(fā)展,當(dāng)前仍然沒(méi)有深刻理解.
本文建立理論模型研究Nogo -B 誘導(dǎo)oxLDL降解,以及JCAD 與LATS2 相互作用調(diào)節(jié)YAP磷酸化,協(xié)同調(diào)控HCC 基因激活的動(dòng)力學(xué)機(jī)制.分析Nogo - B 誘導(dǎo)的oxLDL 降解、JCAD 與LATS2 調(diào)節(jié)YAP 磷酸化,激活致癌因子的信號(hào)通路特性,進(jìn)一步深刻揭示NASH 誘發(fā)HCC 的致癌機(jī)理.
在NASH 所致的HCC 進(jìn)展過(guò)程中,我們考慮: (1) Nogo-B 通過(guò)激活DoxLDL -Nogo -B -YAP 通路[12],導(dǎo)致HCC 的發(fā)生發(fā)展; (2) JCAD與LATS2 相互作用,并抑制YAP 磷酸化,未被磷酸化的YAP 激活下游Hippo 信號(hào)通路中下游與腫瘤形成相關(guān)的基因,從而導(dǎo)致HCC 的發(fā)生發(fā)展.模型示意圖為:
基于我們之前的研究[12],Nogo -B 與Autophagy-related 5 gene ( ATG5) 相互作用形成復(fù)合體NA,進(jìn)而促進(jìn)oxLDL 降解產(chǎn)生講解后的ox-LDL( DoxLDL).JCAD 與LATS2 相互作用,與JCAD 結(jié)合的LATS2 標(biāo)記為BLATS2,JCAD 與BLATS2 作用形成的復(fù)合體為JB,形成NA 和JB的反應(yīng)均為二級(jí)反應(yīng).JB 抑制YAP 磷酸化,增進(jìn)YAP 活性,磷酸化的YAP 標(biāo)記為pYAP.未與JCAD 結(jié)合的LATS2 標(biāo)記為FLATS2,F(xiàn)LATS2 則促進(jìn)YAP 磷酸化,抑制YAP 活性.基于Hill 動(dòng)力學(xué)與Michaelis-Menten 方程[18,19],可以獲得各組分濃度隨時(shí)間演化的動(dòng)力學(xué)方程組為:
以上方程組中,C=[DoxLDL]+[oxLDL],表示DoxLDL 和oxLDL 的總濃度.LATS2 激酶的總濃度為[LATS2]=[FLATS2]+[BLATS2],方程(9) 中Hill 系數(shù)為n=3.累積的肝臟脂肪誘導(dǎo)JCAD 的表達(dá),并與LATS2 相互作用抑制YAP 磷酸化,被磷酸化的YAP 會(huì)滯留在細(xì)胞質(zhì)中,而未被磷酸化的YAP 則會(huì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核與TEAD 結(jié)合,激活下游的Hippo 信號(hào)通路中下游connective tissue growth factor ( CTGF) 、cysteine -rich 61 ( Cyr61) 、cyclin D1( CCND1) 和glioma -associated oncogene homologue( GLI -2) 等與細(xì)胞增殖和腫瘤形成相關(guān)的基因,從而導(dǎo)致HCC 的發(fā)生發(fā)展[11].在這里我們考慮CTGF 代表CYR61、CCND1 和GLI-2 等與細(xì)胞增殖和腫瘤形成相關(guān)的基因.
Tian 等人[10]的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)oxLDL 降解完成需要約5 ~10 小時(shí),DoxLDL 通過(guò)oxLDL -Nogo -B-YAP 信號(hào)通路激活下游HCC 基因.Ye 等人的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)[15]JCAD 通過(guò)抑制LATS2 激酶活性提升YAP 激活促進(jìn)NASH 進(jìn)展為HCC.為了符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果,取適當(dāng)?shù)膮?shù)值( 如表1 所示) ,可以考察分析Nogo-B 與JCAD 誘導(dǎo)肝癌基因激活通路的動(dòng)力學(xué)特性.
表1 模型中的參數(shù)取值Table 1 Standard parameter values of the model
圖2a 呈現(xiàn)了DoxLDL、oxLDL 隨時(shí)間演化的動(dòng)力學(xué)關(guān)系,以及[LPC]隨[DoxLDL]的變化關(guān)系.從圖2a 可以看出,DoxLDL 在短時(shí)間內(nèi)很快升高到了一定的濃度值,并趨于穩(wěn)定,[oxLDL]則在短時(shí)間內(nèi)很快降低,并趨于較低穩(wěn)定值不變.由此表明,在較短的時(shí)間內(nèi)oxLDL 降解,產(chǎn)生了大量的DoxLDL,并且在10 小時(shí)后oxLDL 降解完成,DoxLDL 維持一定的恒定值( oxLDL 已經(jīng)降解完成) 不變,進(jìn)而促進(jìn) Lysophosphatidylcholine( LPC) 合成,激活大量Lysopho - sphatidic acid( LPA) ( 圖1a 插圖) ,啟動(dòng)下游信號(hào)通路.從圖2b 中LPC 隨DoxLDL 演化的函數(shù)關(guān)系可以看出,隨著[DoxLDL]的增加,[LPC]首先緩慢增加,當(dāng)[DoxLDL]增加到約14 nM ,也就是oxLDL 幾乎完全降解時(shí),[LPC]出現(xiàn)了急劇增長(zhǎng).圖2b 中的插入圖表明[LPC]經(jīng)過(guò)約20 小時(shí)升到了較大的穩(wěn)定值,并開(kāi)始維持這一較高的濃度值不變,反映出DoxLDL 對(duì)LPC 合成調(diào)節(jié)的時(shí)滯性.這是由于,在隨著oxLDL 降解使得DoxLDL 濃度升高,一定濃度的DoxLDL 才能對(duì)LPC 合成有顯著的促進(jìn)作用,致使LPC 的濃度經(jīng)過(guò)約20 小時(shí)很快提升,并升高到了較大的濃度值.由此表明,ox-LDL 的降解到一定程度,降解的oxLDL 達(dá)到一定的濃度值,會(huì)很快激活大量下游激活因子( autotaxin( ATX) 、LPA 等) ,之后便會(huì)在很大程度上提高Hippo 信號(hào)通路中YAP 的活性,激活下游癌基因( CTGF 等) 的表達(dá).oxLDL 在降解為DoxLDL的過(guò)程中,Nogo-B 起著重要的調(diào)控作用[10],ox-LDL 通過(guò)CD36 大量攝入細(xì)胞內(nèi),誘導(dǎo)Nogo -B和CCAAT 增強(qiáng)子結(jié)合蛋白β ( CEBPβ) 表達(dá)上調(diào)( 如模型圖1) ,在oxLDL 的降解過(guò)程中,Nogo -B 通過(guò)與ATG5 反應(yīng)結(jié)合形成復(fù)合體NA,NA 調(diào)節(jié)oxLDL 的降解產(chǎn)生降解后的DoxLDL.另外,CEBPβ 能夠增強(qiáng)Nogo-B 基因的轉(zhuǎn)錄活性,協(xié)同誘導(dǎo)Nogo - B 表達(dá)上調(diào)[20].為了考察NA 促進(jìn)oxLDL 的降解,以及于CEBPβ 協(xié)同誘導(dǎo)Nogo-B表達(dá)上調(diào)效應(yīng),可以考察Nogo -B 和復(fù)合體NA濃度隨時(shí)間的演化.
圖1 Nogo-B 與JCAD 誘導(dǎo)肝癌基因激活的模型示意圖.Fig.1 Schematic depiction of the model of Nogo -B and JCAD inducing hepatocellular carcinoma gene activation.
圖2 [DoxLDL]、[oxLDL]隨時(shí)間演化的動(dòng)力學(xué)關(guān)系( a) ,以及[LPC]隨[DoxLDL]的變化關(guān)系( b).Fig.2 Temporal evolutions of the levels of[DoxLDL]and[oxLDL]( a).The[LPC]as a function of[DoxLDL]( b).
圖3a 和3b 顯示了Nogo-B 與NA 濃度隨時(shí)間演化的動(dòng)力學(xué)關(guān)系.從圖3a 可以看出,Nogo-B 經(jīng)過(guò)約25 小時(shí)時(shí)間升高到了最大的濃度值,然后趨于穩(wěn)定,由此表明,經(jīng)過(guò)約25 小時(shí)Nogo-B的表達(dá)可以上調(diào)到最高水平,而后輕微減小并趨于穩(wěn)定值不變.圖3b 顯示NA 經(jīng)過(guò)約25 小時(shí)升高到了最大值,之后也呈現(xiàn)出最高表達(dá)水平而后趨于穩(wěn)定值不變.比較圖3a 中Nogo -B 的演化和圖3b 中NA 的演化特性,可以發(fā)現(xiàn),Nogo -B和NA 呈現(xiàn)了相似的隨時(shí)間演化特性,但是NA演化幅值遠(yuǎn)大于Nogo -B 幅值.由此表明,Nogo-B 與ATG5 的結(jié)合反應(yīng)決定著的NA 的合成,通過(guò)NA 的合成,ATG5 放大了Nogo -B 表達(dá)的信號(hào),使得Nogo-B 的激活效應(yīng)增強(qiáng),很快提升了oxLDL 的降解( 圖3b 插圖) ,促進(jìn)了大量的LPA 合成.這樣,通過(guò)Nogo-B 增強(qiáng)LPA 的合成激活YAP; 當(dāng)ATG5 敲減后,NA 的合成被限制.實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)[10],Nogo - B 的表達(dá)與LPA濃度密切相關(guān),并且部分Nogo-B 通過(guò)LPA 介導(dǎo)的YAP 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)促進(jìn)腫瘤發(fā)生.在這里,我們發(fā)現(xiàn)部分Nogo-B 通過(guò)與ATG5 合成NA,在很大程度上激活YAP 信號(hào)促進(jìn)腫瘤進(jìn)展.圖3b 也顯示了NA 濃度隨時(shí)間演化出現(xiàn)了最大值,這是由于CEBPβ 增強(qiáng)了Nogo-B 的轉(zhuǎn)錄激活.
圖3 [Nogo-B]與[NA]隨時(shí)間演化的動(dòng)力學(xué)關(guān)系Fig.3 Temporal evolutions of the levels of[Nogo - B]and[NA].
圖4 呈現(xiàn)了[CEBPβ]隨時(shí)間演化的動(dòng)力學(xué)關(guān)系,以及[Nogo - B]隨[CEBPβ]改變的函數(shù)關(guān)系.從圖4a 可以看出,CEBPβ 極快地升高到了最大值,然后持續(xù)極短時(shí)間后急劇降低并趨于穩(wěn)定.由此表明,CEBPβ 隨時(shí)間演化的初始階段呈現(xiàn)了脈沖式觸發(fā)信號(hào),增強(qiáng)了Nogo -B 的轉(zhuǎn)錄激活,提升了Nogo - B 表達(dá)水平.這種觸發(fā)增強(qiáng),是oxLDL 調(diào)節(jié)Nogo-B 激活的補(bǔ)充,CEBPβ通過(guò)短暫的觸發(fā)信號(hào)促進(jìn)Nogo -B 表達(dá)上調(diào),與oxLDL 協(xié)同增強(qiáng)了oxLDL -Nogo -B -YAP 通路的激活.實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)[7],CEBPβ 的表達(dá)提升的同時(shí)也增強(qiáng)了Nogo-B 的表達(dá),Nogo -B 的表達(dá)水平與CEBPβ 的表達(dá)呈正相關(guān).如圖4b 所示,[Nogo - B]隨[CEBPβ]的增加始于近似的線性增長(zhǎng),表明了Nogo -B 表達(dá)與CEBPβ 表達(dá)的正相關(guān)性,以及高表達(dá)的Nogo - B 只需較短時(shí)間CEBPβ 的刺激.從圖4b 還可以看出,當(dāng)CEBPβ濃度開(kāi)始減少時(shí),Nogo -B 呈現(xiàn)了趨于不變的穩(wěn)態(tài),并且穩(wěn)態(tài)范圍較大,直至濃度從38 nM 減少到15 nM 以?xún)?nèi),Nogo-B 幾乎趨于不變.這進(jìn)一步表明了,CEBPβ 通過(guò)觸發(fā)短暫的激活信號(hào),與oxLDL 協(xié)同激活了穩(wěn)定的oxLDL-Nogo -B -YAP通路[10].由此可以推斷,CEBPβ 的敲減會(huì)在一定程度上阻礙oxLDL 誘導(dǎo)的Nogo-B 激活表達(dá),從而影響YAP、CTGF 的激活表達(dá)水平.為了進(jìn)一步確定YAP、CTGF 的激活表達(dá)對(duì)Nogo -B 的依賴(lài)性,可以考察[YAP]與[CTGF]隨[Nogo -B]的變化關(guān)系.
圖4 [CEBPβ]隨時(shí)間演化的動(dòng)力學(xué)關(guān)系( a) ,以及[Nogo - B]隨[CEBPβ]變化的函數(shù)關(guān)系( b).Fig.4 Temporal evolution of the level of [CEBPβ]( a) ,and [Nogo - B]as a function of[CEBPβ]( b).
圖5 顯示了[YAP]與[CTGF]隨[Nogo -B]變化的函數(shù)關(guān)系,如圖5 所示,[YAP]和[CTGF]隨[Nogo - B]的增大而增加表明,Nogo-B 的激活表達(dá)促使了YAP 和CTGF 的表達(dá)上調(diào).由此可以確定,YAP 和CTGF 的活性依賴(lài)于Nogo-B.Nogo -B 誘導(dǎo)oxLDL 降解提升了YAP表達(dá)水平,并激活下游CTGF 等基因表達(dá).從圖5 還可以看出,當(dāng)Nogo -B 濃度增加到一定值,然后當(dāng)Nogo-B 濃度再減小時(shí),YAP 和CTGF 都呈現(xiàn)了趨于不變的穩(wěn)態(tài),由此進(jìn)一步表明,Nogo-B 表達(dá)上調(diào)誘導(dǎo)的oxLDL 降解,激活了穩(wěn)定的oxLDL-Nogo -B -YAP -CTGF 通路.因此可以推斷,Nogo-B 高表達(dá)所調(diào)控的信號(hào)通路途徑中,Hippo 信號(hào)傳導(dǎo)在異位Nogo -B 激活表達(dá)后被高度激活,這與Tian 等人[10]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符.Nogo-B 通過(guò)促進(jìn)oxLDL 降解,提升下游LPC 表達(dá)水平,由此導(dǎo)致LPA 在Nogo-B 表達(dá)上調(diào)后會(huì)顯著增加,LPA 已被證明可以調(diào)節(jié)Hippo 途徑信號(hào)[10,22].由于Nogo -B 通過(guò)提高LPA 表達(dá)水平來(lái)刺激YAP 活性,降低了YAP 的磷酸化,并增加了下游靶結(jié)締組織生長(zhǎng)因子( 例如CTGF 等) 的轉(zhuǎn)錄水平,因此,形成了基于Nogo -B 的穩(wěn)定的信號(hào)通路.
圖5 [YAP]與[CTGF]隨[Nogo -B]變化的函數(shù)關(guān)系.Fig.5 [YAP]and[CTGF]as a function of[Nogo-B]
實(shí)驗(yàn)研究[11,22]也表明JCAD 與Hippo 信號(hào)通路中關(guān)鍵分子LATS2 激酶相互作用,抑制YAP磷酸化.去磷酸化后YAP 進(jìn)入細(xì)胞核,與TEAD分子結(jié)合,激活下游細(xì)胞增殖及腫瘤形成的相關(guān)因子( CTGF 等)[23,24].
圖6 呈現(xiàn)了在不同 JCAD 濃度條件下,[CTGF]隨時(shí)間演化的動(dòng)力學(xué)關(guān)系.從圖6 可以看出,[CTGF]隨著時(shí)間演化,逐漸升到了較大的穩(wěn)定值,表明CTGF 被激活并達(dá)到一定的表達(dá)水平.比較圖中不同JCAD 濃度時(shí)的[CTGF]幅值,可以發(fā)現(xiàn),[JCAD]=15 nM 時(shí)的[CTGF]幅值明顯高于[JCAD]為5 nM 時(shí)的幅值,這表明,在較高的JCAD 濃度條件下對(duì)CTGF 的激活幅度,大于在低濃度下對(duì)CTGF 的激活幅度,并且,隨著JCAD 濃度的增加,CTGF 增加到穩(wěn)定值的時(shí)間變短.由此表明,JCAD 在較大程度上調(diào)控著CTGF 的激活速度與表達(dá)水平.這是由于JCAD 與LATS2 相互作用,增強(qiáng)了在Hippo 途徑中YAP 去磷酸化的能力,進(jìn)而上調(diào)了CTGF 等HCC 細(xì)胞增殖因子.然而,沉默的JCAD 會(huì)產(chǎn)生相反的效果,JCAD 的低水平表達(dá)則會(huì)降低與LATS2 的結(jié)合作用,使得LATS2 促使YAP 磷酸化的能力增強(qiáng),抑制HCC 的生長(zhǎng)增殖.實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)[11,17],在正常肝組織中,JCAD 一直維持低表達(dá)水平,在NASH-HCC 標(biāo)本中JCAD 的表達(dá)水平明顯偏高.因此,JCAD 的過(guò)表達(dá)促進(jìn)了腫瘤的生長(zhǎng)和增殖,表明了JCAD 在NASH 向HCC 過(guò)渡期間,激活Hippo 信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)中的新作用.
圖6 不同[JCAD]條件下,[CTGF]隨時(shí)間演化的動(dòng)力學(xué)關(guān)系.Fig.6 Temporal evolutions of the level of[CTGF]at different[JCAD].
JCAD 通過(guò)與激酶LATS2 結(jié)合反應(yīng),調(diào)控YAP 的磷酸化.在Hippo 信號(hào)通路中,LATS2 是調(diào)控YAP 的磷酸化水平的另一個(gè)重要調(diào)節(jié)子,其功能與JCAD 相反[11].為了進(jìn)一步研究激酶LATS2 在Hippo 信號(hào)通路中抑制NASH 發(fā)展為HCC 中的作用,可以考察不同F(xiàn)LATS2 濃度條件下[CTGF]隨時(shí)間的演化關(guān)系.
圖7 顯示了在不同F(xiàn)LATS2 濃度條件下,[CTGF]隨時(shí)間演化的動(dòng)力學(xué)關(guān)系.比較圖中FLATS2 濃度在[FLATS2]=5 nM、[FLATS2]=10 nM 和[FLATS2]=15 nM 時(shí)的CTGF 濃度幅值,可以發(fā)現(xiàn),[FLATS2]=15 nM 時(shí)的CTGF 幅值明顯低于濃度為[FLATS2]=5 nM 時(shí)的幅值,這是由于隨著FLATS2 的增加,F(xiàn)LATS2 對(duì)CTGF的抑制程度增加.與JCAD 調(diào)控效應(yīng)相反,隨著FLATS2 濃度的減少,CTGF 增加到穩(wěn)定值的時(shí)間變短,濃度幅值變大.由此表明,較高濃度的FLATS2 則會(huì)較大程度地促進(jìn)YAP 磷酸化,抑制YAP 活性,進(jìn)而降低了CTGF 等增殖因子的表達(dá)水平,較為顯著地抑制了HCC 細(xì)胞的生長(zhǎng)增殖.因此可以得出,LATS2 確實(shí)可以充當(dāng)Hippo 信號(hào)通路的下游調(diào)節(jié)因子,從而影響HCC 細(xì)胞的增殖.Ye 等人[11]的實(shí)驗(yàn)的確發(fā)現(xiàn),在Hippo 信號(hào)通路中,LATS2 可以使YAP 磷酸化以抑制CTGF 等表達(dá),進(jìn)而抑制脂肪肝病誘導(dǎo)的HCC 發(fā)生發(fā)展.
圖7 不同[FLATS2]條件下,[CTGF]隨時(shí)間演化的動(dòng)力學(xué)關(guān)系.Fig.7 Temporal evolutions of the level of[CTGF]at different[FLATS2].
本文建立理論模型研究Nogo -B 與JCAD 誘導(dǎo)非酒精HCC 基因激活.理論模型考慮: ( 1)Nogo-B 通過(guò)激活DoxLDL - Nogo - B - YAP 通路[12],促使HCC 發(fā)生發(fā)展; (2) JCAD 與LATS2相互作用抑制YAP 磷酸化,未被磷酸化的YAP激活Hippo 信號(hào)通路中下游與腫瘤形成相關(guān)的增殖因子,導(dǎo)致HCC 的發(fā)生發(fā)展.研究發(fā)現(xiàn),ox-LDL 在很短的時(shí)間內(nèi)降解,產(chǎn)生了大量降解后的DoxLDL,進(jìn)而很快激活下游通路信號(hào)( LPC、ATX、LPA 等) ,在很大程度上提升了Hippo 信號(hào)通路中YAP 的活性,激活下游CTGF 等癌基因.通過(guò)分析Nogo-B 隨時(shí)間演化的動(dòng)力學(xué)特性,可以發(fā)現(xiàn),Nogo - B 與ATG5 的結(jié)合反應(yīng)放大了Nogo-B 表達(dá)信號(hào),促進(jìn)LPA 合成并激活YAP.作為oxLDL 激活Nogo -B 的補(bǔ)充,CEBPβ 呈現(xiàn)了脈沖式觸發(fā)信號(hào)增強(qiáng)了Nogo -B 的激活表達(dá),并促進(jìn)oxLDL 迅速降解,協(xié)同增強(qiáng)了穩(wěn)定的Dox-LDL-Nogo-B -YAP -CTGF 通路信號(hào)激活.另外,JCAD 蛋白可以與LATS2 相互作用,促使YAP 去磷酸化,去磷酸化的YAP 上調(diào)CTGF 等增殖因子,表明了較高濃度的JCAD 調(diào)控CTGF 表達(dá)水平提升.與JCAD 調(diào)控效應(yīng)相反,F(xiàn)LATS2 通過(guò)抑制YAP 活性,降低CTGF 等增殖因子的表達(dá)水平.由此也表明了JCAD、LATS2 在NASH 向轉(zhuǎn)變HCC 過(guò)程中,激活Hippo 信號(hào)通路的新作用.事實(shí)上,Nogo -B 可以誘導(dǎo)oxLDL 的自噬和降解[25],在NASH-HCC 的轉(zhuǎn)化過(guò)程中,脂肪變性發(fā)展和自噬功能降低均與NASH 有關(guān)[26,27],炎癥和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激也會(huì)在很大程度上影響NASH 的發(fā)病[28],Nogo-B 的缺失會(huì)減少原發(fā)性HCC 中STAT3 的磷酸化,這樣Nogo -B 還可以通過(guò)調(diào)節(jié)IL-6/STAT3 信號(hào)影響HCC 的發(fā)生發(fā)展.病理研究數(shù)據(jù)表明,未折疊的蛋白質(zhì)反應(yīng)UPR( unfolded protein response) 激活,在促進(jìn)非酒精性脂肪肝病發(fā)展為HCC 進(jìn)程中也會(huì)起著很重要的作用[29-31].本文中只考慮Nogo -B 與JCAD 誘導(dǎo)HCC 基因激活的一種致癌機(jī)制,理論結(jié)果符合實(shí)驗(yàn)[10,11],表明了Nogo-B 表達(dá)上調(diào),會(huì)在很大程度上促使HCC 發(fā)生發(fā)展,以及JCAD 蛋白與LATS2 激酶也在很大程度上調(diào)控CTGF 等HCC 細(xì)胞的增殖,進(jìn)而調(diào)節(jié)癌基因表達(dá)通路的動(dòng)力學(xué)行為.