1、肝细胞生长因子肝细胞生长因子(HGF)是间质来源的细胞因子,在刺激内皮细胞和肿瘤细胞增殖和运动性方面具有很强的作用,引起了众多学者的关注,并把HGF作为肝病学分支中的生长因子进行研究。肝细胞肝癌(Hepatocellular Carcinoma HCC)的发生是多步骤、多阶段、多基因改变的共同结果,常伴有明显的慢性肝炎与肝硬化。在肝炎、肝硬化和HCC患者均可见血HGF增加。一、HGF简介(一)HGF的基因结构与蛋白结构 HGF基因全长约70kb,有18个外显子和17个内含子,位于人染色体。从人类HGF基因转录的mRNA有4种、和。和的基因序列是一样的,只是3非编码区的DNA长短不一样。这是mR
2、NA的拼接不同而致的HGF的多型性。HGF蛋白是1984年日本Nakamura和1985年美国Michalopoulos分别报道。1986年自重症肝炎病人血浆中纯化出HGF,证实它是由分子量60KD的重链与30KD的轻链经s-s结合的肽链结构。HGF在细胞内合成由728个氨基酸残基组成的多肽Pro-HGF为非活性型,信号肽(31个氨基酸残基)被切除后分泌至细胞外,在Arg407-Val408间切断,重链和轻链再通过s-s结合形成活性的HGF。重链的氨基末端是焦谷氨酸,近氨基末端为发夹环及4个环饼结构;轻链具有与丝氨酸蛋白酶功能域相同的序列。另外,还存在HGF的变异分子,主要是第一环饼结构中缺失
3、5个氨基酸的变异分子(dHGF),其生物活性与HGF几乎无差异。(二二)HGF的表达与调节的表达与调节 HGF在许多细胞中产生,组织分布广泛,自分泌、旁分泌是其主要的分泌途径。在人类HGF存在于肝、肾及胎盘中,大鼠在脾、肺及脑中也有发现。肝脏内非实质细胞如库普弗(kupffer)细胞、肝星状细胞、血管内皮细胞、炎症细胞、肝实质细胞和肝内上皮细胞等都能产生HGF,肝癌组织中HGF主要由肿瘤间质内的肌纤维母细胞所分泌。体外培养的细胞株、胎儿肺纤维母细胞、MRC5、IMR90、人白血病细胞株HL60、KG-1和大鼠颗粒细胞肉瘤Shay细胞也产生HGF。当机体受到伤害或脏器有损伤时,HGF可以很快被诱
4、导产生。机体内对HGF起正调节作用的有:、细胞因子如IL-1、,TNF、INF、等;、增殖因子如EGF、TGF、PDGF、aFGF和bFGF等;、能使cAMP升高的物质如前列腺素、腺苷酸环化酶激活子霍乱病毒;、能活化蛋白质激酶的物质如PMA(phorbol 12-myristate 13-acetate);、损伤素等。负调节物有TGF及的塞米松。(三三)HGF受体受体 c-met原癌基因编码的蛋白为HGF特异性细胞膜受体,属于酪氨酸激酶蛋白(PTK)家族。c-met原癌基因定位于人类染色体7q31.1-34,在机体内分布广泛,主要存在于上皮细胞中,在肝、肾胃肠道、前列腺和精囊等表达水平较高。c
5、-met蛋白是由50KD的亚基和145KD的亚基通过二硫键连接形成的190KD的异二聚体。c-met由细胞外的配体结构区段、疏水氨基酸组成的跨膜结构区段和细胞内的氨基酸激酶活性结构区段组成。链横跨细胞膜,链和链N末端位于细胞外表,N末端胞外区有参与HGF结合的半胱氨酸富集区,C末端包括跨膜区、细胞浆内区、酪氨酸激酶和自身磷化位点。HGF与受体结合后,可引起酪氨酸磷酸化进而与胞内多种含SH2结构的转导物发生反响,包括PI-3K、PLCr、PP60c-src,SHC和Grb2/SOS/Ras复合物等。这些中间底物被激活后可极大地扩大HGF的生物学作用,如促进生长、促进细胞运动和促进表型变化等。二、
6、二、HGF与肝癌与肝癌 (一一)HGF对对HCC形成的影响形成的影响 在在HCC组织中组织中,HGF主要由肿瘤间质主要由肿瘤间质内的肌纤维母细胞合成内的肌纤维母细胞合成,以旁分泌的方式以旁分泌的方式刺激肿瘤细胞增殖刺激肿瘤细胞增殖,并提高其向基质浸润并提高其向基质浸润的能力。有人检测了的能力。有人检测了29例例HCC和相应的和相应的癌旁肝组织中癌旁肝组织中HGF的表达的表达,发现每一例被发现每一例被检检HCC组织中组织中HGF的表达都到达了有意的表达都到达了有意义的水平义的水平,并且主要表达在基质肌纤维母并且主要表达在基质肌纤维母细胞内。细胞内。另一方面,HCC细胞以旁分泌的方式促进肌纤维母细
7、胞分泌HGF,从而诱导自身增殖,这一作用可能是通过转录后的调节机制实现的,因为HGF mRNA并未增加。HCC细胞本身也可以分泌HGF,从而调节自身增殖。HGF对HCC的形成及肿瘤细胞的增殖具有重要作用。Bell A等通过对dHGF转基因小鼠的研究发现,与同窝出生未转基因的小鼠相比,17月龄时HCC发生率提高了3倍,而且,dHGF的过表达明显促进二乙基亚硝胺诱导的HCC的发生。这些肿瘤生长快,体积大,数量多,具有更强的浸润能力,培养的dHGF 转基因肿瘤细胞系高水平表达HGF、c-met的mRNA及蛋白质。这些结果说明体内HGF在肝再生及HCC肿瘤发生中具有重要作用。但有些学者认为HGF对HC
8、C细胞增殖无作用或对增殖有抑制作用,这可能与癌中HGF表达浓度不同及不同肿瘤细胞系对HGF的反响性不同所致。在对儿童恶性肝胚细胞瘤的研究中发现,术后及化疗后复发的患者较未治疗者血浆HGF的浓度显著升高,到达15ng/ml,残留的肿瘤细胞生长迅速,而培养的肝胚细胞瘤细胞在HGF浓度到达20-50ng/ml时停止增殖,/100ng/ml时细胞死亡,说明HGF浓度轻度升高促进肝胚细胞瘤细胞的生长,而非生理性的高浓度那么抑制肿瘤细胞的生长,甚至导致瘤细胞死亡。HGF对多种细胞系具有促增殖作用,但对几种肿瘤细胞系具有生长抑制作用。相关机制如下:HGF影响HCC形成的机制 Akt/PI-3K-?-抑制Fa
9、s诱导的细胞凋亡 MAPK Jun、Fos、Elk-1HGF 血清反响因子 细胞有丝分裂c-met CDK抑制剂P21、P27 高浓度ERK 次磷酸化pRb G1期细胞周期停滞 (-)CDK活化激酶活性蛋白 (二二)HGF对对HCC浸润转移的影响浸润转移的影响 HGF作为离散因子,在HCC中促进癌迁移,进而促进HCC浸润及远处转移。近年来对HGF与肝癌的浸润转移间的关系及其细胞分子学机制的研究主要有以下几个方面:PI-3K MAPK-?-促细胞迁移 u-PA及u-PAR表达HGF+纤溶酶原 纤溶酶 多种细胞外基质成分降解 利于瘤细胞转移C-met TFPI-2(丝氨酸蛋白酶抑制剂)与肝细胞外表
10、a结合 瘤细胞浸润 HIF-1 VEGF基因转录 诱导肿瘤内形成新生血管 利于转移c-met自身激活促进HCC细胞浸润 虽然HGF是c-met的高亲和力配体,二者结合可使c-met激活,但HCC中c-met蛋白也可以通过其它途径激活,并启动下游信号通路,从而产生多种生物学效应。HCC形成过程中,c-met的激活有以下几种方式:(1)c-met形成异二聚体,即使配体不存在的状态下,受体也可以激活;(2)c-met自身变异,如基因放大、基因过表达、基因突变等,引起受体活性亢进,信号转导亦随之亢进;(3)生长因子受体系统之间的交叉反响使其它生长因子也可以激活c-met;(4)细胞间接触也可以激活c-met。HGF受体持续性激活是组织细胞癌变或癌增殖亢进的原因之一,正常细胞可以通过减少受体的数量来控制HGF引起的增生,而恶性细胞那么由于它们天然的侵袭性,其c-met受体表达持续增加,导致对HGF过度反响,使细胞发生浸润转移。综上所述,HGF在HCC形成中主要的作用为:1、促进癌细胞增殖;2、促进癌细胞浸润与转移;3、促进癌血管形成。但有些具体机制尚待完善。
