王麗菲, 羅龍龍, 鄭 英, 盧利霞, 李 斌,王俊科, 李初誼, 于曉輝, 張久聰

(1. 中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第九四〇醫(yī)院 消化內(nèi)科, 甘肅 蘭州, 730050;2. 甘肅中醫(yī)藥大學第一臨床醫(yī)學院, 甘肅 蘭州, 730000)

肝細胞癌(HCC)是消化系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一,嚴重威脅著全球居民生命健康。HCC的主要病因是慢性乙型肝炎病毒感染、黃曲霉毒素暴露等[1], 此外飲用受污染水源、大量飲酒、遺傳因素等也是HCC發(fā)生的危險因素[2]。如果沒有及時干預,肝炎患者特別是乙型肝炎患者,將發(fā)展為肝硬化,最終發(fā)展為肝癌[3-4]。目前HCC的治療以手術干預和綜合治療為主。然而,由于HCC的快速進展,大多數(shù)患者就診時診斷為中晚期癌癥,只有少部分病例滿足手術要求[5], 此外,對放化療的低敏感性、介入治療的局限性以及較高的復發(fā)率都意味著HCC患者具有不良預后[6]。因此,尋找新的治療靶點開發(fā)新型抗HCC藥物是目前肝癌治療領域的研究熱點。

BLOOM B R等[7]在1966年首次發(fā)現(xiàn)巨噬細胞移動抑制因子(MIF)是由活化T淋巴細胞產(chǎn)生的一種細胞因子,能夠抑制巨噬細胞的遷移。此外,作為一種多效細胞因子, MIF在細胞代謝、急性炎癥、自身免疫病以及腫瘤的發(fā)生及進展中發(fā)揮重要作用,并且其異常表達與多種消化系統(tǒng)惡性腫瘤的不良預后顯著相關,尤其是在HCC中[8]。

既往研究[9]在實驗性肝纖維化小鼠模型中證實, MIF具有抗纖維化作用, 最近WIRTZ T H等[10]進一步在中毒性肝纖維化小鼠模型中驗證了MIF在肝纖維化中的作用,研究表明MIF可通過CD74/AMPK信號通路直接干擾肝星狀細胞的激活,從而表現(xiàn)出抑制纖維化的保肝作用。此外, MIF可作為酒精性脂肪變性中趨化因子產(chǎn)生和免疫細胞浸潤的中介物,可通過介導細胞損傷、脂肪性肝炎和脂肪變性等過程參與酒精性肝損傷的發(fā)生[11]。已有研究[12]報道, HCC患者血漿MIF水平與患者的總生存率有顯著相關性。WANG D等[13]發(fā)現(xiàn), HCC患者組織中VEGF和MIF的表達水平均高于癌旁組織,在轉移性HCC患者癌組織中的表達高于非轉移性HCC組織,其表達與腫瘤大小、肝內(nèi)轉移和血管浸潤有關。在這種情況下, MIF在HCC中的作用越來越受到大家的關注。目前,已有多項研究表明,靶向MIF可能成為一種潛在的肝癌治療策略,本文就MIF誘導HCC發(fā)生及惡性進展的具體作用機制及其作為HCC潛在治療靶點的研究進展進行綜述,以期為HCC的治療提供參考。

1 MIF概述

1.1 MIF結構與功能

MIF是一種分子量為12.5 kDa,具有高度保守性的蛋白質,由115個氨基酸、3個單體組成,其中每個單體又包含2個反平行的α螺旋和6個β片層,從而形成一端對外開放的中空結構,該結構可與小分子配體結合[14-15],MIF基因位于22號染色體長臂上,由3個外顯子2個內(nèi)含子組成。MIF的產(chǎn)生在很大程度上是對缺氧、過氧化氫、脂多糖、TNF-α、凝血酶和血管緊張素Ⅱ等一系列刺激所作出的應答[16]。MIF在嗜酸性粒細胞、中性粒細胞、單核細胞/巨噬細胞、B淋巴細胞、T淋巴細胞,以及不同組織來源的內(nèi)分泌、內(nèi)皮、上皮和神經(jīng)元細胞等各種免疫和非免疫細胞中均可表達[17], 并是宿主防御的獨特細胞因子和關鍵介質, MIF在急性和慢性炎癥性疾病以及自身免疫性疾病中起著核心作用[18]。多項研究[19-21]表明, MIF與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關。

1.2 MIF受體及其主要相關信號通路

MIF作為一種三聚體蛋白,其相關受體包括CD74和趨化因子受體CXCR2、CXCR4、CXCR7,并通過與這些受體的結合,發(fā)揮多種生物學功能,包括白細胞募集、炎癥反應、免疫反應、細胞增殖、腫瘤發(fā)生以及與生理或病理過程有關的糖皮質激素的反調節(jié)等[22]。其中CD74是主要受體,當其與細胞外MIF結合時,還需要包括CD44或趨化因子受體CXCRS、CXCR2、CXCR4和CXCR7等在內(nèi)的共受體來激活下游信號通路[23]。既往研究[14]表明, MIF 可通過與 CD74結合,參與 PI3K/AKT、MAPK、NF-κB、HIF-1α 等系列信號通路,從而影響腫瘤細胞的生物學行為,MIF與CD74/CD44的相互作用使非受體酪氨酸激酶Src家族蛋白磷酸化,磷酸化的Src蛋白可通過磷酸化激活ERK1/2MAPK等信號通路。研究[24]表明, MIF/CD74軸可通過激活AKT和AMPK蛋白調節(jié)葡萄糖的攝取和代謝,從而促進癌細胞存活。

2 MIF與HCC

2.1 MIF在HCC中的調控作用

MIF能夠促進HCC細胞的增殖、侵襲、遷移以及腫瘤微血管的形成等多種惡性生物學行為。WIRTZ T H等[25]發(fā)現(xiàn)MIF以CD74依賴的方式促進HCC細胞發(fā)生ERK磷酸化,進而導致HCC細胞的過度增殖并抑制其凋亡,該課題組通過構建人HCC細胞系異種移植模型(CDX)發(fā)現(xiàn),MIF高表達對CDX模型小鼠的增殖具有抑制作用。紀世博等[26]通過轉染MIFsiRNA重組慢病毒后發(fā)現(xiàn), MIF在HCC細胞中呈低表達,與對照組相比,抑制MIF表達水平后HCC細胞增殖活性顯著下降,同時NF-κB、Bcl-2蛋白表達降低。因此, MIF可能通過調控NF-κB及其下游凋亡抑制基因Bcl-2的表達,進而影響HCC細胞的凋亡與增殖。此外,有研究[27]報道,低氧也能夠促進HCC細胞中 MIF 的表達,敲低 HCC細胞中 MIF 表達水平可以抑制HCC細胞的增殖與保護性自噬,促進其發(fā)生凋亡,同時提高HCC細胞對5-氟尿嘧啶的敏感性。

研究[4]報道,內(nèi)源性MIF是mTOR通路的上游調節(jié)因子, ZHANG Y Y等[28]發(fā)現(xiàn)同型半胱氨酸可通過促進MIF分泌和降低mTOR表達進而誘導自噬,最近LIN S等[4]同樣發(fā)現(xiàn),經(jīng)藤麻(MTE)處理MHCC-97H和HepG2細胞可促進MIF的表達,進而降低Akt和mTOR的表達,表明MTE可能通過抑制mTOR信號通路,誘導肝癌細胞自噬,但是MIF和mTOR通路之間的相關性還需要后續(xù)研究來驗證。

此外, WANG D等[13]研究發(fā)現(xiàn), HCC組織中VEGF、MIF mRNA水平顯著高于配對癌旁組織,并且在轉移性HCC組織中表達水平更高。提示MIF可誘導VEGF的表達水平增加,進而刺激腫瘤微血管的生成。梁輝[29]通過對45 例HCC患者癌組織及配對癌旁組織分析發(fā)現(xiàn),MIF與波形纖維蛋白(Vimentin)在HCC組織中高表達,鈣黏附蛋白E(E-cadherin)的表達水平則低于癌旁組織,而MIF 和 Vimentin的高表達以及E-cadherin 的低表達與肝癌細胞的侵襲、新生血管生成、淋巴結和遠處器官轉移等高度相關,不利于HCC患者的預后,這可能與 MIF 蛋白對上皮間質轉化(EMT)的調控作用有關。YU H P等[30]分析了52例乙型肝炎、肝硬化相關的HCC患者組織中MIF、ERK1/2等蛋白的表達情況,發(fā)現(xiàn)MIF在HCC中的表達高于其在癌旁組織中的表達,同時,HCC組織中ERK1/2的表達也高于其在癌旁組織中的表達,這提示MIF通過ERK1/2信號通路促進肝細胞癌的發(fā)生發(fā)展。此外,魏敏等[31]分析了52 例HCC 患者癌組織及癌旁組織中MIF及JNK1的表達情況,發(fā)現(xiàn)MIF、JNK1在HCC患者組織中高表達,這表明MIF可能是通過JNK1信號通路促進HCC的發(fā)生。

另有研究[32]發(fā)現(xiàn)MIF基因的多態(tài)性和MIF的表達水平與許多疾病的易感性、進展、預后和耐藥性密切相關。WIRTZ T H等[10]研究顯示,MIF啟動子區(qū)的2個多態(tài)性的基因型RS755622和RS5844572在肝硬化和肝癌的發(fā)生過程中對肝微環(huán)境和肝細胞功能均產(chǎn)生了不利影響。QIN L F等[33]通過采集202例HCC患者、242例慢性乙型肝炎患者、215例肝硬化患者和227名健康志愿者的外周血,檢測MIF蛋白表達水平,發(fā)現(xiàn)HCC患者外周血MIF表達明顯升高,且高表達與預后不良有關,這可能是由于MIF RS755622的多態(tài)性會增加外周血MIF蛋白的表達。

2.2 MIF在HCC診斷中的臨床意義

HCC是一種由多種危險因素引起的具有多種潛在致病機制的復雜疾病,這意味著很難用單一的生物標志物來表征HCC, 因此就需要尋找多種生物標志物為早期HCC的診斷提供更多幫助。研究[34]表明, MIF在各種炎性疾病和癌癥中的特異性表達使得MIF有望成為肝癌篩查和預后評估的診斷標志物,例如,MIF濃度雖然與患者年齡或體質量指數(shù)無關,但與血清炎癥標志物如白細胞、腫瘤壞死因子-α以及抗炎標志物如白細胞介素-10的濃度呈強正相關,基線MIF血清濃度與肝功能指標無相關性,而與乳酸脫氫酶呈強相關性。此外, HCC患者血清中VEGF的表達與MIF的表達呈正相關, VEGF和MIF可能是HCC侵襲性較強的標志物,也可能是HCC患者的治療靶點[13], MIF和EMT標記蛋白可作為預測HCC患者預后的重要生物標志物[29]。

另外, WIRTZ T H等[35]通過測定292例肝硬化急性失代償期患者血清中MIF及其可溶性受體CD74 (sCD74)的循環(huán)濃度,首次發(fā)現(xiàn)MIF在失代償肝硬化患者血清中濃度較高,但sCD74的濃度較低,而高濃度的MIF和較低濃度的sCD74與患者短期無進展生存期降低相關,因此, MIF和sCD74有望成為肝硬化失代償期患者的預后標志物。WIRTZ T H等[34]采用多重免疫分析法測定50例HCC患者 (39例HCC患者, 11例肝轉移患者)經(jīng)肝動脈化療栓塞術(TACE)術前和術后血清MIF濃度和51名健康對照者血清MIF濃度,發(fā)現(xiàn)肝內(nèi)惡性腫瘤患者的血清MIF濃度與健康對照組幾乎相同,這可能與研究樣本量小有關。胡迎超[36]分析了86例原發(fā)性HCC患者TACE治療前后血清AFP、MIF水平,發(fā)現(xiàn)相比于治療前低表達AFP、MIF的患者,高表達者出現(xiàn)預后不良的風險更高。因此,可在治療前檢測原發(fā)性HCC患者血清AFP、MIF的表達水平,以評估患者經(jīng)TACE術后的療效及預后情況。

KAMEL M M等[37]評價了維生素K缺失-Ⅱ誘導的凝血酶原(PIVKA-Ⅱ)和MIF作為HCC患者早期診斷和預后標志物的價值,發(fā)現(xiàn)雖然MIF在HCC患者血漿中也高表達,但與AFP、PIVKA-Ⅱ等生物標志物相比,其特異性、敏感性和相關性較低。與此不同的是, ISMAIL M M等[38]研究表明, MIF對肝癌診斷的特異性幾乎與甲胎蛋白相同,且陽性預測值低于甲胎蛋白,這可能降低了診斷價值,但其具有較高的敏感性,仍然有望成為胃腸道惡性腫瘤篩查的一種有用的腫瘤標志物,但在其他實體腫瘤和血液腫瘤中的應用價值仍需進一步探究。

2.3 MIF作為HCC治療的潛在靶點

國內(nèi)外研究[26]發(fā)現(xiàn),抑制MIF可能會成為乙型肝炎病毒感染相關性HCC治療的新靶點。HCC作為致死率最高的惡性腫瘤之一,其發(fā)病機制中的關鍵調控因子及其相互作用在HCC的發(fā)生發(fā)展中具有重要作用。基因突變,表觀遺傳模式的異常改變,包括微小RNA(miRNA) 的失調,都對肝細胞轉化和腫瘤微環(huán)境重塑產(chǎn)生深遠影響[39]。miRNA是一種短的非編碼RNAs, 可以通過促進信使RNA降解或在目的基因的3′-非翻譯區(qū)(3′-UTR)處抑制翻譯從而調節(jié)靶基因的表達[22], 現(xiàn)已有文獻報道, miRNAs也與MIF促進HCC的發(fā)生存在一定關系。ZHAO J L等[39]研究表明, miR-144/miR-451a是HCC中的一種腫瘤抑制因子,其通過旁分泌途徑靶向肝細胞生長因子和 MIF促進巨噬細胞M1極化和抗腫瘤活性。

董輝等[40]采用雙熒光素酶報告基因系統(tǒng)實驗直接證實miR-451a和MIF的靶向關系,并通過分析臨床HCC組織和癌旁組織中 miR-451a 的表達,發(fā)現(xiàn)miR-451a在HCC組織中低表達,在體外HCC細胞中過表達的miR-451a可通過靶向MIF從而顯著抑制HCC細胞的增殖。WANG K J等[41]研究證實了MIF是miR-608的直接下游靶點,且與肝癌中miR-608的表達呈負相關,而miR-608可以誘導肝癌細胞在G1期發(fā)生阻滯及直接靶向HCC中的MIF表達,從而抑制HCC的細胞增殖而發(fā)揮其抗癌作用,因此該靶點可能會成為肝癌患者的預后標志和治療潛在靶點。

3 總結與展望

綜上所述, MIF與HCC的發(fā)生發(fā)展密切相關,其主要通過與不同受體結合從而參與多種信號通路的傳導進而介導HCC細胞增殖與轉移、新生血管形成、凋亡以及自噬等行為。此外,隨著MIF在腫瘤、炎癥以及自身免疫性疾病中的發(fā)病機制被深入研究, MIF已成為一個潛在的疾病治療靶點,國內(nèi)外多項研究均證實MIF作為HCC潛在治療靶點以及肝癌篩查和預后評估指標的潛力。但是,當前針對MIF在肝癌中的靶向治療藥物仍缺乏,因此,就需要更多動物模型的體外實驗甚至臨床前期試驗來揭示MIF與各種受體及其下游信號通路的復雜關系以及MIF對HCC患者的作用,進一步了解HCC中相關的MIF信號轉導機制,從而為靶向MIF治療 HCC提供一種新的選擇。