HBx蛋白与TGF-β致HBV相关性肝病的研究进展

王玉凤 综述，何 松 审校

(重庆医科大学附属第二医院消化内科 400010)

HBx蛋白与TGF-β致HBV相关性肝病的研究进展

王玉凤 综述，何 松△审校

(重庆医科大学附属第二医院消化内科 400010)

HBx;转化生长因子β;肝炎病毒，乙型;肝纤维化;癌，肝细胞

肝细胞肝癌(HCC)是目前最常见的肿瘤之一，是癌症相关性死亡的第三大病因，每年约有782 000新发病例发生[1]。HCC的危险因素包括：乙型肝炎病毒(HBV)或丙型肝炎病毒(HCV)的感染，黄曲霉毒素B1、吸烟、酗酒、非酒精性脂肪肝病等。在我国，慢性HBV感染仍是导致HCC的最主要原因之一。HBV是一个不完全环状双链DNA,包含4个开放读码框(ORF),分别编码4种蛋白 S、X、E、C，X基因作为最小的一个ORF，其相对分子质量约17×103，编码由154个氨基酸组成的乙肝病毒x蛋白(HBx蛋白)。HBx蛋白参与众多重要的生物学过程，如细胞信号传递、周期进程、细胞增殖与凋亡、反式激活作用等，在HCC的形成过程中起着重要作用[2]。转化生长因子β(TGF-β)是一种多肽类细胞因子，广泛参与生物的各种病理生理学过程，在HCC的发生发展过程中起着重要作用。近年来，越来越多的研究发现，HBx蛋白与TGF-β在肝纤维化、HCC的进程中可通过多种途径相互影响，促进疾病进展，本文将根据目前研究水平对HBx蛋白与TGF-β在HCC发生发展程中的作用做一综述。

1 HBx蛋白

HBx蛋白是3.2 kb HBV基因组编码的蛋白，相对分子质量约17×103，是一种多功能调节蛋白及反式激活因子，它在病毒的复制、转录、凋亡、DNA修复、蛋白降解等方面起着重要的作用，广泛参与细胞的多种信号通路，促进HCC的发生[2]。HBx蛋白可与多种信号通路间相互作用，共同促进HCC的发生、发展。有研究者发现HBx蛋白可激活PI-3K/Akt和MEK/ERK1/2信号通路，有利于持续性HBV复制，同时促进肝癌细胞的上皮间质转化(EMT)，有利于肝癌细胞的浸润和转移[3]。Wang等[4]近期的研究发现HBx蛋白能活化L02细胞的Notch1和Wnt/β-catenin信号通路的活性，引起肝细胞恶性转化，促进肝癌的发生。HBx蛋白能够激活细胞内的JNK信号通路，特别是JNK2与RXRα相互作用，使RXRα的82位苏氨酸发生磷酸化，进而下调RXRα相关的转录激活功能，促进HCC的进程[5]。HBx蛋白还可激活受体酪氨酸激酶Ras-Raf MAPK信号通路、蛋白激酶C(PKC)、核因子B(NF-κB)、Janus激酶(JAK)/信号转导和转录激活子(STAT)等多种信号通路调控着细胞周期进程、肿瘤细胞侵袭与转移[6]。此外，HCC的发生需要原癌基因的激活、抑癌基因失活、细胞增殖和分化异常、细胞凋亡的异常等。HBx蛋白几乎参与了HCC发生发展的所有阶段。p53、p16基因都是重要的抑癌基因，HBx蛋白可上调cyclin D、p21,下调p16的表达，同时HBx蛋白能够上调p21的表达拮抗内源性p53基因沉默导致的细胞周期向S期推进，从而促进HBV的复制和细胞增殖，HBx蛋白还可特异性与p53结合，下调c-myc，促进凋亡刺激蛋白ASPP1、ASPP2基因甲基化，阻止细胞凋亡，促进HBV持续性复制，有利于HCC的形成[7]。

2 TGF-β

TGF-β是一种与多种肿瘤生长相关的多肽性细胞生长调节因子，目前在哺乳动物发现的TGF-β共有3种：TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3，与肝脏疾病最密切相关的是TGF-β1。慢性HBV感染、肝纤维化、HCC是疾病进程的三部曲。肝纤维化是HCC发展过程中一个重要的中间过程，肝星形细胞(HSC)的活化、增殖、分化是肝纤维化形成的中心环节，普遍认为TGF-β1重要的促纤维化因子，参与HSC活化、增殖、分化过程，其主要通过TGF-β1/Smad信号通路而发挥直接或间接作用。结缔组织生长因子(CTGF)是一种重要的致纤维化因子，有研究证实TGF-β可通过激活Smad和MAPK通路促使CTGF表达，导致肝星状细胞的活化、增殖及迁移，导致肝脏纤维沉积，促进肝纤维化进程[9]。TGF-β还广泛参与调节细胞的生长、诱导凋亡和分化、免疫、调节细胞和基质间的相互作用，促进各种类型组织损伤的修复等。对于HCC，就目前研究发现TGF-β对肝癌的发生起着双向调节作用。在肿瘤发生的早期，TGF-β可作为一种肿瘤细胞抑制因子，诱导分化与凋亡。在肿瘤发生晚期，TGF-β又能刺激血管生成、促进细胞外基质形成等，进而促进癌细胞的增殖和转移等。有研究发现，TGF-β通路在人类肝癌中普遍下调，比较不同分期HCC标本，TGF-β随着肝癌的进展分化，其活性也在变化，TβRII表达增加，其机制可能是TGF-β信号再次被激活，活化的TGF-β又可促进肝癌的进展[10]。一方面TGF-β1可能通过诱导肝癌细胞自噬相关基因(Beclin1)来抑制肝癌细胞增殖[11]。另一方面，TGF-β 可与P13K、NF-κB通路、Wnt/β-eatenin等信号通路相互影响，协同参与促进EMT，促进肿瘤发生、侵袭、转移[12]。

3 HBx蛋白与TGF-β致HBV相关性肝纤维化

如前述，TGF-β参与了肝纤维的多步骤，通过对HBV相关性肝纤维化患者肝脏组织检测，发现TGF-β主要参与HBV 感染相关的肝纤维化，在肝硬化患者也血清和组织中TGF-β1表达水平升高，并且与肝脏损伤严重程度相关[13]。通过对HBV感染肝纤维化小鼠研究发现，TGF-β1与CD147间相互作用，形成TGF-β1-CD147正反馈通路，激活ERK1/2、Sp1，上调α平滑肌动蛋白(α-SMA)、Ⅰ型胶原纤维等刺激HSCs活化[14]。HBV可通过多种途径促进肝星状细胞的活化增殖，随着对HBV相关性肝纤维化的深入研究，人们发现HBV中的X基因具有促进肝星状细胞的增殖、活化、迁移作用，导致肝纤维化的形成。Chen等[15]研究者将重组质粒pHBV-X-IRES2-EGFP转染肝细胞HL-7702，构建稳定表达X基因的细胞L02/x和瞬时表达X基因的细胞L02/48x。利用RT-PCR、Western blot法检测HBx蛋白表达水平及HSCs的增殖及迁移水平。结果显示，较对照组而言，L02/x、L02/48x细胞中HSC的增殖及迁移水平更高，进一步研究结果显示在HBx蛋白表达条件下的肝星状细胞中，α-SMA、 ColI、TGF-β1的表达水平升高，表明HBx蛋白可以激活HSC，促进肝星状细胞的增殖、迁移，HBx蛋白与TGF-β1共同作用导致肝纤维化形成。但具体HBx蛋白与TGF-β间在HBV相关性肝纤维的发病机制缺乏大量研究明确，还需要进一步研究和探索。

4 HBx蛋白与TGF-β致HBV相关性肝癌

随着研究深入发现，人们发现在慢性HBV感染患者血清中的TGF-β1水平较健康者升高，HBV相关性HCC肝组织中TGF-β1过度表达，且与HBV-DNA复制和肿瘤的分化程度有关，经过抗病毒治疗后TGF-β1表达水平会下降[16]，提示TGF-β可能在HBV相关性HCC的发生发展过程中起着作用。近年研究证实，TGF-β可以调节p15、p21、p27等细胞周期激酶抑制剂，影响细胞周期进程[12]。TGF-β还可通过诱导HBV cccDNA凋亡、抑制HBV RNA，从而抑制HBV复制[17-18]。而HBx蛋白具有抗凋亡、促进病毒持续性复制的作用。进一步研究发现在肝癌细胞中，HBx蛋白可下调p27及TGF-β的表达，进而拮抗TGF-β诱导细胞滞留于G1期，促进细胞周期进程[19]。此外，HBx蛋白虽然不直接影响HBV cccDNA水平，但却可上调pgRNA的转录，进而促进HBV的复制[20]。Almajhdi等[21]发现，TGF-β的低表达和HBx蛋白的高表达有利于肝细胞复制，二者的不同表达水平可刺激病毒复制中间产物(pgRNA)的合成以及核心和抗原的分泌水平，从而有利于肝细胞的增殖。通过在细胞水平对其信号通路的研究发现，TGF-β可激活TGF-βRI和c-Jun N端激酶( JNK) 抑制细胞增殖，但HBx蛋白能将肿瘤抑制性通路可逆性转变为促进作用，促进pSmad3C向pSmad3L转变，有利于癌细胞生长[22]。Wu等[23]进一步体外实验研究发现，HBx蛋白可通过激活JNK/PSMAD3L信号通路，有利于肝癌细胞增殖，在表达HBx蛋白的肝癌细胞中，TGF-β激活TGF-βRI和c-Jun N端激酶(JNK) 抑制细胞增殖的作用消失。进一步研究发现，在大鼠肝脏卵圆细胞中，HBx蛋白可抑制TGF-β受体2在卵圆细胞中的转录活性和蛋白质合成，可调控肝脏卵圆细胞自身TGF-β1的分泌等多种途径，降低肝脏卵圆细胞对TGF-β1增殖抑制效应的敏感度，进而促进肝细胞生长[24]。此外，HBx蛋白还具有拮抗TGF-β促进细胞凋亡的作用，HBx蛋白既不影响TGF-β受体的表达，也不影响TGF-β促进纤溶酶原激活物抑制因子-1(PAI-1)生成的能力，HBx蛋白主要是通过激活PI3-kinase/Akt信号通路活性，调节细胞的转录功能，在抗凋亡过程中起着重要的作用[12]。可见，在发病早期，TGF-β与HBx蛋白在HBV相关性HCC发病机制中起着拮抗作用。

TGF-β异常被激活是导致肝癌细胞恶性增殖、转移的主要原因，而HBx蛋白能够促进TGF-β通路的异常激活从而有利于HCC的形成。Liu等[25]发现，PPM1a表达水平在转染HBx蛋白的HepG2细胞和对照组之间无明显差异。当使用TGF-β处理后，转染HBx蛋白肝细胞中PPM1a表达水平明显下降，未转染HBx蛋白肝细胞中PPM1a表达水平上升，表明HBx蛋白可能通过下调PPM1a水平增强TGF-β信号通路活性促进肝细胞增殖。进一步研究发现，当使用TGF-β处理过量表达HBx蛋白的HepG2细胞后，HBx蛋白促进HCC细胞的迁移作用增强，说明TGF-β可增加HBx蛋白促进细胞增殖、迁移的能力，二者在肝癌细胞的转移中起着协同作用。综上所述，HBx蛋白与TGF-β在HBV相关性HCC的不同进程中作用不同，但具体的机制仍不明确，还需进一步探索。

5 展 望

HBV相关性HCC流行性广、致命性高、作用机制复杂。HBx蛋白是HBV中重要的分子蛋白，在HCC的发生发展中起着重要作用，但其具体机制仍不是很清楚。TGF-β作用机制复杂，可见于多种人体肿瘤，目前大量研究证实TGF-β在肝细胞的生长、分化、凋亡、侵袭转移过程中起着重要作用。根据目前大量文献资料显示，TGF-β和HBx蛋白有共同作用的信号通路、可调节相同细胞转录因子、影响细胞凋亡、促进肿瘤细胞侵袭转移等，共同影响肝脏疾病进展，导致HBV相关性HCC的形成。但二者间具体的作用机制还不清楚，还需进一步研究，从而为HCC患者提供新的治疗方案。

[1]Flores A,Marrero JA.Emerging trends in hepatocellular carcinoma:focus on diagnosis and therapeutics[J].Clin.Med,2014,8(8):71-765.

[2]Ming Geng,Xuan Xin,Liquan Bi,et al.Molecular mechanism of hepatitis B virus X protein function in hepatocarcinogenesis[J].World J Gastroenterol,2015,21(38):10732-10738.

[3]Chen XM,Zhang L,Zheng SJ,et al.Hepatitis B virus X protein stabilizes cyclin D1 and increases cyclin D1 nuclear accumulation through ERK-Mediated inactivation of GSK-3β[J].Cancer Prev Res (Phila),2015,8(5):455-463.

[4]Sun Q,Wang RH,Luo J,et al.Notch1 promotes hepatitis B virus X protein-induced hepatocarcinogenesis via Wnt/β-catenin pathway[J].Int J Oncol,2014,45(4):1638-1648.

[5]陆海生.JNK信号通路介导HBx对RXRα的磷酸化并促进HCC进程的分子机制[D].厦门:厦门大学,2014．

[6]吴德海,邰升.HBX促进肝细胞癌发生发展的分子机制[J].世界华人消化杂志,2014,22(25):3773-3779.

[7]Xu JJ,Liu HO,Chen L,et al.Hepatitis B virus X protein confers resistance of hepatoma cells to anoikis by up-regulating and activating p21-activated kinase 1[J].Gastroenterol,2012,143(1):199-212.

[8]Kim HJ,Kim SY,Kim J,et al.Hepatitis B virus X protein induces apoptosis by enhancing translocation of Bax to mitochondria[J].IUBMB Life,2008,60(7):473-480.

[9]Nagaraja T,Chen L,Balasubramanian A,et al.Activation of the connective tissue growth factor (CTGF)-transforming growth factor β1(TGF-β1) axis in hepatitis C virus-expressing hepatocytes[J].PLoS One,2012,7(10):e46526.

[10]母小新.TGF-β信号通路参与肝癌发生发展的机制研究[D].南京:南京医科大学,2013.

[11]杨威,杨红杰,莫瑞祥,等.TGF-β1通过促进自噬相关基因Beclin 1表达抑制肝癌细胞增殖[J].华夏医学,2014,27(6):19-23.

[12]Fabregat I,Moreno-Caceres J,Sanchez A,et al.TGF-beta signalling and liver disease[J].FEBS J,2016,283(12):2219-2232.

[13]朱杰,杜文波,高润平,等.慢性乙型肝病患者肝组织和血清TGF-β1的测定及临床意义[J]．中国实验诊断学,2010,14(7):1073-1075.

[14]Li HY,Ju D,Zhang DW,et al.Activation of TGF-beta1-Cd147 positive feedback loop in hepatic stellate cells promotes liver fibrosis[J].Sci Rep,2015,12;5:16552.

[15]Chen HY,Chen ZX,Huang RF,et al.Hepatitis B virus X protein activates human hepatic stellate cells through upregulating TGF-β [J].Genetics Molecular Res Gmr,2014,13(4):8645-8656.

[16]彭小华,垄堂英,杨求真,等.恩替卡韦与拉米夫定对乙型肝炎肝硬化患者血清TGF-β1的影响研究[J].中华医院感染学杂志,2015,25(4):830-832.

[17]Qiao Y,Han X,Guan G,et al.TGF-beta triggers HBV cccDNA degradation through AID-dependent deamination[J].FEBS Lett,2016,590(3):419-427.

[18]Liang GX,Liu GY,Kitamura K,et al.TGF-β Suppression of HBV RNA through AID-Dependent Recruitment of an RNA Exosome Complex [J].PLoS Pathog,2015,11(4):e1004780.

[19]Yang H,Cho M.Hepatitis B virus X gene differentially modulates cell cycle progression and apoptotic protein expression in hepatocyte versus hepatoma cell lines[J].J Viral Hepat,2013,20(1):50-58.

[20]Luo L,Chen S,He S,et al.Hepatitis B virus X protein modulates remodelling of minichromosomes related to hepatitis B virus replication in HepG2 cells[J].Int J Mol Med,2013,31(1):197-204.

[21]Almajhdi FN,Al-Qudari AY,Hussain Z.Differential expression of transforming growth factor-β1 and HBx enhances hepatitis B virus replication and augments host immune cytokines and chemokines [J].Ann Hepatol,2013,12(3):408-415.

[22]Murata M,Matsuzaki K,Yoshida K,et al.Hepatitis B virus X protein shifts human hepatic transforming growth factor (TGF)-beta signaling from tumor suppression to oncogenesis in early chronic hepatitis B[J].Hepatology,2009,49(4):1203-1217.

[23]Yanhui Wu,Xi Ai,Fuyao Liu,et al.c-Jun N-terminal kinase inhibitor favors transforming growth factor-β to antagonize hepatitis B virus X protein-induced cell growth promotion in hepatocellular carcinoma[J].Mol Med Rep,2016,13(2):1345-1352.

[24]王恒毅,梁慧芳,陈孝平,等.乙型肝炎病毒编码X蛋白降低大鼠肝脏卵圆细胞对β型转化生长因子1增殖抑制效应敏感度的研究[J].中华外科杂志,2011,49(5):432-435.

[25]Liu Y,Xu Y,Ma HX,et al.Hepatitis B virus X protein amplifies TGF-β promotion on HCC motility through down-regulating PPM1a[J].Oncotarget,2016,7(22),33125-33135.

王玉凤(1991-)，在读硕士，主要从事肝癌相关机制研究。△

，E-mail:hedoctor65@sina.com。

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.28.044

R512.62；R735.7

A

1671-8348(2017)28-4011-02

2017-04-26

2017-06-22)