瞬時受體電位信號通路在肝細胞癌中的表達及生物學功能

吳智鵬 張鈺琴 王明剛 張榮臻 毛德文

1廣西中醫藥大學研究生院（南寧 530200）；2廣西醫科大學基礎醫學院細胞生物學與遺傳學教研室（南寧 530021）；3廣西中醫藥大學第一附屬醫院肝病科（南寧 530023）

肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是全球最常見的致死性惡性腫瘤，占原發性肝癌患者的75% ～ 85%。在中國，HCC 在惡性腫瘤中的發病率及病死率分別為第4 位和第2 位，遠高于世界平均水平［1］。過去幾十年中，HCC 的診斷和治療取得了長足的進步，經肝動脈化療栓塞術和射頻消融術已成為治療中晚期肝癌的推薦方法，但診斷較晚以及治療后高復發仍是HCC 長期預后不良的重要原因［2］。當前，HCC 的治療正在從傳統的外科手術切除、肝移植術、局部治療（導管動脈化療栓塞、射頻消融、微波消融、經皮無水乙醇注射）、放射治療向系統化療、生物靶向治療及新型免疫治療治療轉變［3］。瞬時受體電位（transient receptor potential，TRP）通路在HCC 細胞中的異常表達和活性，使得其有望成為腫瘤治療的一個有效靶點，為HCC 的精準防治提供指引。

1 TRP 通路的結構與功能

TRP 通路首次發現于因視力受損而發生基因突變的果蠅中［4］。目前，在哺乳動物中已經鑒定出大約30 種不同的TRP 通路，根據其氨基酸序列同源性可細分為：TRPC1-7、TRPV1-6、TRPA1、TRPM1-8、TRPP2-5、TRPML1-3、TRPN［5］。在結構上，TRP 通路是一個四聚體復合物，由6 個跨膜結構區（TM1-TM6）以及位于胞內的-NH2和-COOH末端組成，并在TM5 和TM6 之間形成一個允許離子通過的孔道，跨膜結構區與孔道之間相互連接最終構成了一個陽離子傳導通路。在功能上，TRP 通路是一組非選擇性的陽離子通路，參與痛覺、冷覺、溫熱覺、視覺、味覺等生理功能的調控，對維持內環境的穩定具有重要意義。最近的研究表明TRP 通路介導HCC 細胞增殖、遷移、凋亡以及腫瘤血管生成等腫瘤發生發展的關鍵病理過程。事實上，Ca2+濃度依賴是抑制或增強TRP 通路表達的重要方式，TRP通路通過調節細胞內離子水平參與HCC 發病機制［6］。例如，HCC 細胞的增殖以Ca2+濃度的升高和Ca2+效應物的激活為特征，HCC細胞在細胞周期中的進展以Ca2+振蕩為特征［7］。

2 TRP 通路在HCC 中的表達

在HCC 數十年的發生發展過程中，從肝細胞損傷、炎癥、纖維化和進一步肝硬化到最終形成惡性腫瘤，TRP 通路的異常表達和功能障礙不容忽視［8］。早在2008 年，EL BOUSTANY 等［7］通過實驗研究證實TRPC6 在HCC 組織的表達水平遠遠高于在正常肝組織中的表達水平。此后，諸多研究陸續證明TRP 通路的相關亞型（TRPC6、TRPC7、TRPV1、TRPV2 和TRPV4）在HCC 組織樣本中表達水平均有不同程度升高或者降低，見表1。無論是過表達還是下調，TRP 通路在HCC 中的異常表達都與疾病進展有關。MIAO 等［9］研究發現TRPV1 mRNA 和蛋白水平與組織病理學分化相關，表達水平隨著細胞分化程度的降低而降低，且單因素分析結果顯示TRPV1 的高表達與較長的無病生存期相關。LIU 等［10］研究已證實TRPV2 的表達與門靜脈侵犯、組織病理學分化之間顯著相關。另有研究發現82 例TRPV6 低表達組的患者無進展生存期較短，常見于腫瘤較大（P= 0.014）、肝內轉移（P= 0.002）和血清AFP 水平高（P= 0.015）的患者，與不良預后密切相關［11］。此外，WANG 等［12］利用Kaplan-Meier Plotter 進行生存分析結果顯示HCC患者中TRPC2、TRPC6、TRPC7、TRPM1、TRPM3、TRPM7、TRPM8、TRPV1、TRPV5、TRPA1 的表達水平與生存率有顯著相關性（HR＜ 1，P＜ 0.05），而TRPC1、TRPC3、TRPM6 與較差生存率顯著相關（HR＞ 1，P＜ 0.05）。綜上所述，TRP 通路在HCC中的異常表達，使其有望成為治療干預本病的潛在靶點或診斷標志物，同時也為評價患者預后提供更多有效信息。

表1 TRP 通路在HCC 中的表達Tab.1 Expression of TRP channels in HCC

3 TRP 通路在HCC 中的作用機制和功能

3.1 TRP 通路參與肝臟慢性炎癥-纖維化進展臨床上，許多HCC 患者常有罹患肝病的病史，由慢性肝病引起的HCC 是導致本病病死率居高不下的重要因素，而肝纖維化的存在與發展促使慢性肝病向肝硬化，甚至肝癌的病理轉變［16］。因此，逆轉肝臟慢性炎癥-纖維化發展進程是決定HCC臨床轉歸形式的決定性因素，TRP 通路與這一動態過程的關系則不可忽視。MIAO 等［9］研究結果顯示TRPV1 蛋白表達在肝硬化（31/38，81.6%）樣本中顯著高于正常肝（0/2，0%）、慢性肝炎（6/22，27.3%），說明TRPV1 蛋白的過表達與肝臟從正常狀態到慢性肝炎再到肝硬化這一病理生物學過程密切相關。LIU等［17］通過免疫組化染色顯示TRPM8表達在肝硬化患者和纖維化小鼠的組織樣本中顯著上調，進一步研究發現TRPM8 缺失能有效減輕小鼠的炎癥和纖維化進展，防止其進一步發展為肝硬化，甚至HCC，其作用機制與S100A9-HNF4α信號傳導對炎癥、膽管病和纖維化發揮保護作用有關。此外，TRPM8 的特異性抑制劑M8-B 的治療在CCl4和BDL 誘導的小鼠模型中顯示出抗纖維化潛力［17］。這些發現表明TRPM8 可能是肝纖維化的新治療靶點，而M8-B 可能是一種很有潛力的肝纖維化治療候選藥物。

3.2 TRP通路與HCC細胞增殖 HCC細胞與正常細胞不同，具有無限復制的潛能，影響其不斷增殖的分子細胞潛在機制值得研究。EL BOUSTANY等［7］通過細胞實驗發現過表達的TRPC6 能促進人HCC 細胞Huh-7 和HepG2 的增殖，其作用機制為內皮生長因子和肝細胞生長因子增加TRPC6 表達水平從而激活鈣池操縱性鈣內流（store-operated calcium entry，SOCE）功能致使HCC 細胞內鈣離子濃度增加，并且Orai1 和STIM1 在其中也起到協同作用。無獨有偶，SELLI 等［18］同樣通過細胞實驗研究證實TRPC1 亦能通過調控SOCE 的功能參與HCC 細胞的增殖，下調TRPC1 雖不能影響HCC 細胞Huh7 的遷移，但能抑制SOCE 功能從而抑制人HCC 細胞Huh7 的增殖。由此可見，肝細胞內鈣離子的平衡紊亂為HCC 的發生發展提供了特殊的微環境，細胞內鈣離子濃度的變化可能是影響腫瘤細胞增殖程度和速度的重要因素。因此，在一項對來自替貝利蝸牛的毒液肽Tv1 的研究中發現，Tv1 能通過與HCC 細胞膜結合并調節TRPC6 和TRPV6 離子通路從而抑制小鼠HCC 細胞的增殖并顯著降低Tv1 處理的同系荷瘤小鼠的腫瘤大小，其作用機制與COX-2 表達降低和PGE2 釋放減少抑制鈣離子內流進入HCC 細胞有關［19］。此外，SELLI 等［20］研究發現下調TRPC1 通路進而抑制HCC 細胞的增殖的主要機制可能還與 MAPK 信號基因的改變有關。

3.3 TRP 通路與HCC 細胞侵襲、遷移 腫瘤轉移是HCC患者死亡的主要原因，細胞遷移和侵襲是腫瘤轉移的兩個先決條件。在研究中，CHEN 等［21］發現TRPM7 在25 種HCC 細胞系中表達水平較高，同時發現緩激肽能通過TRPM7 和MMP2 促進HCC細胞HepG2 的遷移和侵襲，其作用機制與緩激肽可以上調TRPM7 的表達并動態調節HepG2 細胞中非肌肉肌球蛋白ⅡA 重鏈（NMHC-ⅡA）Ser-1943的磷酸化有關。XU 等［13］研究表明NCX1/TRPC6 復合物的形成和激活對HCC 細胞的遷移、侵襲和肝內轉移起著重要作用，其細胞和分子作用機制與人HCC 細胞HepG2 和Huh7 中TGF-β 通路調節細胞內Ca2+濃度使得NCX1 和TRPC6 增加從而誘導TRPC6/NCX1 分子復合物的形成有關。

3.4 TRP 通路與HCC 細胞凋亡 線粒體凋亡通路是細胞凋亡信號傳導的主要通路之一，凋亡蛋白Bax 和抑制凋亡蛋白Bcl-2，Bax/Bcl-2 比值是決定癌細胞凋亡易感性的重要指標。Bax 表達受腫瘤抑制基因p53 的調控并能激活caspase-3 與caspase-9，最終達到凋亡途徑的“不歸路”。相反，細胞凋亡抑制蛋白Bcl-2 則為細胞提供生存信號。多項研究發現TRPV1 的阻滯劑辣椒素能誘導HCC細胞HepG2 的凋亡，這與HepG2 細胞內Ca2+生成、Bax/Bcl-2 比率升高、caspase-3 活性升高有關［22-23］。同樣，CHEN 等［24］研究發現恒定磁場聯合辣椒素通過離子通路TRPV1 不僅抑制了HCC 細胞HepG2的增殖，而且誘導HCC 細胞凋亡，其作用機制為恒定磁場增加了辣椒素與TRPV1 通路的結合效率、提高了HepG2 細胞中的Bax/Bcl-2 比率與caspase-3 水平。此外，FANG 等［15］研究發現TRPV4的拮抗劑HC-067047 能對HCC 細胞中的TRPV4 通路進行藥理學抑制并通過對EMT 過程的抑制和使p-ERK 失活誘導細胞凋亡。

3.5 TRP 通路與HCC 干細胞生成 HCC 干細胞的生成與HCC 的惡性表型密切相關，它們既有干細胞自我更新、快速增殖的能力，又有HCC 細胞的侵襲性和致瘤性，具有產生異質性腫瘤的能力，在HCC 的發生和發展中起著舉足輕重作用［25］。HU 等［26］研究發現TRPV2 的表達與CD133 和CD44的表達呈負相關，對HCC 細胞系的干性產生影響。在HCC 細胞HepG2 中敲低TRPV2 后，能提高HCC 干細胞的球形成率和集落形成率，并升高HCC 干細胞標記物CD133、CD44 和ALDH1 表達水平；在TRPV2 過表達的HCC 細胞SMMC-7721 中所觀察到的效果則相反［26］。因此，TRPV2 的激動劑丙磺舒和拮抗劑曲尼司特分別能顯著抑制或促進HepG2 移植瘤的生長。HCC 干細胞被認為是新型HCC 療法的關鍵靶標，為將來進一步揭示TRPV2通路調控HCC 的作用機制提供新的科學思路。

3.6 TRP 通路與HCC 血管生成 HCC 具有豐富的脈管系統，腫瘤血管生成在HCC 的發生發展中起著重要的作用。新生血管在滋養HCC 組織的同時也促進了HCC 的全身轉移，因此抑制血管生成、促進血管正?；恢笔荋CC 靶向治療的研究熱點。索拉非尼是最早用于HCC 治療的抗腫瘤血管生成靶向藥物，研究發現與單用索拉非尼相比，TRPV1 的阻滯劑辣椒素與索拉非尼聯用能顯著抑制對HCC 細胞HepG2 和Huh-7 的生長，同時研究還發現Akt 的激活可能是索拉非尼獲得性耐藥的原因，而辣椒素能抑制Akt 的激活［28］。THOPPIL等［29］發現TRPV4 通路能通過選擇性抑制腫瘤內皮細胞的增殖來調節HCC 血管生成。進一步實驗研究發現TRPV4 的激活劑GSK1016790A 與順鉑聯用顯著抑制野生型小鼠的腫瘤生長，這與TRPV4 能通過調節Rho 通路的活性來抑制HCC 血管生成密切相關［30］。這些研究結果表明TRP 通路是HCC 血管生成的關鍵調節因子，并為抗血管生成和血管正?；委熖峁┝诵碌陌悬c。

4 結語

近年來，TRP 通路作為肝癌的關鍵參與者，在HCC 細胞中的表達和功能已有報道。迄今為止，對TRP 通路功能的研究結果表明TRPC1、TRPC6和TRPV6 參與HCC 細胞增殖，TRPC6 和TRPM7 參與HCC 細胞遷移和侵襲，TRPV1 和TRPV4 參與HCC 細胞凋亡，TRPV2 對HCC 細胞系的干性產生影響，TRPV1 和TRPM8 通路參與肝臟慢性炎癥-纖維化發展進程，一些TRP 蛋白的表達改變，包括TRPV1、TRPV4 可能在抑制腫瘤血管生成中發揮作用。因此，靶向TRP 離子通路有望成為治療HCC 的新途徑，而尋找并研發特異的TRP 通路激動劑或阻斷劑是當前的重要任務。但是研究者們對TRP 通路抗腫瘤機制尚知之有限，還需要更多的研究擴大對TRP 通路參與HCC 發生及發展病理生理機制的認識。除了作為抗HCC 藥物潛在靶點的用途外，TRP 通路在癌性疼痛，尤其在HCC 引起的無法忍受的疼痛及治療中的作用研究還有待進一步深入。

【Author contributions】MAO Dewen and ZHANG Rongzhen designed the research ideas.WU Zhipeng and ZHANG Yuqin wrote the article.WANG Minggang revised the article.All authors read and approved the final manuscript as submitted.

【Conflict of interest】The authors declare no conflict of interest.