脂联素与肝癌关系的研究进展

曹勤 丁佑铭

·综 述·

脂联素与肝癌关系的研究进展

曹勤 丁佑铭

肝癌是消化系统常见的恶性肿瘤，世界范围内，肝癌在男性最常见恶性肿瘤排第5位，在女性人群中排在第6位。我国的形式更是不容乐观，根据世界卫生组织2014年的统计数据，中国每年肝癌的发病人数达到394 770例，在男性和女性癌症死亡原因中分别占到19.6%和13.0%。脂肪组织不仅在能量代谢中发挥着重要的作用，也是人体最大的内分泌器官，能分泌包括脂联素、瘦素、抵抗素、内脂素等在内的多种脂肪因子及白细胞介素6(IL-6)、转化生长因子α(TGF-α)等趋化因子，通过配体-受体途径介导细胞间的信号转导。脂联素是含量最丰富的脂肪因子，具有抗炎、增强胰岛素敏感性、抑制肿瘤形成等多种不同的生物学效应。一些研究证实了脂联素对肝癌细胞的抑制效应及其在肝癌病人预后中的作用，本文拟对这些研究作一系统综述。

脂联素； 肝癌

肝癌是消化系统常见的恶性肿瘤，世界范围内，肝癌在男性最常见恶性肿瘤中排第5位，在女性人群中排在第6位。我国的情况更是不容乐观，根据世界卫生组织2014年的统计数据[1]，肝癌在男性和女性人群中的发病率分别居所有恶性肿瘤发病率的第2位和第5位，每年发病人数达到394 770例。男性人群中因肝癌死亡人数占所有癌症死亡原因的19.6%，在女性中约为13.0%。

脂肪组织在人体内广泛分布，不仅能储存能量，在能量物质代谢方面有着不可替代的作用，也是重要的内分泌器官，能分泌脂联素、瘦素、抵抗素、内脂素等多种脂肪因子及(IL-6)、转化生长因子α(TGF-α)等趋化因子，通过与靶组织的特异性受体结合后，介导细胞间的信息传导，调节细胞的生长、增殖、凋亡等生命活动。作为循环中含量最丰富的脂肪因子，脂联素具有抗炎、提高组织对胰岛素的敏感性、抗血管粥样硬化等多种生物学作用。更有研究证实其在乳腺癌[2]、前列腺癌[3]、子宫内膜癌[4]、结肠癌[5]等恶性肿瘤中发挥的抗癌作用。肥胖、2型糖尿病、丙型病毒性肝炎均是肝癌发生的常见病因，循环脂联素水平随着体质量指数(BMI)的升高而降低，在肥胖、2型糖尿病等代谢综合征病人体内往往低于正常水平。一些研究[6]表明，病毒性肝炎病人发生的肝脏纤维化、肝硬化等病理过程也会影响循环脂联素水平，而循环脂联素的变化在肝癌发生、发展及预后中可能有一定的作用。为了进一步了解循环脂联素水平在肝癌病人体内的变化情况，及其在肝癌发生、预后中的作用及其机制，笔者结合国内外文献资料，对此作一系统综述。

一、脂联素

脂联素(adiponectin)是一种含244个氨基酸的蛋白质，主要由白色脂肪组织分泌产生，棕色脂肪组织也可产生少许。脂联素也称为脂肪细胞补体相关蛋白30(Acrp30)、AdipoQ、脂肪细胞最多的转录物1(apM1)、28 kD的明胶结合蛋白(GBP28)，在1995～1996年，分别由4个不同的科学团队发现并报道[7-10]。1999年，Arita等[11]在前人研究结果的基础上，通过对脂肪细胞cDNA库的分析，分离出了apM1的基因，并认为该基因编码的蛋白质是一种可溶性的基质蛋白，从而将该蛋白质命名为脂联素。以后脂联素逐渐为人们所常用，Acrp30和AdipoQ多用来特指小鼠体内的脂联素。

脂肪细胞以单体形式产生并分泌脂联素后，不同数目的单体脂联素可寡聚化形成不同的寡聚体，目前的研究表明，脂联素至少具有三种不同的寡聚体[12]形式，即低聚体(LMW,三聚体)、中聚体(MMW,六聚体)和高聚体(HMW,12～18聚体)。而低聚体又有两种不同的亚型，即完整脂联素和球形脂联素，其中，球形脂联素是由完整脂联素的肽链在110位氨基酸的位置经白细胞弹性蛋白酶水解后形成的。

脂联素寡聚化形成不同的寡聚体后，以内分泌或旁分泌的形式进入血液循环系统，作用于特异的脂联素受体，发挥生物学效应。目前发现的脂联素受体有三种：AdipoR1、AdipoR2以及T-钙黏蛋白[13-14]。AdipoR1和AdipoR2是经典的脂联素受体，二者均为七跨膜受体，在序列上高度保守、在结构上也很相似，具有很高的同源性，但在人体组织的分布上有所差别，AdipoR1在人体的分布比较广泛，尤以骨骼肌和内皮细胞分布居多，AdipoR2则主要分布在肝脏[15]。不同于经典受体，T-钙黏蛋白仅是一种表达于内皮细胞和平滑肌细胞的表面受体，能介导细胞之间的黏附和相互作用，目前认为，由于T-钙黏蛋白缺少细胞内信号传导所需要的胞内结构域，可能还需要其他的一些共受体的帮助，才能共同完成细胞内信号传导的作用[14]。

二、脂联素与肝癌

(一)血浆脂联素水平

脂联素是血浆中含量最多的脂肪因子，占总血浆蛋白的0.01%，根据测定方法的不同，含量在2～30 μg。生理状态下，循环脂联素水平会随着年龄增长轻度增加，等位基因多态性、测量方法、体内激素水平的差异以及炎症反应、饮食和药物等均是造成脂联素水平具有一定差异的因素。

研究表明，在慢性病毒性肝炎进展成肝癌的病人体内，循环脂联素浓度显著高于正常水平，而慢性病毒性肝炎发展成肝癌过程中，肝脏发生的一系列纤维化、肝硬化病理变化过程及肝脏功能的异常可能与脂联素水平的升高有关。Liu等[16]比较了乙型肝炎、肝硬化、肝癌及健康对照组的血浆脂联素水平后发现，肝炎组与健康对照组脂联素水平无显著差异，却显著低于肝硬化及肝癌组，在对影响血浆脂联素水平的临床病理因素进行分析后发现，病人肝纤维化、肝硬化程度及肝功能与循环脂联素水平有关。Chen等[17]的研究比较了肝癌组与健康对照组血浆中的脂联素水平，结果同样显示前者显著高于后者，并认为肝癌病人脂联素水平的升高是肝功能减退后，对脂联素的降解减少造成的，进一步支持了Liu等[16]的结论。为了评估脂联素在肝癌发生中的作用，Sumie等[18]对配对的97例慢性丙型肝炎病人及丙型肝炎合并肝癌病人的临床病理资料进行了分析，结果发现血浆脂联素水平与病人肝纤维化程度呈正相关，而且这一结论在肝癌组与慢性丙型肝炎病人组同时成立，进而认为脂联素水平仅是肝纤维化的预测指标，并不能预测肝细胞是否恶变。随后，Khattab和Sadik等[19-20]的研究结果同样证实了肝纤维化、肝硬化程度与肝癌病人循环脂联素水平的关系。AKhattab等[19]的研究表明，慢性丙型肝炎病人肝硬化程度越深，血浆脂联素水平越高； Sadik等[20]在比较了非硬化性肝癌、硬化性肝癌及肝硬化病人的血浆脂联素水平后发现，肝硬化才是肝癌病人血浆脂联素升高的原因，进一步验证了肝纤维化及肝硬化在升高合并慢性病毒性肝炎肝癌病人体内脂联素水平的作用。肝癌病人脂联素水平不仅受到病人肝功能及肝纤维化、肝硬化等病理变化的影响，还可能与肿瘤的其他特征有关。Sumie等[18]的研究表明肝癌病人循环脂联素水平还与肿瘤的组织学表现有关，而Chen等[17]经免疫组织化学测定肝癌组织及癌旁组织中脂联素含量发现，脂联素在肝癌组织及癌旁组织中的表达与肿瘤大小有关。

除了肝炎病毒外，以肥胖、糖尿病等疾病为代表的代谢综合征及非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)也是肝癌发生的常见病因，而非酒精性脂肪性肝病常合并肥胖、糖尿病，这类病人血浆脂联素水平往往较正常人低。Man等[21]在比较了肝癌组与健康对照组血浆脂联素水平后发现，前者显著低于后者，这与Chen等[17]的研究结论相反，考虑到两项研究均未对肝癌组病人的病因进行控制，可以猜测，不同病因肝癌病人血浆中脂联素的水平变化可能不同。此外，Saxena等[22]经免疫组织化学染色证实了肝癌组织脂联素水平低，该研究结果显示肝癌组织AdipoR1和AdipoR2的表达升高，并认为这可能是对脂联素水平降低的代偿。但该研究并未定量测量循环脂联素水平。

(二)脂联素的抑癌效应与信号通路

脂联素作为具有生物活性的蛋白质分子，能与特异性的受体结合，激活下游的信号通路，调节细胞的生命活动。Saxena等[22]的研究不仅发现脂联素治疗能减少小鼠的肿瘤形成，抑制肝癌细胞的增殖、诱导肝癌细胞的凋亡，而且进一步发现，脂联素的这种生物学效应的发挥可能与对腺苷酸活化蛋白激酶AMPK-TSC2-mTOR 和AMPK-JNK-caspase-3 信号通路的调节有关。一方面，脂联素能诱导c-jun氨基端激酶(JNK)的磷酸化，进而活化半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(caspase-3)，当JNK的磷酸化被阻断后，脂联素的促癌细胞凋亡效应也随之消失。另一方面，脂联素诱导AMPK和肿瘤抑制子2(TSC2)的磷酸化，进而抑制雷帕霉素靶蛋白(mTOR)的磷酸化。但当AMPK的磷酸化被阻断后，脂联素诱导的JNK的磷酸化效应及其生物学效应的发挥也随之消失，可见，AMPK对JNK通路同样具有调节作用。脂联素的两种亚型，完整结构脂联素及球形脂联素都具有抑制肝癌细胞增殖、促进凋亡的效应。但用脂联素处理正常肝细胞(THLE-2 &human hepatocytes)后，则又未观察到这种效应。在此基础上，Xing等[23]进一步研究了脂联素促肝癌细胞凋亡的分子机制，该研究证实了活性氧(SOC)及硫氧还蛋白(Trx1、2)在脂联素介导的肝癌细胞的凋亡过程中发挥了重要作用，作用的发挥可能与细胞凋亡信号调节激酶(ASK1)及c-jun氨基端激酶(JNK)信号通路的调节有关。研究表明，脂联素通过增加肝癌细胞内的活性氧、减少硫氧还蛋白而促使癌细胞凋亡。脂联素通过硫氧还蛋白介导的肝癌细胞凋亡根据是否依赖JNK分为两种途径，而这两种途径都需要ASK1的参与。实验结果显示，c-jun氨基端激酶(JNK)被阻断后，仅部分凋亡效应消失，说明在脂联素介导的硫氧还蛋白参与的肝癌细胞凋亡过程中，有不依赖JNK的其他信号通路。硫氧还蛋白有两种常见的亚型，硫氧还蛋白1和2(Trx1、2)。一方面，在不依赖JNK通路的情况下，Trx2能直接抑制线粒体内ASK1介导的细胞凋亡，另一方面，Trx1能与胞质内的ASK1结合，抑制ASK1介导的JNK依赖的细胞凋亡。在脂联素对肝癌细胞的生长增殖转移作用的研究中，Man等[21]的结果表明脂联素通过抑制肿瘤组织的血管生成及下调ROCK/IP10/基质金属蛋白酶9 (matrix metalloproteinase 9)信号通路抑制肿瘤细胞的生长和转移。Sharma等[24]的实验则证明脂联素能抑制肝癌细胞的生长、增殖及浸润转移，促进肝癌细胞的凋亡，即使在与瘦素(一种脂肪因子，生物效应常与脂联素相反)共同作用的条件下，这种抑癌效应仍然存在。该研究进一步表明，脂联素能增加细胞因子信号传导抑制因子SOCS3的表达，进而抑制瘦素介导的JAK2-Stat3-Akt这一信号通路的传导，抑制瘦素对肝癌细胞的生物学效应。

(三)脂联素与肝癌的预后

几乎所有的细胞学实验均证实了脂联素通过抑制肝癌细胞增殖、浸润及转移，促进肝癌细胞凋亡发挥其抑癌作用，在乳腺癌、前列腺癌等其他恶性肿瘤的研究中，脂联素也具有显著的抑癌效应。Kamada等[25]对比敲除adiponectin基因和野生型小鼠肝脏病变的预后发现，敲除adiponectin小鼠更容易发展成肝纤维化、肝癌； Nishihara等[26]的实验也证实了脂联素缺失促进了小鼠肝癌的发生，从而证明了脂联素在小鼠体内也具有抑癌效应。然而，在一些临床预后研究中，循环脂联素水平偏高却往往预示着预后不佳。欧洲的一项前瞻性巢式病例对照研究发现循环中低、中寡聚体脂联素水平越高，病人罹患肝癌的风险越大。几项关于代谢性疾病与慢性病毒性肝炎病人预后关系的研究均发现，循环脂联素水平偏高是慢性肝炎发展成肝癌的独立危险因素。其中，Arano等[27]进一步分析发现低、中寡聚体脂联素水平的升高才是导致发生肝癌的关键，这一结论在一定程度上进一步证实了低中寡聚体脂联素的促瘤效应。然而，Kotani等[28]的一项前瞻性巢式病例对照研究却认为，循环中低聚体脂联素占总脂联素的比例越高，病人发展成肝癌的概率越小，尽管这一差异并无统计学意义。在血浆脂联素水平与肝癌病人预后的研究中，Siegel等[29]对140例肝癌病人的前瞻性随访研究发现循环高脂联素是总生存率降低的独立危险因素；Wang等[30]的研究认为肝癌病人血浆脂联素水平越高，生存率越差。而Miuma等[31]对140例肝癌病人进行回顾性资料调查，并对其中的59例行根治性治疗的病人进行了肿瘤复发及生存分析后认为，肝癌根治后复发率与循环脂联素水平无关，而与胰岛素水平有关。

三、结语

在乳腺癌、前列腺癌、子宫内膜癌等恶性肿瘤研究中，脂联素在这些病人体内的水平常较正常人低，低脂联素水平常与恶性肿瘤发生的高风险相关，联系细胞实验的结果，多证实了脂联素的抑癌效应。在肝癌的研究中，即使在HepG2、Huh7等肝癌细胞试验中，脂联素也表现出明显的抑制肿瘤细胞生长、增殖、转移，促进癌细胞凋亡效应，但在脂联素对肝癌细胞的预后研究中，循环高脂联素水平多是肝癌发生、预后差的危险因素。Wei等[32]的一项关于各种恶性肿瘤病人循环血中脂联素水平的Meta分析(其中纳入了7篇肝癌的文献)也表明，即便循环脂联素水平在食管癌、胃癌、结肠癌、子宫内膜癌、前列腺癌等诸多恶性肿瘤病人体内明显降低，在肝癌病人却表现出升高的趋势。产生这一分歧的原因目前还不清楚，考虑到脂联素本身亚型较多，不同的寡聚体对不同的受体表现出的亲和力不同、产生的生物学不同，肝脏是脂联素代谢的主要场所等特殊因素，脂联素与肝癌发生、发展的关系可能比较复杂。但不可否认的是脂联素确实在肝癌的发生及发展过程中具有一定的作用，并可能为肝癌的临床诊断及治疗提供极大的帮助。

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Adiponectin and hepatocarcinoma: a comprehensive review

Cao Qin, Ding Youming.

Department of Hepatobiliary & Laparoscopic Surgery, Renmin Hospital of Wuhan University, Wuhan 430060, China

Ding Youming, Email:dingym62@163.com

Hepatocarcinoma is a relatively common gastrointestinal malignancy. In China, according to the data of WHO in 2014, 394 770 people suffer from hapetocarcinoma every year. As the most greatest endocrine organ, adipose tissues secrete many kinds of bioactive adipokines, including adiponectin, leptin, resistin, etc., which perform their biological function by combination with special receptors. Adiponectin, which is predominantly deprived by white adipose tissue, well-known for its anti-inflammation, insulin-sensitization and tumor suppression, is a kind of the most abundant adipokine. Some studies have identified the anti-tumor function of adiponectin in hepatocarcinoma. This paper aims to perform a review of the relationship between adiponectin and hepatocarcinoma.

Adiponectin; Hepatocarcinoma

430060 武汉，武汉大学人民医院肝胆腔镜外科

丁佑铭，Email：dingym62@163.com

R735.7

A

10.3969/j.issn.1003-5591.2017.04.022

2017-01-23)