中醫藥對肝癌信號通路的調控作用研究進展

陸小麗，曹文富，劉華寶,2*

（1.重慶醫科大學中醫藥學院，重慶 400016；2.重慶市中醫院肝病科，重慶 400021）

0 引言

肝癌是人類最常見的第六大惡性腫瘤，在2018年的全球死亡率中排名第四[1]。據統計，中國每年約10萬人死于肝癌，占全球因肝癌死亡人數的45%[2]。肝癌臨床治療困難，目前的治療方案有手術治療如肝切除術、肝移植術、局部消融、放射治療、分子靶向、肝動脈介入化療及全身化療等，但療效有限，不良反應較多，5年生存率較低。近年來，中醫藥在我國肝癌患者治療的各個階段均得到了廣泛應用，不僅在針對于腫瘤治療方面，而且在改善患者整體狀況，維護和提高患者生存質量，降低復發轉移和延長患者生存時間等方面已顯示出一定優勢，因此受到眾多醫家和患者越來越多的關注與重視。本文系統綜述了中醫藥對肝癌主要信號通路的調控及其對細胞活動的影響，為中醫藥治療肝癌提供參考。

1 肝癌的中醫病機研究

傳統中醫并無“肝癌”病名的記載，根據臨床表現及不同發展階段，可歸屬于肝積、鼓脹、癥瘕、積聚、巖等范疇。肝癌在不同時期病機不同，各家觀點與側重點也不盡相同，但大都認為人體正氣不足、氣血虧虛，導致陰陽氣血失和，臟腑功能紊亂，并在邪氣的影響下出現氣滯、血瘀、濕聚、痰結等一系列的病理變化，因此本虛標實，虛實夾雜，癌毒膠著為肝癌總的病因病機[3]。

2 對Wnt /β-catenin信號通路的調控

2.1 Wnt /β-catenin信號通路

Wnt基因是在探討小鼠乳腺腫瘤病毒轉錄機制過程中被發現的，最初命名為Int-1，后來發現果蠅無翅基因（Wingless）和Int-1是編碼同一種蛋白的同源基因，因此將兩個基因的名稱簡并為Wnt[4]。非經典的Wnt信號通路有Wnt/PCP通路（Wnt-JNK通路）、Wnt/Ca2+通路等；經典的wnt信號通路為Wnt/β-catenin。在無Wnt刺激時，肝細胞內β-catenin水平很低，這是因為軸抑制蛋白（Axis Inhibitor,Axin）2 、結 腸 腺 瘤 息 肉 蛋 白（Adenomatous Polyposis Coli, APC）、糖原合成酶激酶3（GSK3）以及酪蛋白激酶1α（CK1α）形成復合體，使β-catenin磷酸化并降解；而當Wnt配體與卷曲同源物（Frizzled）及低密度脂蛋白受體相關蛋白 5 /6（LRP5/6）結合，形成 Fz-LRP6復合體，活化胞內Dv1蛋白，并與 Axin 結合，抑制GSK3與LRP6結合和磷酸化，使得胞質內的β-catenin聚集，轉入細胞核中與核轉錄因子TCF/LEF結合，激活cyclin Dl、c-myc、E-cadherin、AXIN2、DKK1、MMP-7等下游靶基因[5]。持續激活導致細胞異常增殖和遷移，參與腫瘤的發生。越來越多的證據表明，Wnt/β-catenin信號通路的異常激活在肝癌發生中起重要作用[6]。

2.2 涉及Wnt /β-catenin通路的抗肝癌中藥及復方

呂君等[7]研究黃芪多糖抑制HepG2的增殖和及誘導凋亡的機制，發現β-catenin、c-myc、Cyclin D1 mRNA的表達降低，凋亡因子Caspase-3活性增加，Bcl-2表達抑制，與黃芪多糖調控Wnt /β-catenin通路相關。

文彬等[8]用鱉甲煎丸處理肝癌細胞HepG2，運用免疫熒光技術、雙熒光素酶檢測法、RT-PCR及Western blot技術檢測，發現HepG2細胞核中β-catenin表達降低，β-catenin/TCF4復合物的活性受抑制，cyclin D1、MMP-2的表達下調，肝癌細胞生長、粘附和轉移均受到抑制。

賈文燕等[9]研究發現鱉甲煎丸濃度依賴性地使HepG2細胞發生G1期細胞阻滯，抑制β-catenin在Ser675位點的磷酸化，進而減少β-catenin的入核，下調COX-2水平，達到抑制促轉錄的作用，阻斷肝癌細胞周期進展，抑制增殖。

程紫瑩[10]發現鴉膽子苦素D（BD）能顯著抑制Wnt /β-catenin通路的轉錄活性，促進β-catenin降解，下調靶基因Jaggedl表達，并對索拉菲尼抗癌起協同增效作用。

3 對Notch信號通路的調控

3.1 Notch信號通路

Notch信號通路由 Notch受體、Notch配體、DNA結合序列CSL（CBF1 / Su（H）/ Lag-1）三個部分組成。哺乳動物中有四種Notch受體亞型（Notch-1，Notch-2，Notch-3和Notch-4）和五個Notch配體（Dll-1，Dll-3，Dll-4，Jagged-1，Jagged-2）[11]。Notch受體及其配體都是單個跨膜蛋白，當Notch與相鄰細胞的Notch配體結合時，Notch被激活[12]。首先，在內質網中合成未成熟的Notch受體，在反式高爾基體中通過弗林蛋白酶樣轉化酶進行蛋白水解切割（S1切割）后，成熟的Notch受體以異二聚體形式在細胞表面積聚，由Dich細胞外結構域（NECD），跨膜結構域（NTM）和細胞內結構域（NICD）組成），通過非共價相互作用結合在一起。Notch信號誘導的反式激活是通過信號發送細胞上的膜相關配體與信號接收細胞上的Notch跨膜受體之間的接觸觸發的。與配體的相互作用使Notch受體易于被ADAM金屬蛋白酶裂解（S2裂解），隨后被γ分泌酶裂解（GS）復合物（S3裂解）。S3裂解導致膜上活性NICD釋放到細胞質中，然后釋放到細胞核，并與轉錄因子CSL相結合，并調節特定靶基因的轉錄，這些靶基因包括分裂的毛發增強（HES）家族蛋白，HES相關的蛋白（HEY），Notch調節的錨蛋白重復序列蛋白和p21cip/waf1，cyclin D1和3，c-myc和HER2[13]。

3.2 涉及Notch信號通路的抗肝癌中藥

馬永[14]研究證實，紫蘇醇可抑制Notch信號通路的活性，使下游靶基因HES1、HES5、HEY1的mRNA表達下降，從而使肝癌細胞株的粘附和遷移能力下降。

張春虎[15]研究發現，加味薏仁附子敗醬散含藥血清可下調Notch及靶分子Hesl和Hes5的表達，呈濃度、時間依賴性抑制肝癌細胞株增殖。

4 MAPK 信號通路

4.1 MAPK信號通路

絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）能對多種細胞外刺激（如生長因子、滲透壓力、毒素、細胞因子、電離輻射以及化療藥物等）發生反應，把細胞外信號傳遞到細胞核。MAPK有多個亞家族, 其中較為確定的, 在細胞功能中發揮重要作用的有細胞外信號調節激酶（ERK ）, c-Jun-N端激酶 （JNK/SAPK）以及p38MAPK[16]。其中ERK主要是細胞增殖信號的傳遞者,被絲裂酶原活化, JNK和p38MAPK則主要被各種細胞外刺激激活, 引起一系列復雜的細胞應激傳導[17]。MAPK激酶激酶（MKKK）、MAPK激酶（MKK）、MAPK3種激酶組成一個功能單位，作為上游輸入信號與下游輸出信號之間的橋梁，從而建立一系列激酶級聯反應[18]。

4.2 涉及MAPK信號通路的抗肝癌中藥及復方

劉婷等[19]采用人肝癌細胞系HepG2建立小鼠模型，證實鮮枸杞子提取物（LBL）可使p38 MAPK蛋白、p-p38 MAPK，NF-κB蛋白表達降低，從而抑制肝癌惡病質的進展。

周曙[20]以不同濃度的黃芩苷作用于人肝癌HepG2細胞，結果顯示HepG2細胞生長受到抑制，增殖減慢，凋亡加快，且與時間、黃芩苷濃度正相關，這與黃芩苷刺激p38蛋白磷酸化，激活p38MAPK信號通路有關。

王炎等[21]研究發現，丹參酮ⅡA通過p38MAPK信號轉導上調Fas、Caspase-3 mRNA，使肝癌細胞阻滯在G0/G1期，促進凋亡，顯著抑制小鼠肝癌瘤體生長，延長生存期。

另外，鄒璽等[22]進一步證實健脾化瘀方藥液能抑制人肝癌細胞SMMC7721生長，促進腫瘤細胞凋亡，其機制與抑制ras/ MAPK信號通路，下調ERK、SOS1、c-fos的表達有關。

5 對NF-κB信號通路的調控

5.1 NF-κB信號通路

NF-κB是一種影響廣泛的轉錄調節因子，NF-kB信號通路對細胞具有多層次多方面的調節作用。經典信號通路是通過降解IκB 使 NF-κB 二聚體得到釋放，激活過程短暫、迅速；而非經典信號通路則是通過 p100到p52的加工處理使信號通路激活，活化過程較為緩慢，原因在于該通路的活化存在NF-κB誘導激酶（ NF-κB-inducing kinase，NIK）的從頭合成過程[23]。NF-κB的激活可能是由多種細胞因子，生長因子和酪氨酸激酶觸發的不同信號通路引起的。表皮生長因子受體，胰島素生長因子受體和腫瘤壞死因子受體家族成員表達的增強可能是NF-κB激活的原因。此外，其他信號通路的激活，如Ras /MAPK和PI3K / Akt，也參與了NF-kB的激活[24]。

5.2 涉及NF-κB信號通路的抗肝癌中藥

黃芪甲苷是黃芪的主要有效成分之一，安小翠等[25]發現黃芪甲苷可以通過調節氧化應激和NF-κB信號通路實現抑制肝癌細HepG2的增殖并促進其凋亡，且呈濃度依賴性。

梁英健[26]聯合運用姜黃素和阿霉素，與阿霉素組相比，HepG2細胞中NF-κB的核心蛋白p65、下游蛋白Bcl-2表達下調，且前體Caspase 3, Caspase 9以及PARP減少，HepG2細胞抑制率升高，證明姜黃素能增敏阿霉素的抗肝癌作用。

6 PI3K/Akt 信號通路

6.1 PI3K/ Akt信號通路

PI3K/Akt由磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）和下游分子絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶B（PKB/AKT）組成。磷脂酰肌醇激酶包括PI3K、PI4K、PI5K, 其中PI3K研究最為廣泛。PI3K由催化亞基p110和調節亞基p85構成。目前在哺乳動物中發現至少存在3種Akt家族成員:Akt-1/2/3, 它們具有相似的蛋白結構。Akt分為N端調節結構域、C端調節結構域和中間的催化結構域[27]。PI3K負責將磷脂酰肌醇PI（4,5）P2 肌醇環第三位羥基磷酸化產生3, 4, 5-三磷酸磷脂酰肌醇[PI（3,4,5）P3]，PIP3作為第二信使,與細胞內含有PH結構域的Akt結合,使Akt轉位于細胞膜并獲得催化活性, 催化自身的Ser124 和Thr450 磷酸化而活化[28]。

6.2 涉及PI3K/ Akt通路的抗肝癌中藥及復方

章尤權等[29]建立人肝癌 HepG2 細胞裸鼠皮下移植瘤模型，探討白花蛇舌草下調肝癌皮下移植瘤瘤體血管內皮生長因子表達水平的作用機制。結果證實白花蛇舌草通過可調控PI3K/Akt信號通路的相關蛋白抑制腫瘤血管新生。

蔡岳等[30]運用體外研究的方法，對比觀察皂莢提取物、索拉非尼對肝癌細胞的影響，采用Western blot檢測，與空白對照組相比較，皂莢提取物和索拉非尼治療肝癌細胞（SMMC-7721）后均可以使AKT、PI3K 表達下調和PTEN的上調，且皂莢提取物組PI3K下調強于索拉非尼組，證明皂莢提取物能抑制肝癌細胞的生長，增強索拉非尼的抗癌作用。

牛蒡子苷元是從牛蒡子中提取的一種天然木脂素類化合物，王靜泓[31]研究證實，牛蒡子苷元通過抑制肝癌細胞中PI3K/Akt信號通路活化，使Bcl-xL、Mcl-1和survivin等抗凋亡蛋白的表達降低，抑制mTOR和S6K的磷酸化，抑制肝癌細胞增殖并促進其凋亡。牛蒡子苷元或許是一種潛在的治療藥物，尤其針對PI3K/Akt信號異常激活的肝細胞癌。

錢金花等[32]采用H22肝癌細胞模型研究健脾消癥湯對H22肝癌細胞的作用及其機制，選取黃芪，白術，白芍、薏苡仁、赤芍、當歸、鱉甲、三七粉、夏枯草等健脾扶正，消癥散結的中藥，觀察不同濃度下H22肝癌細胞活力、凋亡及細胞周期的變化，結果顯示PI3K、p-AKT、CyclinD1、 CyclinE表達下調，p21、p27表達上調，肝癌細胞阻滯在G1期，細胞早、晚期凋亡率增加。

7 對JAK/STAT信號通路的調控

7.1 JAK/STAT通路

Janus激酶-信號轉導和轉錄激活劑（JAK / STAT）是一種細胞內信號傳導途徑，在細胞外信號從細胞膜到細胞核的下游傳輸中起關鍵作用，實現受體-JAK-STAT-靶基因激活的高效信號傳導反應。JAK家族由四個成員（JAK1-3和酪氨酸激酶2[TYK2]）組成，STAT家族則由七個成員（STAT1-4，STAT5a，STAT5b和STAT6）組成[33]。一種JAK激酶可參與不同細胞因子的信號轉導[34]。JAK/STAT3參與細胞增殖、凋亡、血管新生等過程的調控，其異常激活與惡性腫瘤的發生發展密切相關。

7.2 涉及JAK2/STAT3通路的抗肝癌的中藥及復方

郭佳培[35]通過研究發現，青蒿素能抑制荷瘤小鼠腫瘤組織JAK2、STAT3的磷酸化，降低腫瘤凋亡蛋白Caspase3的表達，從而發揮抗腫瘤的作用。

石俊[36]的研究也顯示，麥冬皂苷B（Op-B）可抑制JAK2/STAT3通路，下調PCNA、Bcl-2、MMP-2水平，VEGF、VEGFR2減少，從而降低NHCC97-H細胞的侵襲，誘導其凋亡。

8 對Hedgehog信號通路的調控

8.1 Hedgehog信號通路

Hedgehog信號通路主要是由SHH(Sonic Hedgehog)、IHH（Indian Hedgehog）及DHH(Desert Hedgehog)三 種 分泌性糖蛋白配體和跨膜蛋白受體Patched組成，Patched有PTCH-1、PTCH-2兩 個 亞 型[37]。Hedgehog信 號 通 路 分 為經典和非經典兩種激活途徑。經典途徑的激活：SHH, IHH或DHH配體結合并抑制跨膜受體PTCH1，從而激活該途徑。在未綁定狀態下，PTCH1禁止跨膜換能器SMO。配體與PTCH1的結合可減輕PTCH1對SMO的抑制，導致SMO易位至初級纖毛，啟動細胞內信號級聯反應，從而促進融合抑制因子（SUFU）與GLI的解離，激活轉錄因子，相繼活化細胞質中GLIs并易位至細胞核促進Hh目標基因的轉錄[38]。在脊椎動物中，Gli基因家族有Gli1、Gli2和Gli3三個成員，其中Gli1、Gli2為Hedgehog信號傳導通路中的激活因子，Gli3為抑制因子[39]。Hh信號通路的異常激活是由于相關基因的突變（與配體無關的信號）或由Hh信號分子的過度表達（與配體有關的信號-自分泌或旁分泌的）引起的[40]。

8.2 涉及 Hedgehog信號通路的抗肝癌中藥

李若菲等[41]研究發現，在大鼠肝癌前期病變模型中給予中藥復方斛芪散灌胃治療，Shh、Smo、Gli2表達增加，cyclin D、cyclin E也升高，肝組織GST-π和AFP蛋白表達下降，顯示復方斛芪散能調控Hedgehog信號通路，促進肝臟修復，抑制肝癌病變形成。

9 小結與展望

綜上所述，中醫藥能發揮對肝癌信號通路的調控作用，如Wnt/β-catenin信號通路、Notch信號通路、MAPK信號通路、NF-κB 信號通路、PI3K/Akt信號通路、JAK/STAT信號通路、Hedgehog信號通路等，影響肝癌細胞增殖、細胞周期、細胞侵襲、克隆和遷移能力、化療敏感性，致細胞凋亡等生物過程，從而發揮治療作用。大量臨床經驗和實驗表明，中藥對肝癌有一定的治療作用，在未來肝癌的臨床治療中具有較好的應用前景。雖然中藥在抗腫瘤治療方面的研究已經取得了一定的成果，但治療肝癌的作用機制還不明確，還缺少大樣本、多中心、隨機、雙盲對照等研究。本文綜述了中醫藥對多個肝癌信號通路的調控作用，以期對今后的更深入研究有所啟示。