肝癌差异表达基因研究进展

国外医学外科学分册 2002年第2期第29卷

肝癌；癌基因；抑癌基因；差异表达　王征旭；胡桂芳（综述）；王红阳；吴孟超（审校）

关键词：兰州军区总医院普外科；兰州；730050；第二军医大学东方肝胆外科医院；上海；200433

　　摘要：目前发现大量的癌基因、抑癌基因，或相关基因参与肝癌的发生、发展，在肝癌组织、癌旁肝组织、正常肝组织之间，在RNA、蛋白水平都存在众多的差异表达基因，认识这些基因及其转录、调控的分子机制，对于提示肝癌的发病机制具有重要意义，本文就该领域的研究进展进行综述。原发性地细胞癌（HCC）的发生、发展和其他恶性肿瘤一样，有众多的癌基因、抑癌基因参与其中，某些致病因子（如HBV、HCV感染等）可导致正常肝细胞基因的扣内务，既可引起癌基因的激活，又能引起抑癌基因的失活，这种平衡的破坏，是肝癌发生的分子生物学基础。参与肝癌异常表达的基因主要有突变、生排、倒位、缺失、插入失活、表达差异、异常剪切等等形式，本文主要探讨某些癌基因、抑癌基因等在肝癌组织中的差异表达改变。

　　1、在肝癌组织中异常表达的抑癌基因

　　1.1P21基因 Hui等分析发现在38.1%(8/21)的肝癌组织中P21 mRNA的表达水平低于癌旁肝组织，并发现HCC中P21基因的表达改变受P53基因的调节。Furutani等也发现肝癌组织中P21 mRNA的表达水平明显降低。Naka等用免疫组化染色法分析发现肝癌组织中P21蛋白低表达的百分率是33%（42/126）。

　　1.2P16基因 Hui等发现P16蛋白在HCC细胞系组织中缺失的频率分别是50%（3/6）和34%（11/32），而Northern杂交却未见P16 mRNA的表达改变，即使P16蛋白缺失的标本，癌和癌旁肝组织之间也无RNA水平的表达差异，提示P16基因在HCC中的失活机制发生地转录以后。

　　1.3P27基因 Hui发现52.4%（11/21）的肝癌组织中存在P27 mRNA的低表达，提示P27 mRNA低表达与HCC的发生、发展密切相关。

　　1.4P53基因 Rashid等分析我国上海和启东地区的24例HCC标本，发现有23例存在P53基因的异常，包括P53基因突变12例，P53蛋白过表达13例，有染色体17p发生LOH(loss of heterozygosity)17例。Fujimoto等研究发现我国P53基因突变和LOH发生率是78%（26/34），提示P53基因的异常表达在我国与HCC的发生密切相关。

　　1.5PTEN基因 国内王红阳等对PTEN基因在肝癌中的表达进行了研究（待发表资料），发现3例HCC癌组织中有4例存在该基因的突变，均应于内含子区域；Northern杂交发现PTEN在HCC中有4.8、2.0、1.8kb三个转录子，其中4.8kb和1.8kb的转录子在肝癌组织中的表达水平低于癌旁肝组织，2.0kb的转录子在肝癌组织中的表达水平高于癌旁肝组织。

　　1.6Rb基因 Hsia等研究发现25例HCC标本中有8例Rb蛋白异常表达：5例无Rb蛋白表达，3例Rb蛋白在＜1%的肝癌细胞中表达；3个HCC细胞系中均无Rb蛋白低表达，且与肝内肿瘤转移相关。Ashida等用微卫星标记检测Rb基因，发现25例肝癌伴肝硬化的肝癌组织中11例存在LOH，其中8例癌旁肝组织的大部分肝硬化结节中也存在Rb基因的LOH，提示Rb基因的LOH与肝癌伴肝硬化密切相关。

　　1.7APC基因 APC基因的突变在HCC中很少发生，但是在肝细胞腺瘤中较常见。Fujimoto等研究25例我国启东地区HCC标本，发现APC基因LOH仅占7%。

　　1.8SIRP基因 SIRP（signal regulatory proteins）基因广泛表达在多种组织细胞内。国内李宝安等对SIRPα在HCC内的表达进行了研究，发现肝癌组织中SIRPα表达降低占60%（36/60），且SIRPα在肝癌中的低表达与肿瘤大小、有无癌栓形成密切相关；体外研究发现转染野生型SIRPα基因的肝癌细胞系。其生长受到明显抑制。

　　1.9RIG-E基因 RIG-E（retinoic acid-induced gene E）基因是国内陈竺等从全反式维甲酸诱导的早幼粒细胞性白血病细胞中分离得到。Kondoh等用Northern杂交分析发现该基因在肝癌组织中的表达水平明显降低。

　　1.10FHIT基因 FHIT（fragile histidine triad）是一新发现的肿瘤抑制基因。Yuan等发现64.3%(9/14)的肝癌细胞系存在FHIT基因的低表达，但无碱基突变；免疫染色发现50%（5/10）的肝癌细胞系中无FHIT蛋白的表达罪魁位杂交发现29.4%（10/34）的肝癌组织中存在FHIT第5外显子的缺失，61.5%（8/13）的肝癌细胞系中存在LOH或染色体转位，提示FHIT基因的异常表达与HCC密切相关。Schlott等发现FHIT基因的缺失在肝癌组织、局灶性结节增生（FNH）、正常肝细胞的发生率分别是7/10、2/10、2/10，其中第5～7和5～8两个外显子的缺失在HCC和FNH中无存在，提示这两个外显子的缺失可能与肝细胞的增生有关。

　　1.11P73基因 P73基因是新发现的肿瘤抑制基因，所编码蛋白质与P53蛋白高度同源。Mihara等用RT-PCR法研究发现P73 mRNA在所有48对肝癌、癌旁肝组织中均低表达（Northern杂交检测不到），其中在肝癌组织中LOH的发生率是20%（5/25），SSCP法分析未见该基因的突变，提示P73基因的LOH可能和HCC的发生有关。

　　2、在肝癌组织中异常表达的癌基因

　　2.1MXR7基因 MXR7基因定位于性染色体上，与人发育调控基因Glypican3(GPC3)同源。Hsu等发现MXR87 mRNA在肝癌组织中表达阳性率是74.8%（143/191），而在癌旁肝组织中表达阳性率却只有3.2%（5/154），其阳性表达与血清AFP分泌水平、肿瘤低分化、包膜浸润密切相关。国内周学平等研究发现 mXR7 mRNA在肝癌组织中表达阳性率是76.7%（23/30），在癌旁肝组织表达阳性率却只有13.3%，在AFP阴性肝癌病例中仍有90%（9/10）的标本可检测到MXR7 mRNA的表达，提示MXR7的异常表达可能是HCC发生的早期基因改变。

　　2.2C-myc基因　　C-myc基因及其表达产物在HCC中普遍表达。Lemmer等用黄曲霉素B1诱发大鼠原发肝癌，发现C-mycmRNA从喂饲后3周开始表达水平明显增加，提示C-mycmRNA的表达水平增加，可能是大鼠HCC发生的早期遗传改变。

　　2.3cyclin D1基因　Zhang等用Southern杂交和免疫组化法研究发现，在HCC癌组织中cyclin d1基因扩增和蛋白过表达的发生率是13%（4/30）。Nishida等研究发现cyclin d1在HCC中扩增的发生率是11%（5/45），并与其RNA的过表达相关，可能是HCC发生的后期事件。

　　2.4β-catenin基因 Terris等发现β-catenin基因第3外显子在HCC的突变率是19%（14/73），其中14例存在β-catenin基因突变的标本，有10例存在β-catenin蛋白的过表达，提示β-catenin基因致癌机制，主要是因突变导致β-catenin蛋白稳定性增加，β-catenin蛋白聚集所致。Huang等用SSCP法研究发现β-catenin基因在HCC中突变率是41%（9/22），9例有β-catenin基因突变的标本，都同时有β-catenin蛋白的过表达。

　　2.5MAGE、GAGE-1、GAGE-2基因 这三个基因最早是从人黑色素瘤中得到，又称黑色素瘤抗原基因。Suzuki等发现肝癌组织中MAGE-1基因表达率是30%（18/60），MAGE-2表达率是15%（9/60），MAGE-3表达率是25%（15/60）；31.7%(19/60)的标本至少表达一种MAGE基因，13.3%(8/60)的标本表达全部3种MAGE基因，而60例癌旁肝组织均无MAGE基因的表达，提示MAGE基因可作为肝癌基因治疗的候选靶基因。Schlott等研究发现GAGE-1、GAGE-2基因在10例肝癌标本中有10例正常肝组织达（无基因突变），10例FNH标本和10例正常肝组织中均无这两个基因的表达，提示GAGE-1、GAGE-2基因可作为鉴别诊断肝脏良恶性肿瘤的基因标记之一。

　　2.6c-erbB-2(neu)基因 Collier等发现26例HCC标本仅2例能检测到该基因编码蛋白的表达，Northern杂交7例肝癌组织中均无c-erbB-2 mRNA的表达，认为c-erbB-2基因的异常表达可能与HCC的关系不密切。

　　2.7MDM2基因 mDM2基因编码具有多种功能的磷酸蛋白，在细胞分裂和转录调控中发挥重要作用。Schlott等发现MDM2mRNA在10例HCC、10例FNH、10例正常肝组织中均表达，但MDM2基因仅在HCC中发生突变，突变率是30%（3/10），并发生在锌指结构区，而在FNH、正常肝组织中均无该基因的突变，提示MDM2基因的突变与HCC的发生相关。Qiu等研究发现MDM2基因在肝癌组织中高表达，23例HCC中有6例存MDM2基因的表达水平高于癌旁肝组织，其表达与HCC的浸润能力有关。

　　作者本人最近用DDPCR技术克隆了两个肝癌正相关新基因全长，分别命名为STW-1（HCCA2）和STW-2（HCCA3），其中STW-1仅在肝癌组织中高表达，阳性率是79%（34/43），而在正常肝组织和癌旁肝组织中均不表达；STW-2基因在肝癌组织和癌旁肝组织中均不表达；STW-2基因在肝癌组织和癌旁肝组织中均表达，但在癌组织中的表达强度明显高于癌旁肝组织，阳性率是78%（33/42）；两上新基因的表达与肝癌细胞的浸润和增殖能力有关，可能是HCC发展的晚期遗传改变。

　　3、与肝癌相关的生长因子及其受体基因

　　3.1TGF-β Abou等发现三种类型的TGF-β mRNA均在肝癌组织中高表达，但在正常肝组织中低表达，而这三种TGF-β受体的表达水平无明显改变；免疫组化染色可见TGF-β蛋白在肝癌和癌旁肝组织中均高表达，而在正常肝组织中不表达或低表达。Lemmer等用黄曲霉素B1诱发的大鼠肝癌，发现TGF-β₁从喂饲后3周开始表达水平明显增高，同时TGF-β₁蛋白的表达水平亦明显增加，提示TGF-β₁表达水平增加可能是大鼠HCC发生的早期事件。

　　3.2EGFR基因 即c-erbB-1基因，正常情况下主要分布在上皮来源组织中，在正常组织中几乎不表达，在人肝癌旁肝组织中表达一般增加。Romach等分析自然形成的小鼠HCC癌组织中EGFRmRNA的表达，发现EGFR mRNA在91%（21/23）的肝癌组织中表达减少，提示EGFR表达降低可能在小鼠肝癌的形成中起重要作用。

　　3.3IGF-Ⅱ基因 IGF-Ⅱ主要由肝脏产生，成年人肝脏只表达一年5.3kb的转录子，胎肝有6kb和5kb两个转录子。人肝癌组织中IGF-Ⅱ mRNA、蛋白质的表达水平一般均为较癌旁肝组织明显升高。Irene等用Northern印迹杂交分析发现，30例HCC标本仅有2例存在5.3kb的转录子，有12例出现6、5kb的转录子，而对应癌旁肝组织有93.3%表达5.3kb的转录子（无6、5kb转录子），且IGF-ⅡmRNA的表达与HCC细胞的浸润能力相关。

　　3.4M60/IGF2R基因 有文献报道M6P/IGF2R（mannose-6-phosphate/insulin-like growth factor 2 receptor）在18%～33%的HCC中发生突变，在无肝硬化、肝炎病毒阴性的肝癌病人，M6P/IGF2R发生LOH的频率是69%（11/16），有LOH的肝癌病人，25%发生另一等位基因的点突变，提示该基础可能在HCC的发生、发展中扮演肿瘤抑制基因的功能，并可能是HCC发生的早期基因改变。

　　4、在肝癌组织中异常表达的其他基因

　　4.1GNMT基因 Chen

　　GNMT(glycine-N-methyltransferase，氨基乙酰甲基转移酶)基因高度同源；该作者又检测了四个人类肝癌细胞系，均未发现该基因的表达；免疫组化证实GNMT蛋白仅在癌旁肝组织中表达；免疫组化证实GNMT蛋白仅在癌旁肝组织中表达，而在肝癌组织中却不表达。

　　4.2galectin 4(Gal-4) Gal-4属β-半乳糖苷结合凝集素家族，是一种可溶性蛋白。Kondon等首次报道Gal-4（1.2kb）与HCC的关系，发现5例HCC组织中有4例存在Gal-4 mRNA在肝癌组织中明显高表达，而对应癌旁肝组织却低表达。

　　4.3UGT（UDP-glucuronosyltransferase）基因 Strassburg等研究发现UGT1A基因在肝癌组织中表达降低，而Kondoh等发现5例肝癌标本中UGT2B4（2.5kb）的表达均明显高于癌旁肝组织。UGT对化疗药物有抵抗作用，推测不同的UGT亚型可能在肝癌的发生中扮演不同的角色。

　　4.4rpP0基因 已有文献报道rpP0(ribosomal phosphoprotein P0)基因在肝癌组织中高表达，Kondoh等发现5例HCC组织中rpP0基因(1.2kb)的表达均明显高于癌旁肝组织，且与HCC的组织学分级有关。

　　4.5Dek基因 Dek基因是一种DNA结合核蛋白，最早从急性髓性白血病细胞中分离得到。Kondoh等分析发现5例肝癌组织中Dek(2.7kb)的表达水平均明显高于癌旁肝组织，且与HCC的组织学分级有关，并发现Dek基因可能是通过抑制P53基因的功能而发挥癌基因的作用。

　　4.6IGFBP基因 IGFBP(insulin-like growth factor binding protein)基因与肿瘤的关系密切，其编码蛋白能调节IGF与其受体的结果。Kondon等发现5例肝癌组织中有4例存在IGFBP-1的表达水平升高。

　　4.7Vitronectin基因 vitronectin是一种粘附蛋白，在体外能导致正常细胞或肿瘤细胞的粘附和播散。Jaskewickz等发现肝癌患者Vitronectin和其他细胞外基质蛋白的表达水平增加，并能刺激肝癌细胞的侵袭和转移。Kondon等发现80%（4/5）的肝癌组织中存在Vitronectin(1.6kb)的表达水平明显高于癌旁肝组织。

　　4.8CYP3A4基因 CYP3A49（cytochrome p450 nifedipine oxidase）在化学致癌过程中发挥重要作用。Kondon等分析发现CYP3A4（2.2kb）基因在5例癌旁肝组织，3例肝癌组织中表达升高，而在2例正常肝组织中表达水平较低，认为CYP3A4基因可能在慢性肝损伤、肝脏癌前病变中发挥一定的作用。

　　4.9AR(aldose reductase)家族基因 Scuric等用DDPCR技术克隆了一个醛糖还原酶家庭基因，与人醛糖还原酶基因62%同源，该基因在5例肝癌组织中均高表达，而在对应癌旁肝组织中却低表达。

　　4.10E-cadherin基因 E-cadherin（上皮型钙粘着蛋白）基因在HCC中频繁出现LOH或甲基化。Zhao等用免疫组化研究发现E-cadherin蛋白的表达与HCC的分极相关，在分化程度低，尤其是小梁型或腺泡型生长方式中较易检测到该蛋白的表达。

　　4.11端粒酶基因 Takahashi等研究发现端粒酶基因hTERT mRNA在大部分肝癌组织中表达、癌旁肝组织中却不表达（P＜0.01），其表达水平与端粒酶的活性相关（P＜0.01）；端粒酶基因hTERT mRNA在肝癌和癌旁肝组织中都表达，但在肝癌组织中的表达水平高于癌旁肝组织（P＜0.01）。

　　4.12与aryl-dialkyl-phosphatase高度同源的肝癌相关基因 顾建人等利用DDPCR技术克隆了与肝解毒功能有关的芳基-二烷基-磷酸酶（aryl-dialkyl-phosphatase）高度同源基因，Northern杂交证实该基因在正常肝组织中高水平表达，在癌旁肝组织中表达水平降低，而在肝癌组织中不表达或低表达，提示该基因可能起抑癌基因的功能。