C/EBPα在肝病中的研究进展*

赵静静，娄晓丽，陈洪卫 综述，侯彦强 审校

(上海交通大学附属第一人民医院松江分院检验科，上海 201600)



·综 述·

C/EBPα在肝病中的研究进展*

赵静静，娄晓丽，陈洪卫 综述，侯彦强△审校

(上海交通大学附属第一人民医院松江分院检验科，上海 201600)

C/EBPα； 肝炎； 肝纤维化； 肝癌

C/EBP蛋白因其与启动子CCAAT区及多种病毒增强子相结合而命名，目前为止已发现6种C/EBP家族成员，分别命名为C/EBPα，C/EBPβ，C/EBPγ，C/EBPδ，C/EBPε和C/EBPζ。C/EBPs调控基因转录起始、转录后修饰及蛋白间的相互作用，在细胞增殖和分化、代谢和凋亡、炎症和转化、致癌基因引起的细胞老化及肿瘤发生等方面发挥重要作用[1-2]。C/EBPα是C/EBPs家族中最早被发现克隆和研究的基因，在肝脏组织中丰富表达。近年来研究表明，C/EBPα参与肝细胞的增殖和分化，参与慢性肝炎、肝纤维化、肝癌发生等病理过程[3-4]。本文介绍了C/EBPα的基本结构和生物学功能及其在肝病中的研究进展。

1 C/EBPα 的基本结构

C/EBPα位于染色体19ql3.1，无内含子，全长3 318 bp，编码358个氨基酸，其mRNA以“核糖跳跃机制”编码两种蛋白产物[5]。C/EBPα有3个基本结构域：C端亮氨酸拉链结构域、基本DNA结合区域和N端转录激活区域[6]。N端转录激活区域直接或间接启动转录；位于C端的基本DNA结合区域识别DNA分子上特异的回文序列RTTGCGYAAY(R=A或G，Y=C或T)，并提供核定位信号，形成DNA结合域/核定位信号结构[7]；C端亮氨酸拉链结构域与DNA结合域共同构成bZIP模块，该模块在C/EBP蛋白家族和bZIP家族中高度保守，C/EBP家族通过ZIP结构与自身或C/EBP家族其他成员(除了C/EBPζ)构成同源二聚体或异源二聚体，二聚体的形成是其结合DNA的先决条件[8]。

2 C/EBPα的生物学功能

C/EBPα在胎盘、肝、肺骨骼肌、小肠、结肠和外周血白细胞等多种组织、器官中均有表达，尤其在成熟的终末分化细胞如肝脏细胞、脂肪细胞等组织中高表达[9]。C/EBPα在细胞的增殖、分化、炎性反应、肿瘤发生及机体的免疫、应激反应、能量代谢、血液生成等方面发挥重要的作用，在肿瘤研究中发现C/EBPα 抑制细胞增殖，C/EBPα与多个细胞周期相关蛋白相互作用，通过多条途径阻滞细胞增殖[10]。Timchenko等[11]研究证实，C/EBPα与p21蛋白相互作用介导抑制细胞增殖并促进分化。C/EBPα调控细胞增殖分化的机制尚不明确，目前认为，C/EBPα不仅能够调节、稳定、活化细胞周期蛋白抑制物p21或直接抑制CDK2和CDK4活性，还能抑制E2F介导的转录过程等，阻断细胞周期进程，抑制c-myc基因的表达而上调P53基因的表达，抑制细胞增殖[12-13]。

3 C/EBPα在正常肝脏中的作用

C/EBPα在肝细胞中的富集表达对肝脏生物学功能的维持有重要作用，C/EBPα结合肝脏的功能基因的顺式作用元件，其靶基因参与能量代谢、氨及胆红素解毒、凝血、肝再生、细胞色素P450基因表达、信号转导等多种功能，维持肝脏的正常代谢功能。研究发现，肝脏组织特异性C/EBPα基因敲除小鼠缺乏糖原合成酶致使肝脏内无糖原储备，肝糖异生调节酶和胆红素减毒等的相关基因转录水平下降，从而导致肝脏代谢紊乱[14]。

4 C/EBPα在肝炎中的作用

C/EBPα不仅可以结合到CCAAT启动子结构域，也能与许多病毒所共有的核心序列GTG-G(T/A)(T/A)(T/A)G结合。Lópezcabrera等[15]等研究发现,在C/EBPα低浓度时可以结合乙型肝炎逆转录病毒核心启动子/增强子，激活乙型肝炎病毒基因的转录，而高浓度的C/EBPα可以抑制乙型肝炎病毒基因的转录。Chen等[16]研究发现，p21作为一种多功能蛋白，不能直接与DNA结合，可以与C/EBPα结构域结合，以p21/C/EBPα复合物的形式激活HBV核心启动子，并可以促进C/EBPα的高表达。另有研究发现，乙肝肝炎病毒X蛋白(HBX)可以促进p21的表达，而 HBX 又可以与C/EBPα的亮氨酸拉链结构域结合，激活HBV前基因组启动子的转录[17]。Lin等[18]研究发现，IL-4可以下调C/EBPα的水平，抑制其与核心上游调节序列/增强子位点的结合，从而抑制HBV DNA的表达和复制，C/EBPα对HBV如何调控还有待于进一步研究。

5 C/EBPα与肝纤维化的关系

研究发现肝星状细胞(HSC)的激活在肝纤维化过程中起关键作用，HSC激活的显著变化是细胞内脂滴的减少甚至消失[19]。C/EBPα基因表达是维持脂肪细胞分化的重要调控因子之一，其主要功能是促进脂肪细胞进入终末分化，且C/EBPα可激活HSC并诱导其凋亡从而抑制肝纤维化的过程。体外研究发现，C/EBPα的表达可以降低肝纤维化，可能的机制是自噬参与了C/EBPα的表达，但这一机制仍需进一步验证[20]。体内研究发现，C/EBPα在小鼠体内可促使HSC发生凋亡，同时对肝细胞无明显影响，过表达的C/EBPα可以通过PPARγ上调p53基因的表达，进而上调Fas、肿瘤坏死相关因子凋亡诱导配体及DR5的表达，从而诱导HSC的凋亡，抑制肝纤维化[21]。提示C/EBPα过表达对HSC的增值起抑制作用。因此认为，C/EBPα在肝纤维化病理过程中有重要作用。

6 C/EBPα在肝癌中的作用

目前，已有很多证据表明C/EBPα参与肿瘤的发生、发展[22]。大量研究表明C/EBPα是肿瘤抑制因子，C/EBPα基因和蛋白在正常组织及癌旁组织基因的表达水平明显高于在肝癌组织中的水平。C/EBPα基因敲除的肝细胞株增殖时间缩短、异型性及成瘤性增强，提示C/EBPα促进肝细胞分化及肿瘤形成[23]。有研究显示，在乳腺癌MCF7细胞中C/EBPα的过度表达促进了miR-134的表达，进而抑制了抗凋亡基因CREB和Bcl-2的表达[24]。而大量学者认为C/EBPα作用的目标靶点miR-134在肝癌细胞中是下调的，并且miR-134可以抑制肝癌细胞的侵袭和转移[25]。肝细胞癌中表达降低的C/EBPα与肿瘤分期明显相关，C/EBPα明显降低的患者生存期更短，可以作为判断预后的重要标志[26]。在肝肿瘤细胞中激活P13K/AKT信号通路，通过PP2A介导C/EBPα 的serl93位点脱磷酸化，阻断C/EBPα介导的抑制有丝分裂，抑制细胞增殖效应，揭示肝肿瘤细胞可能通过P13K/AKT通路逃离C/EBPα介导的肿瘤细胞增殖抑制作用[27]。但是也有与以上不同的研究发现和结论，Lu等[28]研究发现C/EBPα在肝癌组织中的表达水平至少是相邻正常组织的2倍，且在Hep3B和Huh7细胞株敲除C/EBPα显著抑制细胞增殖与克隆形成，C/EBPα明显升高的患者生存期更短。分析原因可能为：(1)肝癌周围组织同时也受肝炎和肝硬化的影响；(2)Wang等[29]通过研究发现转录后修饰调节可能促使C/EBPα从抑制肿瘤生长转变为促进肿瘤生长。(3)肝癌时，过表达的C/EBPα对于能量代谢的缺乏比正常肝细胞处于优势状态，体外研究发TMEM166参与了C/EBPα自噬介导的脂质代谢和耐饥饿保护，供应癌细胞的能量需求[30]。因此，C/EBPα对肝癌细胞的调控作用还有待于进一步研究。

综上所述，转录因子C/EBPα参与肝脏的增值、分化、能量代谢，并在肝脏的多种病理过程如慢性肝炎、肝纤维化及肝癌等中发挥着重要作用，但C/EBPα在肝病中的确切功能及调控机制仍需进一步深入研究。

[1]Lu H,Yu Z,Liu S,et al.CUGBP1 promotes cell proliferation and suppresses apoptosis via down-regulating C/EBPα in human non-small cell lung cancers[J].Med Oncol,2015,32(84):1-10.

[2]Bloomer SA,Kregel KC,Brown KE.Heat stress stimulates hepcidin mRNA expression and C/EBPα protein expression in aged rodent liver[J].Arch Gerontol Geriatr,2014,58(1):145-152.

[3]Masao Honda,Taro Yamashita,Tatsuya Yamashita,et al.Peretinoin,an acyclic retinoid,improves the hepatic gene signature of chronic hepatitis C following curative therapy of hepatocellular carcinoma[J].BMC Cancer,2013,13(1):191-204.

[4]Tang XM,Yang JT,Li J.Accelerative effect of leflunomide on recovery from hepatic fibrosis involves TRAIL-mediated hepatic stellate ce apoptosis[J].Life Sci,2009,84(15):552-557.

[5]Zahnow CA.CCAAT/enhancer-binding protein β:its role in breast cancer and associations with receptor tyrosine kinases[J].Expert Rev Mol Med,2011,11(12):1017-1051.

[6]郑锐丹,廖丽红,王成斌.胰岛素受体底物Ⅰ基因沉默对3T3-L1细胞CCAAT增强子结核蛋白α、过氧化物酶体增值物激活受体γ表达的影响[J].实用儿科临床杂志,2012,17(7):482-485.

[7]Shafi ei MS,Shetty S,Scherer PE,et al.Adiponectin regulation of stellate cell activation via PPARγ-dependent and -independent mechanismsm[J].J Pathol，2011,178(6):2690-2699.

[8]Tsukada J,Yoshida Y,Kominato Y,et al.The CCAAT/enhancer(C/EBP) family of basic-leucine zipper(bZIP) transcription factors is a multifaceted highly-regulated system for gene regulation[J].Cytokine,2011,54(1):6-19.

[9]Suzuki H,Toyoda M,Horiguchi N,et al.Hepatocyte growth factor protects against Fas-mediated liver apoptosis in transgenic mice[J].Liver International，2009,29(10):1562-1568.

[10]Yang G,Hinson MD,Bordner JE,et al.Silencing hyperoxia-induced C/EBPalpha in neonatal mice improves lung architecture via enhanced proliferation of alveolar epithelial cells[J].Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol,2011,301(2):187-196.

[11]Timchenko NA,Harris TE,Wilde M,et al.CCAAT/enhancer hinding protein alpha regulates p21 protein and hepatocyte proliferation in newborn mice[J].Mol Cell Biol，1997,17(12):7353-7361.

[12]Shi YC,Zhao H,Yin C,et al.C/EBPα inhibits hepatocellular carcinoma by reducing Notch3/Hes1/p27 cascades[J].Dig Liver Dis,2013,45(10):844-851.

[13]Wang x,Huang G,Mei S,et al.Over-expression of C/EBPαalpha induces apoptein in cultured rat hepatic stellale cells depending an p53 and permisome proliferators-activated receptor-gamma[J].Biochem Biophys Res Commun,2009,380(2):286-291.

[14]Wang ND,Finegold MJ,Bradley A,et al.Impaired energy homeostasis in C/EBP alpha knockout mice[J].Science,1995,269(5227):1108-1112.

[15]Lópezcabrera M,Letovsky J,Hu KQ,et al.Multiple liver-specific factors bind to the hepatitis B virus core/pregenomic promoter:trans-activation and repression by CCAAT/enhancer binding protein[J].Proc Natl Acad Sci U S A,1990,87(13):5069-5073.

[16]Chen YF,Chong CL,Wu YC,et al.Doxorubicin Activates Hepatitis B Virus Replication by Elevation of p21(Waf1/Cip1) and C/EBP Expression[J].PLoS One,2015,10(6):1371-1388.

[17]Park US,Park SK,Lee YI,et al.Hepatitis B virus-X protein upregulates the expression of p21waf1/cip1 and prolongs G1-S transition via a p53-independent pathway in human hepatoma cells[J].Oncogene,2000,19(30):3384-3394.

[18]Lin SJ,Shu PY,Chang C,et al.IL-4 suppresses the expression and the replication of hepatitis B virus in the hepatocellular carcinoma cell line Hep3B[J].J Immunol,2003,171(9):4708-4716.

[19]Kasakura K,Takahashi K,Itoh T,et al.C/EBP-α controls mast cell function[J].Febs Letters,2014,588(24):4645-4653.

[20]Tao LL,Zhai YZ,Ding D,et al.The role of C/EBP-α expression in human liver and liver fibrosis and its relationship with autophagy[J].Int J Clin Exp Pathol，2015，8(10):13102-13107.

[21]Wang X,Huang G,Shuang M,et al.Over-expression of C/EBP-alpha induces apoptosis in cultured rat hepatic stellate cells depending on p53 andperoxisome proliferator-activated receptor-gamma[J].Biochem Biophys Res Commun，2009,380(2):286-291.

[22]米兰,孙晶,高耀辉,等.C/EBPα在结肠直肠癌的表达及对癌细胞的作用[J].外科理论与实践,2015,20(1):30-35.

[23]Wang GL,Shi X,Haefliger S,et al.Elimination of C/EBPalpha through the ubiquitin-proteasome system promotes the development of liver cancer in mice[J].J Clin Invest,2010,120(7):2549-2562.

[24]Zhang J,Ma Y,Wang S,et al.C/EBP inhibits proliferation of breast cancer cells via a novel pathway of miR-134/CREB[J].Int J Clin Exp Pathol,2015,8(11):14472-14478.

[25]Faraji F,Hu Y,Wu G,et al.An integrated systems genetics screen reveals the transcriptional structure of inherited predisposition to metastatic disease[J].Genome Res,2014,24(2):227-240.

[26]Tseng HH,Hwang YH,Yeh KT,et al.Reduced expression of C/EBP alpha protein in hepatocellular carcinoma is associated with advanced tumor stage and shortened patient survival[J].J Cancer Res Clin Oncol,2009,135(2):241-247.

[27]Atta J,Majumder S,Kutay H,et al.Metallothionein expression is suppressed in primary human hepatocellular carcinomas and is mediated through inactivation of CCAAT/enhancer binding protein alpha by phosphatidylinositol 3-kinase signaling cascade[J].Cancer Res,2007,67(6):2736-2746．

[28]Lu GD,Leung CH,Yan B,et al.C/EBP is up-regulated in a subset of hepatocellular carcinomas and plays a role in cell growth and proliferation[J].Gastroenterology,2010,139(2):632-643.

[29]Wang GL,Iakova P,Wilde M,et al.Liver tumors escape negative control of proliferation via PI3K/Akt-mediated block of C/EBPalpha growth inhibitory activity[J].Genes Dev,2004,18(8):912-925.

[30]Lu GD,Ang YH,Zhou J,et al.CCAAT/Enhancer Binding Protein a Predicts Poorer Prognosis and Prevents Energy Starvation-Induced Cell Death in Hepatocellular Carcinoma[J].Hepatology,2015,61(3):965-978.

上海市卫生和计划生育委员会项目(201540119)；上海市松江区科学技术攻关项目(15sjgg47)。

10.3969/j.issn.1673-4130.2016.23.031

A

1673-4130(2016)23-3320-03

2016-05-30

2016-08-20)

△通讯作者，E-mail:houyanqiang@aliyun.com。