SIRT1参与肝细胞癌发生发展和治疗的研究进展

张彩灵 覃小珊，2 黄赞松，2，3▲

1.右江民族医学院研究生学院，广西百色 533000；2.右江民族医学院附属医院消化内科，广西百色 533000；3.广西肝胆疾病临床医学研究中心，广西百色 533000

肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是最常见的原发性肝癌，也是世界范围内最常见的癌症相关死亡原因[1]。肝癌的主要治疗方法包括肝移植、手术切除和化疗。然而，大多数患者确诊时已经达到晚期，错过手术治疗的时机。即使是分子靶向治疗，一线化疗药应答率也很低[1],而化疗具有化疗耐药性[2]。因此,HCC的治疗已成为目前全世界面临的难题。近年来HCC的分子靶向治疗仍没有新进展。研究表明,肝癌发生发展的分子机制可能是肝癌诊疗与预后评估的瓶颈。

沉默信号调节因子1（silent information regulator 1，SIRT1）是新发现的一类依赖烟碱胺腺嘌呤二核苷酸的第Ⅲ类组蛋白去乙酰化酶[3]，在多种成熟组织中表达,胚胎早期即生殖细胞中含量丰富[4-5]，是参与正常细胞生理活动的关键环节,并与人类的多种肿瘤密切相关。近年来SIRT1与肿瘤的关系已成为肿瘤领域的研究热点。研究发现,在HCC中,SIRT1是Sirtuin家族中唯一持续高表达的成员，对维持肝癌的发生起着非常重要的作用[6]，一定程度上影响HCC的增殖、侵袭、迁移能力,对肝癌的化疗耐药性有一定影响[7]。此外，SIRT1的表达增加与肿瘤治疗和预后[8]相关。

1 SIRT1结构特征与生理功能

SIRT1编码基因位于人体染色体10q21.3，其基因长度为33 000 bp，编码的蛋白质相对分子质量为120 000。SIRT1蛋白位于细胞核中，由500个氨基酸残基组成，第363位的组氨酸是其去乙酰化的必需基团。SIRT1参与人体的多种生理活动中：①通过去乙酰基和甲基化修饰作用调控组蛋白和非组蛋白，从而调控肿瘤细胞的凋亡过程。②参与DNA修复和基因组的稳定性的维持，在DNA双链断裂时，诱导依赖Ku70的DNA修复,从而达到诱导断裂处的表观遗传学改变达到染色质重饰的作用，同时SIRT1也通过核苷酸切除修复参与ssDNA的损伤修复。③促进细胞生长、血管舒张，抑制细胞衰老、分化、凋亡。在细胞中SIRT1的高表达通过调控组蛋白和启动子甲基化、组蛋白的去乙酰化，以及抑制肿瘤转录抑制因子促进细胞凋亡；也可使NF-κB去乙酰化，调节DNA的结合和转录活动，通过NF-κB促进细胞生长、血管生成、血管舒张。

2 HCC中异常表达的SIRT1

实验表明，SIRT1在肝癌组织中的表达高于癌旁组织[9]，与正常肝细胞系相比，SIRT1在多种人肝癌细胞系中过度表达。但关于SIRT1在肝癌中的作用仍然存在争议，因为一些报道显示SIRT1在人肝癌中的表达下调,并可能有肿瘤抑制作用。

3 SIRT1与HCC的发生发展

3.1 SIRT1参与HCC发生

SIRT1在正常肝细胞和肝癌细胞中都有促生存作用。研究发现，在健康小鼠中，基础SIRT1的表达可维持肝脏的生理形态和正常寿命，其过表达可防止恶性肿瘤的发生[10]。SIRT1在HCC细胞中主要定位于细胞核，其表达促进肿瘤的发生，但也有报道称HCC细胞质中的SIRT1可能具有肿瘤抑制作用[11]。研究发现，SIRT1的表达对高脂饮食诱导的肝癌具有保护作用。最新研究发现[12]，SIRT1在HCC发生过程中，SIRT1会破坏肥胖相关蛋白（FTO）的稳定性，操纵下游分子的m6A并表达mRNA,从而促进HCC的发生。

3.2 SIRT1参与HCC增殖

肿瘤细胞的增殖是肿瘤发展和转移的基础，而SIRT1表达对HCC细胞的增殖发挥重要作用[10]。研究表明，SIRT1对HCC的增殖过程的影响与其表达量相关，在HCC中，SIRT1过表达加速了肝癌细胞的生长[10]，表达受抑制后肝癌细胞凋亡增加[13]，细胞增殖受到抑制。有研究证明，SIRT1在肝癌细胞中的低表达导致机体内外肿瘤的发展速度减慢，主要SIRT1的去乙酰化功能使肝癌细胞的增殖和集落形成能力受到抑制[14]。而到目前为止,还没有关于通过SIRT1过表达实验诱导肿瘤发生的报道。

3.3 SIRT1参与HCC迁移

肝癌细胞的迁移能力直接与肝癌的肝内外转移相关。Lin等[13]使用杜仲醇下调SIRT1的表达，结果发现，HepG2细胞的迁移能力受到明显抑制。另一研究发现，SIRT1是抑制肝癌细胞迁移的重要调节因子，其通过NF-κB途径促进M1巨噬细胞极化，使得M1巨噬细胞的浸润作用增强，改变肝癌细胞的肿瘤微环境，从而抑制肝癌转移[15]。Li等[16]敲低MHCC97H细胞中SIRT1减少了体内外HCC的转移。最新研究发现，对SIRT1介导的去乙酰化进行干扰后，乙酰化AFP的水平提高，而AFP乙酰化反过来促进其致癌作用，增加了迁移的信号传导[17]。SIRT1还在其他多种途径中调节肝癌的迁移，研究表明，miR-204下调导致SIRT1表达增加，进而促进肝癌细胞的上皮间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）作用，诱发肝癌的迁移[18]。

3.4 SIRT1参与HCC侵袭

肝癌细胞的侵袭与多因素有关，常见的有线粒体活性、耗氧量和ATP生成的增加程度[19]。PGC-1α是一种促进线粒体生物发生和呼吸的转录辅激活物，PGC-1α的表达增强了肝癌细胞的侵袭和迁移[16]。在肝癌标本中SIRT1的过度表达与PGC-1α的上调呈正相关。SIRT1在生理上与PGC-1α相互作用，可去乙酰化并激活PGC-1α，诱导的PGC-1α增加了线粒体拷贝数和质量、细胞ATP水平、DNA转录水平和线粒体生物发生，促进了HCC的迁移和侵袭[16]。SIRT1在肝癌细胞中的敲除可降低了线粒体质量和拷贝数、细胞内ATP和线粒体DNA转录水平，这些变化导致细胞内ATP生成减少和肝癌转移受损[16]。过表达的SIRT1可增强肝癌细胞的EMT作用，使细胞间连接减少、侵袭性和运动性增强。沉默和下调SIRT1则可抑制上述人类肝癌细胞的转移特性[20-21]。最新研究证明，FK866能降低肝癌细胞SIRT1水平并逆转EMT进程,减弱其侵袭能力[22]。动物实验也验证了SIRT1敲除降低了肝癌细胞在体内的侵袭和转移[16]。

4 SIRT1在HCC治疗中的意义

目前针对SIRT1与肝癌治疗的研究停留在体外实验阶段。实验证明，SIRT1负责维持肝癌干细胞的自我更新和致瘤性,外源性SIRT1的过度表达可恢复肝脏中非干细胞的自我更新[23]，因此推断SIRT1可能是肝癌治疗的分子靶点。SIRT1也与肝癌化疗耐药性有关。Xu等[24]使用流式细胞仪将HepG2和Huh7细胞的CD133+和CD133-群体进行了分类和收集，并检测CD133+HCC细胞对顺铂具有耐药性，结果显示，CD133+肝癌细胞在mRNA水平和蛋白质水平上的SIRT1表达明显高于CD133-的肝癌细胞。另一个实验证明，HULC的异位表达沉默SIRT1蛋白引起HCC细胞的自噬，从而减弱了HCC细胞对化疗药物的敏感性[25]。研究表明，SIRT1的过表达可促进肝癌中MDR1的发生，下调SIRT1可能是改善HCC的化疗耐药性的一种靶向治疗方法。

5 SIRT1作为HCC预后评估的价值

SIRT1的异常表达程度可能影响HCC的预后。SIRT1过表达与门静脉肿瘤血栓形成、总生存率降低、无病生存率降低和TNM分期相关。与SIRT1阴性肝癌患者相比，SIRT1阳性肝癌活检患者的10年生存率降低[17]。SIRT1蛋白水平与HCC分级呈正相关，尤其是在晚期HCC中SIRT1表达更高。一项对148例肝癌患者进行跟踪研究发现，MEK1/SIRT1通路的作用与肿瘤大小、血管和包膜侵犯、临床肿瘤分期和预后不良密切相关[26]。一项Meta分析发现，SIRT1的高表达与患者总生存率和无死亡生存率降低相关[27]。此外，SIRT1的高表达与肿瘤大小、p53的表达、AFP水平和TNM分期相关[8]。

6 展望

综上所述，已有的研究表明SIRT1与肝癌细胞的肿瘤特性相关，还可能作为肝癌诊断及其评估预后的生物学标记物和潜在的靶向治疗基因。SIRT1可能作为癌基因，也可能作为抑癌基因发挥作用，其作用机制及参与的通路众多且交错复杂，SIRT1参与HCC发生发展的相关通路的组成关系仍未完全明了。SIRT1是一个非常有前景的潜在靶向治疗分子，但是目前其临床应用的可操作性仍有待进一步临床验证。