張嬌弟 綜述，劉欣躍,2△ 審校

蘭州大學第二醫(yī)院：1.藥物基因組學實驗室；2.檢驗醫(yī)學中心，甘肅蘭州 730000

膽固醇是維持細胞結構所必需的基本分子，對各種正常的生物功能至關重要，其代謝異常除增加肥胖、心血管疾病等發(fā)生風險外，也與肝細胞癌(HCC)的發(fā)生、發(fā)展密切相關[1-2]。HCC是最常見的原發(fā)性肝癌類型，與慢性肝病尤其是病毒性肝炎和代謝性脂肪性肝炎密切相關，是全球第六大常見的癌癥，也是全球癌癥死亡的第四大原因[3]。盡管近年來肝癌的治療已有所突破,但預后仍較差，治療效果不理想[4]。因此，尋找新的生物標志物或進一步開發(fā)新的預測模型對肝癌的預防、治療及干預具有重要的臨床意義。最近的研究顯示膽固醇在HCC的發(fā)生、發(fā)展、耐藥性及預后判斷等方面發(fā)揮著重要的作用[5-7]。因此深入研究膽固醇在肝癌中的作用，并闡明其關鍵的分子機制，進而對患者采取有效干預措施，將有可能進一步提高肝癌的診治水平及改善患者整體生存預后。本文對近年來膽固醇在肝癌中的作用機制與潛在的藥物靶點做一綜述。

1 膽固醇在肝癌中的作用

1.1膳食中膽固醇在肝癌中的作用 肝臟是維持體內(nèi)膽固醇穩(wěn)態(tài)的主要器官，通過血液循環(huán)合成、儲存、攝取和分泌膽固醇。研究表明高膽固醇攝入與肝癌發(fā)生、發(fā)展之間存在聯(lián)系，高膳食膽固醇可促進非酒精性脂肪性肝炎(NASH)，并使小鼠易于罹患NASH相關的肝癌[8],然而，過量膽固醇攝入引起的肝毒性和肝癌發(fā)生的確切機制仍不清楚。有研究發(fā)現(xiàn)給予轉(zhuǎn)基因丙型肝炎病毒核心基因(HCVcpTg)小鼠高膽固醇飲食可誘導肝細胞增殖增強，肝內(nèi)氧化和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激增強，并且長期食用富含膽固醇的飲食可激活核轉(zhuǎn)錄因子(NF-κB)和p62/Sqstm1-NRF2軸，增強肝纖維化，從而加速肝癌的發(fā)生[9]。因此，丙型肝炎病毒感染患者應避免高膽固醇飲食，以防止脂肪性肝炎、肝纖維化和肝癌的發(fā)展。此外，ZHANG等[10]研究發(fā)現(xiàn)，高膽固醇膳食可通過誘導小鼠腸道菌群和代謝物的改變，促進非酒精性脂肪性HCC(NAFLD-HCC)的形成，長期高膽固醇膳食引起腸道細菌代謝產(chǎn)物改變，導致小鼠肝脂肪變性、脂肪性肝炎、肝纖維化，最終導致NAFLD-HCC。LIANG等[11]也發(fā)現(xiàn)在二乙基亞硝胺處理的小鼠中，膽固醇膳食誘導的NASH-HCC細胞比非膽固醇膳食誘導的脂肪變性-HCC細胞更大、數(shù)量更多，與脂肪變性-HCC細胞相比，NASH-HCC細胞表現(xiàn)出更多的異?；虮磉_信號通路和更多的非同義體細胞突變，在高膽固醇膳食小鼠相關的NASH-HCC細胞中發(fā)現(xiàn)了一些新的異常基因表達、突變和核心致癌途徑，其中包括代謝相關基因和復發(fā)突變基因。這些發(fā)現(xiàn)進一步深入了解了膳食中膽固醇與NASH和NASH-HCC之間的聯(lián)系，并提供了潛在的治療靶點。

1.2血清膽固醇在肝癌中的作用

1.2.1血清膽固醇促進肝癌發(fā)生 雖然多項研究表明高膽固醇飲食與肝癌發(fā)生呈正相關[9-11]，但血清膽固醇與肝癌風險之間的關系存在爭議。韓國一項大規(guī)模研究顯示，隨著血清膽固醇水平的升高，肝癌的發(fā)病率降低[12]。國內(nèi)學者溫艷等[13]也發(fā)現(xiàn)隨著總膽固醇水平的升高，原發(fā)性肝癌的發(fā)病風險逐漸降低，但高血清膽固醇不太可能抑制原發(fā)性肝癌的發(fā)生和進展，因為原發(fā)性肝癌本身的后果也會導致高血清膽固醇。此外，有研究報道了HCC發(fā)生與高膽固醇血癥呈正相關，可能原因為HCC影響脂質(zhì)代謝和生物合成[14]。因此，需要對膽固醇在HCC發(fā)生過程中的關鍵分子或細胞調(diào)控因子進行更深入的研究。有研究發(fā)現(xiàn)脂肪酸合酶(FASN)異常激活和相關的新生脂肪生成在HCC發(fā)生過程中發(fā)揮重要作用，靶向FASN介導的從頭脂肪生成能夠在體內(nèi)和體外抑制HCC細胞生長，然而FASN的缺失雖延遲了HCC細胞的體外生長，但并不能完全抑制HCC的發(fā)生，因此在沒有從頭脂肪生成的情況下，存在其他支持HCC細胞增殖和存活的機制[15]。CHE等[16]的研究發(fā)現(xiàn)FASN的缺失促進了固醇調(diào)節(jié)元件結合蛋白2 (Srebp2)的激活，從而觸發(fā)了膽固醇的生成，通過Srebp2顯性失活的形式(dnSrebp2)阻斷膽固醇合成，可完全阻止FASN敲除小鼠中sgPten/c-met驅(qū)動的HCC發(fā)生，可能是因為FASN的缺失引發(fā)了體外和體內(nèi)3-羥基-3-甲基戊酰輔酶A(HMG-CoA)還原酶(HMGCR) 的代償性上調(diào)和膽固醇生物合成，同時抑制FASN和HMGCR可能會阻止這種代謝適應，導致肝癌患者腫瘤生長的速度快速下降。因此，同時靶向從頭脂肪生成和膽固醇生物合成可能是治療和預防肝癌的一種非常有效的策略，并且同樣的分子機制也可能發(fā)生在其他類型的腫瘤中，但肝癌細胞內(nèi)膽固醇生物合成增加的生物學后果是否直接等同于全身膽固醇水平的升高仍然未知[17]。

1.2.2血清膽固醇影響肝癌預后 血清膽固醇在肝癌進展及預后中的潛在作用仍存在爭議。日本的一項研究發(fā)現(xiàn)體質(zhì)量指數(shù)(BMI)高(≥25.0 kg/m2)和低膽固醇(<160 mg/dL)的個體肝癌相關的死亡風險明顯增加，在將隨訪時間限制在>5年后，這些關聯(lián)仍然存在，超重/肥胖、低血清膽固醇水平與肝癌相關病死率升高關系密切[18]。另外有研究發(fā)現(xiàn)，與術前血清膽固醇水平(>100 mg/dL)較高的患者相比，術前血清膽固醇水平較低的患者(<100 mg/dL)的肝癌復發(fā)率更高[19]，這可能是因為前者術前肝功能儲備較差。然而，膽固醇與肝癌預后關系背后的機制尚未完全闡明。肝癌的發(fā)展主要是由腫瘤抑制基因的功能缺失突變驅(qū)動的。CHAN等[17]發(fā)現(xiàn)，p90核糖體S6激酶2(RSK2)失活突變與人肝癌的侵襲性有關，從功能上恢復RSK2在天然RSK2缺失的乙型肝炎病毒(HBV)陽性Hep3B細胞中的表達在體外抑制了癌細胞的增殖和遷移，在體內(nèi)抑制了致瘤性，可能的機制是RSK2失活突變減弱了依賴sos1/2的負反饋環(huán)，導致MAPK信號的激活，MAPK信號的激活可增強膽固醇生物合成相關基因的表達。另外，該研究發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)代謝重編程也在肝癌的發(fā)展中起著關鍵作用，但其潛在機制尚不完全清楚。LIU等[20]的研究顯示microRNA-612 (miR-612)通過PI3K/AKT2和Sp1/Nanog信號通路抑制HCC的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)、干細胞特性和腫瘤轉(zhuǎn)移，miR-612水平低、線粒體三功能酶α亞基(HADHA)水平高的患者預后差，總生存期短，miR-612通過HADHA介導的脂質(zhì)代謝編程抑制侵襲性腫瘤、EMT和HCC轉(zhuǎn)移的形成。另外ACSL4是acyl-CoA合成酶(ACS)家族中的一員，已被鑒定為甲胎蛋白高表達HCC的新標志物，ACSL4可以通過積累在HCC細胞內(nèi)的甘油三酯、膽固醇和脂滴來調(diào)節(jié)脂肪生成。在機制上，ACSL4通過c-Myc上調(diào)HCC細胞中的主要脂肪生成調(diào)節(jié)因子固醇調(diào)控元件結合蛋白1(Srebp1)及其下游的脂肪生成酶，而Srebp1在ACSL4介導的脂肪生成調(diào)控及肝癌細胞增殖和轉(zhuǎn)移中至關重要，臨床數(shù)據(jù)顯示ACSL4與Srebp1在HCC患者中的表達呈正相關，聯(lián)合其他生物標志物可對HCC預后進行較好的預測，總之，該研究揭示了ACSL4調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝并促進HCC進展的新機制[21]。

2 靶向膽固醇對肝癌的治療

2.1以膽固醇代謝為靶點治療肝癌 晚期肝癌的標準治療藥物是多激酶抑制劑索拉非尼和瑞格拉非尼，但它們的療效有限[22]。因此，急需尋找肝癌治療的新的藥物靶點。膽固醇生物合成異常是在HCC中經(jīng)常觀察到的一種代謝改變，基礎研究和臨床研究強調(diào)靶向膽固醇代謝結合已批準的化療藥物，以更好地治療各種癌癥。HMGCR是膽固醇生物合成中的限速酶，是他汀類降膽固醇藥物的靶標，在大型流行病學研究中，他汀類藥物的使用可降低HCC發(fā)生的風險，表明膽固醇生物合成途徑具有潛在的腫瘤形成支持作用[23]。他汀類藥物也被證明可以抑制培養(yǎng)的人HCC細胞增殖及小鼠c-Myc驅(qū)動的HCC發(fā)展[16]。也有研究發(fā)現(xiàn)在肝癌中，洛伐他汀聯(lián)合二十碳五烯酸(EPA)可調(diào)節(jié)HMG-CoA和低密度脂蛋白受體(LDLR)的表達，從而抑制HepG2細胞的增殖[24]。在ZHAO等[25]的研究中，通過給小鼠高膽固醇飲食和用阿托伐他汀(一種廣泛使用的甲羥戊酸途徑抑制劑)降低膽固醇來測試膽固醇對二乙基亞硝胺誘導的HCC進展的影響，發(fā)現(xiàn)在注射二乙基亞硝胺的小鼠中，高膽固醇飲食誘導了更多、更大的肝臟腫瘤，并增加了肺轉(zhuǎn)移的發(fā)生風險，采用阿托伐他汀降低膽固醇可以減少這些影響。然而，HMGCR抑制劑(他汀類藥物)常用于心血管疾病的治療，但關于其作為抗癌藥物的作用仍有爭議。 越來越多的證據(jù)顯示降膽固醇藥物對肝癌具有預防和治療的作用[24-25]，因此，開發(fā)降膽固醇藥物對于肝癌及代謝相關的慢性疾病的治療是必要的。熊果酸(UA)是一種天然的五環(huán)萜類化合物，研究發(fā)現(xiàn)UA增加了HCC細胞的周期阻滯和凋亡，并降低了致癌生長信號因子的激活，且所有這些作用都在補充膽固醇后被明顯逆轉(zhuǎn)，這表明UA可通過降低膽固醇作用抑制HCC細胞生長[26]。總之，這些結果表明，UA是一種潛在的降膽固醇藥物，可用于預防和治療HCC患者和膽固醇相關的慢性疾病。此外，Genkwadaphnin (GD)是從芫花(百里香科)的花蕾中分離得到的一種瑞香烷二萜，脫氫膽固醇還原酶(DHCR24)是膽固醇生物合成途徑的關鍵酶，參與脂筏的形成。研究發(fā)現(xiàn)干擾DHCR24可改變肝癌細胞的生長和遷移，GD可抑制DHCR24的表達和活性，以及DHCR24介導的膽固醇生物合成和脂筏形成，進一步抑制肝癌細胞的侵襲和遷移，因此，通過影響HCR24介導的膽固醇代謝可能是一種有效的肝癌治療策略，GD可能是一種有前景的肝癌治療藥物[27]。

2.2膽固醇與肝癌治療的耐藥 對化療或放療有很強的耐藥性是肝癌患者在常規(guī)治療中面臨的主要障礙之一。膽固醇代謝的改變與抗癌藥物的耐藥有關。WANG等[28]發(fā)現(xiàn)在肝癌細胞中，7-酮基膽固醇(7-KC)通過PI3K/mTOR信號通路上調(diào)p-糖蛋白(P-gp)的表達，從而降低阿霉素的療效。SUK等[29]也發(fā)現(xiàn)NPC2(一種分泌性糖蛋白)下調(diào)和游離膽固醇積累通過增強肝癌細胞中MAPK/AKT信號通路作用而削弱索拉非尼的療效。因此，NPC2介導的游離膽固醇分泌可能是肝癌細胞對索拉非尼耐藥的標志。ATHAVALE等[30]在體外研究中發(fā)現(xiàn)，用低密度脂蛋白膽固醇(LDLC)預處理HCC細胞可降低索拉非尼在HCC細胞中的細胞毒性。因此，膽固醇在對各種治療藥物的耐藥性產(chǎn)生方面具有重要作用，需開展更多的臨床研究，以了解高膽固醇與肝癌治療反應的相關性，以及膽固醇或其代謝直接或間接干擾多種藥物療效的作用方式。

3 膽固醇調(diào)節(jié)肝癌相關的免疫細胞功能

膽固醇是細胞膜的重要組成部分，對受體介導的信號傳導至關重要，因此可能影響免疫細胞的功能。有報道稱，高膽固醇血癥誘導造血干細胞(HSC)表觀遺傳改變，進而干擾自然殺傷T細胞(NKT)和γδ T細胞的發(fā)育，此外，膽固醇還能影響樹突狀細胞(DCs)的抗原呈遞[30]。最近的研究表明，膽固醇可以影響基于T細胞的癌癥免疫治療的療效[31]，CD8+T細胞存在于富含膽固醇的腫瘤微環(huán)境中，積聚膽固醇增強了T細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激，可導致T細胞衰竭，因此，免疫治療的效果下降，然而，T細胞中膽固醇的減少恢復了這些細胞的抗腫瘤活性[31]。QIN等[32]的研究發(fā)現(xiàn)血清膽固醇水平與人肝癌自然殺傷(NK)細胞的數(shù)量和活性相關，膽固醇在NK細胞中積累并激活其對肝癌細胞的效應功能。此外，膽固醇對癌癥相關免疫系統(tǒng)的影響是多方面的，并不局限于特定的細胞類型，如YANG等[33]發(fā)現(xiàn)高水平的膽固醇通過促進CD44轉(zhuǎn)位到脂筏和阻斷脂筏外的CD44-上皮型鈣黏附素相互作用來抑制肝癌細胞的侵襲潛能，更重要的是下調(diào)CD44或促進其在脂筏內(nèi)的滯留可能是治療HCC的新策略。

4 小 結

綜上所述，阻斷膽固醇的合成和攝取對腫瘤的形成和生長具有抑制作用，但膽固醇在肝癌的發(fā)生、發(fā)展、預后及治療中的作用仍有爭議。雖然大多數(shù)研究表明，控制膽固醇水平可以防止肝癌的發(fā)生、發(fā)展，這促使一些研究者提倡在肝癌治療中使用一些藥物來降低膽固醇，但膽固醇是否是最合適的預測肝癌發(fā)生及預后的生物標志物尚不確定。因此，膽固醇在致癌信號通路及腫瘤微環(huán)境中的作用等問題有待更深入的研究，從而為肝癌的診斷、治療及預后判斷提供理論基礎,為相關藥物研發(fā)提供新的分子靶點及思路。