低氧诱导因子1与肝癌的研究现状

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1、低氧诱导因子1与肝癌的研究现状【摘要】低氧诱导因子1(HIF1)是由两个亚基组成的异源二聚体体蛋白，其活性主要是由a亚基的稳定性来调节。它在低氧条件下被激活，特异性地与靶基因的低氧反应元件结合，并诱导靶基因转录，提高肿瘤细胞的低氧适应能力，利于其生长、增殖、转移。其机制包括促进肿瘤干细胞的分化，调节肿瘤细胞的代谢，促进肿瘤新生血管形成，抗肿瘤细胞凋亡等。近年有许多关于HIF1与肝癌及肝癌细胞的研究，本文综述了其与肝癌发生、发展和治疗的研究现状。【关键词】低氧诱导因子1;肝癌;肝癌细胞;综述文献氧是机体新陈代谢和维持生存的

2、必备要素，是细胞生命活动的基本前期。实体瘤生长到一定程度时，肿瘤对氧和营养物质的消耗超过供给，可导致肿瘤微环境呈现低氧、低糖和低酸[1]，而肿瘤的快速细胞分裂和异常血管结构导致出现严重氧缺乏(低氧)部位，低氧诱导肿瘤细胞产生低氧诱导因子(HIFs),现就HIF与肝癌、肝癌细胞的研究现状作一综述如下。　　1HIF　　1.1结构　　HIF1是Semenza等[2]于1992年发现的，他们在低氧的肝细胞癌细胞株Hep3B细胞的提取物中发现的一种蛋白，其能特异性地结合促红细胞生成素(EPO)基因增强的寡核苷酸序列，命名为HIF1。通过

3、纯化发现其为两个亚单位组成的异源二聚体，一个是120kD的a亚单位和一个是91/93/94kD的B亚单位，两者均为真核细胞转录因子bHLH(碱性螺旋环螺旋)PAS(PER、ARNT、SIM)蛋白家族成员。a和B亚基均包含bHLH结构域、PAS结构域、羧基末端的反式活化结构域及入核信号。bHLH中的碱性区域介导与DNA结合，bHLH和PAS结构域则共同提供亚基之间蛋白二聚化的功能界面。序列同源性a亚基目前认为是调节HIF活化的功能亚单位，而B亚基属于构建型表达，不受O2调节和影响。人类的HIF1a的基因定位于14号染色体(14q

4、2124),a亚单位全长826个氨基酸，其中300氨基酸为DNA最适宜结合所必须，1～166氨基酸介导其与HIF1B的异二聚体化。羧基端氨基酸(391～826)包含两个反式活化结构域，二者被抑制结构域分开。当HIFa与HIF1B形成二聚体时反式活化结构域才起作用。　　1.2功能　　HIF是转录因子，对哺乳动物细胞中氧的稳定起重要作用，能通过刺激促红细胞生成素(EPO)和VEGF等的基因转录。而其转录产物可以通过促使红细胞生成和血管生成来增加氧的获得，也可以激活参与的葡萄糖的转用和代谢的酶基因表达，使细胞适应低氧微环境。此现

5、象在肿瘤细胞尤其明显，不依赖低氧的基础表达的HIF1a即能诱导靶基因转录[3]，HIF1还能反式作用于抗增殖基因和促凋亡基因(例如NIX、BNIP3及IGFBP3)，以利于肿瘤的生长[4]。　　1.3调节机制和信号通路　　在正常条件下HIF1a的调节是氧依赖的降解过程。Maxoursuppressorprotein，pVHL)结合，pVHL具有E3泛素化蛋白酶活性，pVHL与HIF1a一旦结合就会募集ElonginB、C、Cullin2(cul2)和RBX1形成功能性的E3泛素蛋白酶复合体，泛素化的HIF1a立即被26

6、5蛋白酶复合体结合并降解。该过程中的羟基化的完成依赖于环境中O2的参与。另外人HIF1a的803位点存在天冬酰胺，在Fe2+与O2的参与下，HIF抑制因子可以将该天冬酰胺羟基化，从而阻止HIF1a与转录辅激活因子P300结合，导致HIF1转录活性丧失[6]。而在低氧条件下HIF1与其下游的基因(如VEGF、p53和EPO等)结合发挥作用。　　HIF与多种基因和蛋白相关。(1)与p53的关系：Carmeliet等[7]证发现缺氧条件下野生型胚胎干细胞的p53蛋白水平升高，在HIF1a基因缺失的胚胎干细胞中p53蛋白水平则没

7、有明显改变，从而认为缺氧时p53蛋白水平的升高是呈HIF1依赖的。而去磷酸化的HIF1同p53的诱导有密切关系，是同p53结合的主要形式，在p53的稳定剂p53依赖性细胞凋亡途径中发挥重要作用[8]。(2)与热休克蛋白(heatshockprotain，Hsp)的关系：Hsp90可直接与HIF1a作用，并能促进其构想改变以利于二聚体形成，具有稳定HIF1的作用。组蛋白脱乙酰基酶(HDAC)抑制剂作用于Hsp70/Hp90轴，诱导HIF1a非泛素依赖的途径降解[9]。(3)与磷脂酰肌醇(3)激酶P13K/AKT的关系：P

8、13K可以通过刺激Hsp的表达而稳定HIF1[10]。Mottet等[11]发现在低氧条件下，依赖活性的P13K/AKT可以使缺氧早期细胞内HIF1a含量增加，性质稳定。(4)与乙肝病毒X蛋白(HBVx)的关系：Moon等[12]证实HBVx能