索拉非尼基于Hippo/YAP 及PI3K/Akt/mTOR 信號通路介導細胞自噬在肝細胞癌中產生耐藥機制研究進展

曹 智，周 塏，陳 騁，梁賢文，劉路政，武金才，

（1.海南醫學院臨床學院， 海南 ?？?571199；2.海南省人民醫院肝膽胰外科，海南 ?？?570311；3.海南醫學院第二附屬醫院介入血管外科，海南 ?？?570216）

肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是全球最常見的實體惡性腫瘤之一［1］，許多患者發現時已為晚期，并且只能通過全身藥物治療方式進行治療，但大部分患者往往達不到治療的預期效果。其主要原因是HCC 細胞對相關藥物出現耐藥［2］，導致許多藥物療效逐漸下降，其中包括索拉非尼，相關研究表明，雖然索拉非尼能夠抑制HCC 腫瘤細胞的進展，但長期服用會誘導HCC 對其產生耐藥，目前有許多學者探討了索拉菲尼在HCC 中出現耐藥的原因，認為可能是由PI3K/Akt/mTOR 信號通路介導 自 噬 所 致［3］。如Cao 等［4］研 究 發 現PI3K/Akt/mTOR 通路可通過抑制自噬增強肝細胞癌對索拉菲尼的耐藥。因此，索拉菲尼與PI3K/Akt/mTOR通路抑制劑聯合療法成為治療HCC 未來方向，如今此類研究在動物實驗中取得一定的成果。值得注意的是，索拉菲尼還可參與Hippo/YAP 信號通路在HCC 中發揮作用，相關研究證實，Hippo/YAP 信號通路在HCC 中介導自噬影響索拉非尼的療效［5］。因此，研究由索拉菲尼介導的PI3K-Akt-mTOR 途徑及Hippo/YAP 信號通路參與HCC 的細胞自噬與增殖等過程，進一步明確索拉菲尼的在HCC 中的耐藥機制，確定HCC 的新治療靶點，對未來HCC 臨床治療方面有著重要意義。

1 索拉非尼治療HCC 的機制

索拉非尼為一種廣譜酪氨酸酶抑制劑，是被美國食品和藥物管理局批準用于治療晚期HCC 患者的藥物［6］。其主要通過兩種方式來達到抗肝腫瘤的目的，其一，索拉非尼通過抑制Raf-1、B-Raf 和相關激酶在Ras/Raf/MEK 信號通路中的活性來抑制肝腫瘤細胞增殖活性［7］。其二，索拉非尼可以通過靶向肝細胞因子受體（c-Kit）、Fms 樣酪氨酸激酶（FLT-3）、血管內皮生長因子受體（VEGFR）-2、VEGFR-3、血小板衍生生長因子受體（PDGFR-β）和其他酪氨酸激酶來抑制血管生成，抑制肝腫瘤細胞攝取營養，致使肝細胞發生凋亡（圖1）［8］。如今，索拉非尼作為晚期HCC 靶向藥物已廣泛應用于臨床，在HCC 治療中發揮了巨大的作用。但不幸的是HCC 對索拉非尼的耐藥性的發展變得越來越普遍，主要是由于體內腫瘤微環境（EMT）的改變、表觀遺傳調節、癌癥干細胞、自噬以及相關通路之間的串擾參與了索拉非尼耐藥性［9］進而導致HCC 對其敏感性下降。目前索拉非尼在HCC 中產生耐藥機制已成為了當前的研究熱點，許多藥物還在研究與開發當中，相信在未來索拉非尼聯合療法可以提高本身敏感性，從而會改善其療效，緩解晚期HCC 病情進展。

圖1 索拉非尼治療HCC 機制過程Fig 1 Mechanism of sorafenib treatment of HCC

2 Hippo/YAP 信號通路與HCC 關系

Hippo 信號通路又稱“河馬通路”，其中Yes 關聯蛋白（YAP）是該信號通路中重要的轉錄因子，主要調節細胞的凋亡、增殖、維持細胞穩態等多種過程［10］，該通路的失調會促使多種癌癥的發生，相關研究顯示Hippo/Yap 信號通路的過表達或失調，可導致肝臟生長、主細胞擴增以及腫瘤發生［11］。然后，Hippo/Yap 與HCC 之間的關系主要通過自噬進行介導的，許多研究已證實了YAP/TAZ（具有PDZ序列的轉錄共激活因子）激活后，將會通過自噬方面，從而調控肝腫瘤細胞的增殖、侵襲和存活能力［12］，與此同時，Hippo/Yap 信號通路的過度激活，會抑制細胞自噬，從而降低相關靶向藥物（索拉非尼）治療HCC 的療效。因此，下將詳細介紹Hippo/YAP 信號通路介導自噬在HCC 中的作用。

2.1 Hippo/YAP 信號通路介導自噬參與HCC 的調控

Hippo/ YAP 與細胞增殖密切相關，并廣泛地參與調控臟器生長、細胞自噬、腫瘤的發生、轉移［13］。據相關研究闡述Hippo/YAP 被激活后，則會抑制自噬，從而導致肝臟組織重塑、原始細胞激活以及腫瘤發生，自噬對HCC 的具體調節機目前尚不明確［14］。有研究顯示，Hippo/YAP 被激活后，可促使TAZ 表達從而導致Armus 的表達上調，而Armus是自噬體周轉所需的RAB7-GAP，其表達增加會抑制自噬，從而增加自噬通量，導致腫瘤的發生［15］（圖2）。因此，Hippo/ YAP 異常激活可通過介導自噬促使HCC 細胞增殖。目前YAP 與自噬之間的關系日益受到醫學界的重視，有許多研究相關分子通過影響YAP 與自噬的之間作用，從而緩解HCC 病情。如Zeng 等［16］發 現 芹 菜 素 降 低 了YAP 的 表 達，從 而減少了HCC 的遷移和侵襲，并通過調節自噬相關基因的表達促進了HCC 細胞的自噬。同時，還包括相關基因的研究，如Wang 等［17］通過實驗表明lncRNA-ATB 可以通過調節YAP 活性和增加ATG5 表達來調控自噬，從而抑制HCC 細胞生長。此外，還有許多通過介導Hippo/YAP 信號通路參與自噬調控的因子尚未被研究或者正在研究中，望將來能夠有所突破，為HCC 患者提供更好、更有效的治療。

圖2 YAP/Hippo 信號通路與PI3K/AKT/mTOR 通路介導自噬在HCC 中的作用Fig 2 YAP/Hippo signaling pathway and PI3K/AKT/mTOR pathway mediate autophagy in HCC

2.2 索拉菲尼基于Hippo/YAP 信號通路介導自噬在HCC 中形成耐藥機制

自噬在癌癥耐藥性中有著極大的意義，相關研究表明，通過相關自噬類抑制劑抑制相關細胞自噬后，可增強癌細胞對抗藥物的耐藥［18］，具體而言，由于腫瘤細胞中YAP 被激活后，通過抑制ROS 產生并促使mTOR 蛋白的活化，進一步加強抑制ROS的激活，從而阻止自噬相關細胞死亡并促進相關耐藥性產生［5］，值得注意的是，腫瘤細胞在缺氧狀態下還可以誘導YAP 核易位，促進細胞存活以及藥物殺傷逃逸，并反式激活細胞凋亡的靶基因，從而導致索拉非尼耐藥［19］，因此，許多學者致力于研究惡性腫瘤在形成缺氧環境下對抗藥物耐藥性的治療策略，發現抑制抗氧化劑或恢復細胞內ROS 水平的藥物是解決問題的最佳選擇，研究發現蒽環類藥物和紫杉醇可以通過增加細胞內ROS 水平在一定程度上促進抗癌作用［20］。但由于它們具有很強的清除細胞內ROS 的能力導致其抗耐藥性失?。?1］。此類研究還在延續。而靶向YAP 藥物也可作為克服HCC 耐藥性的理想選擇。但尚未見相關研究報道，值得注意的是，索拉菲尼是目前治療HCC 的常規一線藥物，是否也會通過YAP 介導mTOR 通路抑制自噬導致肝腫瘤細胞對其出現耐藥性？Zhou 等［19］的關研究表明HCC 患者在長期服用藥物治療時會導致肝腫瘤組織周邊形成缺氧環境，這將導致HCC對索拉非尼耐藥性增強，而他汀類藥物能有效消除缺氧激活的YAP 蛋白作用，從而改善腫瘤組織缺氧微環境，致使HCC 細胞對索拉非尼的敏感性下降。因此，他汀類藥物與索拉菲尼聯合應用可能也成為未來的逆轉HCC 耐藥性的關鍵治療策列，但目前由Hippo/YAP 信號通路介導自噬在HCC 中對索拉非尼形成耐藥機制的相關研究較少，這可能會為索拉非尼耐藥性提供新的治療途徑。

3 PI3K/Akt/mTOR 信號通路與HCC 相關

PI3K/Akt/mTOR 通路對于細胞來說是一條重要的信號轉導通路，它不僅參與正常的組織細胞活動，通過調節正常細胞的活動過程如細胞周期、細胞增殖、凋亡和血管生成等，也與大多數腫瘤細胞活動有關聯，并且有研究證實PI3K/Akt/mTOR 信號通路與肝腫瘤細胞的發生、發展息息相相關，而介導自噬在HCC 中的影響中也有所關聯［22］。值得關注的是，PI3K/Akt/mTOR 通路還可影響HCC 相關靶向藥物如索拉非尼的療效，但通過參與自噬過程致使HCC 對索拉非尼耐藥方面也是眾多確立因素之一［23］。因此，以下將詳細介紹PI3K/Akt/mTOR 信號通路介導自噬對HCC 的影響。

3.1 PI3K/Akt/mTOR 信號通路介導自噬參與HCC 的調控機制

目前相關研究已證實，HCC 中的PI3K/AKT/mTOR途徑存在異常激活現象，且相關蛋白激酶（PI3K、AKT、mTOR 等）在HCC 中往往呈現高表達，為此造成HCC 治療預后較差［24］。原因是該通路被激活后可抑制肝腫瘤細胞發生自噬，促進HCC 相關細胞增殖，導致病情的惡化［25］。其主要作用機制過程是PI3K/AKT 通路激活后，導致mTOR 激酶發生活化，進而促使自噬相關復合物發生磷酸化（如ATG13）和ULK1/2），促使HCC 細胞增殖，同時，mTOR 激酶還可抑制激酶1 復合物（ULK1），抑制了自噬機制的發生。此外，PI3K/AKT 通路激活后，可導致Beclin 1 的相關位點（Ser295、234 位點）磷酸化，通過抑制自噬致使HCC 病情進一步發展［26］。因此，PI3K/AKT/mTOR 途徑在HCC 中的異常激活是目前導致HCC 進展的潛在機制，通過阻斷PI3K/AKT/mTOR途徑從而抑制HCC 是具有重要的臨床意義。有研究發現，Xue 等［27］通過Anemoside B4（AB4）抑制了PI3K/Akt/mTOR 軸，以增加相關自噬因子的表達從而誘導細胞凋亡及自噬，進而達到抑制HCC 作用。因此，PI3K/Akt/mTOR軸抑制劑得到了相當大的關注，如今在此方面已取得突破性的進展，而有趣的是，當前有許多學者正在研究相關RNA（如LncRNA ）介導PI3K/AKT/mTOR 在HCC 中 作 用［28］。但 目 前 來 說 對 相 關RNA 的研究仍不夠成熟，未來可能會研究出治療HCC 的 最 佳RNA 靶 點。

3.2 索拉菲尼基于PI3K/Akt/mTOR 信號通路介導自噬在HCC 中形成耐藥機制

HCC 對索拉非尼形成耐藥與許多復雜因素相關（如腫瘤微環境、相關遺傳因子、相關信號通路等），其中PI3K/AKT/mTOR 途徑異?；罨鹬匾?用［29］。研 究 發 現，PI3K/AKT/mTOR 是 導 致 許多藥物出現耐藥性的重要途徑，主要是通過介導的自噬而發揮作用。如Cao 等［30］研究發現，在HCC 中PI3K/AKT/mTOR 和自噬途徑的異常激活，是促使索拉非尼耐藥的最重要因素。同時，也有研究表明PI3K/AKT/mTOR信號通路在索拉非尼耐藥機制中細胞自噬相關［31］，此外，索拉非尼長期使用后致使自噬體的不斷沉積，從而影響其療效，如Shimizu 等［32］發現通過索拉非尼治療HCC 后，其自噬體逐漸累積和以及自噬通量發生活化，如LC3 脂質增加以及Huh62、HLF、細胞自噬底物 p5 明顯下降，從而促進肝細胞存活并限制索拉非尼效率。因此，克服該藥物的耐藥性的主要策略是聯合治療；也就是說，兩種藥物以不同的方式抑制一個或多個關鍵信號通路，從而阻斷耐藥機制。如Kirstein 等［6］通過使用mTOR抑制劑后可改善HCC 對索拉非尼的敏感性，從而增強抗腫瘤作用，同時，Dai N 等［34］研究發現一種名為辣椒素的抑制劑，可通過抑制PI3K/Akt/mTOR 分子途徑的，從而促進Beclin-1 和LC3（自噬相關因子）的表達，引起細胞自噬，從而使肝腫瘤細胞對索拉非尼耐藥性性發生逆轉。因此，索拉非尼聯合治療可以抑制HCC 細胞的生長，侵襲和轉移，并以協同方式誘導自噬，此治療方式作為HCC 治療選擇最佳的潛力。

4 討論

Hippo/YAP 信號通路與PI3K/AKT/mTOR信號通路參與細胞凋亡、增殖、分化、代謝等病理生理過程，而值得關注的是，這兩條通路在HCC 中處于異常激活狀態，并促使腫瘤細胞發生、發展。同時、它們可與自噬之間建立了聯系，致使HCC 對多種靶向藥物產生了耐藥，導致晚期HCC 患者生存率逐年下降。目前有相關文獻表明通過相關信號通路抑制劑抑制PI3K/AKT/mTOR 途徑以及Hippo/YAP 信號通路可提高HCC 對相關靶向藥物的敏感性。因此聯合療法也正在逐漸取代單一治療，成為治療相關腫瘤疾病的重要手段。值得注意的是，索拉非尼仍是目前治療肝細胞癌的標準一線選擇，已廣泛應用于臨床中，但由于患者長時間服用出現耐藥現象，且只在一部分患者療效效果明顯。因此許多研究者也致力于研究HCC 對索拉非尼的耐藥機制，目前索拉非尼在治療肝癌時可能會通過Hippo/YAP 信號通路與PI3K/AKT/mTOR 通路介導自噬從而發生耐藥，或許未來的研究重點可側重于索拉非尼與PI3K / AKT / mTOR 信號或YAP/Hippo 信號自噬軸之間的關聯性，這將有助于相關信號通路抑制類藥物以及蛋白、基因等眾多治療手段的開發，并與索拉非尼聯合后可能成為治療HCC 的最佳選擇之一。

綜上所述，本文主要列舉了Hippo/YAP 通路及其PI3K/AKT/mTOR 信號通路各自在相關癌細胞中調控自噬來控制肝癌細胞對索拉非尼耐藥的的相關機制，并簡要概述了兩條通路具有相關共通點，為肝癌的發病機制，癌細胞轉移、癌癥預后、對靶向藥物耐藥性方面提供了新的看法和新的分子學基礎?；蛟S將PI3K / AKT / mTOR 信號通路或Hippo/YAP 信號自噬軸抑制劑與索拉菲尼聯合使用是治療HCC 潛在最佳選擇。

作者貢獻度說明：

曹智：主要進行文獻查找，翻閱，記錄，寫作等工作；武金才：文章整體把控及內容審校；周塏，劉路政：提供文章修改意見；陳騁，梁賢文：課題組成員，提供所在領域文獻和相關領域修改意見。

所有作者聲明不存在利益沖突關系。