烯醇化酶-α 和C-MYC 启动子结合蛋白-1基于PI3K/ Akt 通路调控肝细胞癌发生发展的研究进展

徐伟鑫 王春芳 罗艳红

右江民族医学院医学检验学院，广西百色 533000

在20 世纪30 年代，烯醇化酶-α（enolase-α，ENO1）在肌肉中被发现，此酶有多种同工酶，ENO2、ENO3 分别在神经元、肌肉中表达[1]。而ENO1 在多种组织中广泛表达，其主要编码自身48 kD的ENO1，同时也编码37 kD 的C-MYC 启动子结合蛋白-1（CMYC promoter binding protein-1，MBP-1），前者在细胞质中表达并参与糖酵解过程；后者表达于细胞核，主要与癌基因C-MYC 启动子结合，抑制其转录[2-3]。C-MYC 可以促进ENO1 的表达，进而促进糖酵解，同时受MBP-1 的负反馈调节[4]。而癌症的发生和发展受癌基因的活化和糖酵解相关的瓦尔堡效应的影响，MBP-1 和ENO1 如何调节这两个重要致癌因素的机制还需要深入的研究。

1 ENO1 对于肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）的生物学作用

在HCC 中细胞分裂周期20 同源物在mRNA 水平促进缺氧诱导因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α）表达，并且在介导的脯氨酰羟化酶3 泛素化阻止了E3 泛素蛋白连接酶和HIF-1α 之间的相互作用，稳定HIF-1α 的蛋白表达，从而促进其下游ENO1和血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的上调，继而促进HCC 细胞增殖[5]。此外，长链非编码RNA P5848 可靶向ENO1 并且上调其活性，来促进HCC 的进展和迁移，并且抑制ENO1 可使B 细胞淋巴瘤-2 基因相关X 细胞凋亡调节剂及其下游的胱天蛋白酶3 上调和B 细胞淋巴瘤-2 基因下调，这与PI3K/Akt 通路被抑制有关[6-7]。可见ENO1 对于HCC 的进展和迁移是通过多种途径实现的。

2 MBP-1 对于HCC 的生物学作用

MBP-1 直接靶向抑制ErbB2 受体、细胞色素氧化酶亚基Ⅱ（cytochrome c oxidase subunitⅡ，COX-2）和C-MYC 基因，而在HCC 中的PI3K/Akt 通路激活正是由表达增高的ErbB2 受体激活的[8-9]。COX-2 参与前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）的产生，PGE2可以上调下游的B 细胞淋巴瘤-2 基因并下调其相关X 细胞凋亡调节剂和胱天蛋白酶3 的水平抑制HCC 细胞凋亡，促进其增殖；还可以下调上皮钙黏素继而上调基质金属蛋白酶（matrix metallopeptidase 2，MMP2）和MMP9 促进HCC 的侵袭和血管形成[10]。而MMP2、MMP9 表达被PI3K/Akt 通路激活[11]，而Akt 激酶又激活COX-2 的表达[12]。由此可见ErbB2 受体激活PI3K/Akt 通路，进而激活COX-2 及下游的PGE2、MMP2、MMP9 等表达来实现HCC 的进程。

3 ENO1 和MBP-1 通过PI3K/Akt 通路调控HCC 的发生发展

由此可见ENO1 和MBP-1 主要是通过PI3K/Akt通路来分别实现对HCC 的发生发展进行正向和负向的调控作用。因此，在影响HCC 的过程中，对ENO1、MBP-1 的表达调控和二者分别与PI3K/Akt 通路的关系及PI3K/Akt 通路与HCC 的关系进行探讨从而理清其中的作用机制，并且意义重大。

3.1 ENO1 与PI3K/Akt 通路的关系

在HCC 中，ENO1 激活PI3K/Akt 通路可以上调葡萄糖转运蛋白1（glucose transporter1，GLUT1）和己糖激酶Ⅱ来增强糖酵解[13]。微RNA（microRNA，miRNA）-140-5p 靶向GLUT1 及其下游的同源异形框基因来抑制糖酵解，并且GLUT1 下游同源异形框基因为ENO1 的上游促进因子，提示GLUT1 可促进ENO1表达[14-15]。VEGF 激活Akt 激酶进而激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）再激活真核翻译起始因子4E 结合蛋白1，YY1 转录因子和骨髓瘤病致癌基因激活溶质载体家族2 促进GLUT1[16]。C-MYC 基因上调GLUT1、己糖激酶Ⅱ、ENO1的表达[6]。以上的级联使得ENO1 通过PI3K/Akt 通路形成了其自身表达和糖酵解的正反馈。

3.2 MBP-1 与PI3K/Akt 通路的关系

由于MBP-1 可以抑制C-MYC 基因的表达，故而可以抑制以上ENO1 的正反馈表达通路。另外，由于MBP-1 可以抑制ErbB2 受体来抑制PI3K/Akt 通路进而抑制HCC 细胞增殖[9]。而被MBP-1 结合抑制的C-MYC 基因可以上调miR-19a,而miR-19a 可抑制磷酸酶和紧张素同源物来激活PI3K/Akt 通路[17-18]。活化的PI3K/Akt 通路可以促进C-MYC 基因的表达[19]，继而促进HCC 的进展，从而在一定程度上形成该通路的正反馈效应，而MBP-1 抑制了这一通路。

3.3 PI3K/Akt 通路与HCC 的关系

在HCC 中，激活PI3K/Akt 通路可活化mTOR 抑制自噬，有利于细胞的增殖和迁移[20]。表皮生长因子受体的磷酸化通过激活PI3K/Akt 通路来促进MMP2、MMP9 的表达，促使HCC 的上皮间质转换，进而使得HCC 增长和迁移[21]。然而MMP2 在HCC 中可以激活PI3K/Akt 通路，从而促进HCC 细胞生长和迁移[22]。这也形成了两者互为激活的正反馈，同时，可能有利于血管形成、自噬抑制等功能。PI3K/Akt 通路可以激活HIF-1α，HIF-1α 又可以促进VEGF 的表达，而VEGF又通过PI3K/Akt 通路来促进血管生成[23-24]。如此形成了一定程度上的级联正反馈通路，这对HCC的血管形成产生了重要作用。PI3K/Akt 通路可以促进己糖激酶Ⅱ和丙酮酸激酶同工酶M2 的转录，这是糖无氧氧化的关键酶，有利于HCC 在低氧环境下的代谢增殖[25-26]。另有报道，在低氧环境中，HIF-2α 通过PI3K/Akt 通路促进了HCC 的脂质合成，促进了脂肪性HCC的进展[27]。这也体现了PI3K/Akt 通路对与HCC 的发生和发展起到的枢纽性通路作用。见图1。

3.4 调节ENO1 和MBP-1 表达的因素

内质网（endoplasmic reticulum，ER）应激诱导Akt激酶失活和抑制PI3K/Akt 通路，这激活了富含脯氨酸的延伸蛋白样受体激酶磷酸化真核翻译起始因子2α 而使其失活，从而使核糖体的mRNA 起始密码子不能准确定位，MBP-1 表达上调[28]，并且葡萄糖浓度增高可以下调MBP-1 的表达[29]。另外，ER 应激也通过ER 氧化还原酶1α 促进HIF-1α 的表达和激活[30-31]。并且HIF-1α 靶向ENO1 的启动子区域促进ENO1在转录和翻译水平的表达增高[32]。可见PI3K/Akt 通路的抑制和激活影响着MBP-1 与ENO1 表达的此消彼长的关系。

4 问题和展望

在HCC 的形成和发展机制中PI3k/Akt 通路成为了肿瘤细胞抗凋亡、增殖、迁移和血供的重要枢纽，而ENO1 与MBP-1 在HCC 中产生了相反的影响。其作用机制分别涉及PI3K/Akt 通路的激活和抑制，二者在HCC 等肿瘤进展中形成了一定的此消彼长的关系。这对于疾病的早期诊断和判断病情的进展及预后提供了一定的依据。而且PI3k/Akt 通路有着促进细胞增殖和糖酵解及利于糖酵解的ENO1 表达的正反馈级联反应，这也与恶性增殖的性质相符合。而抑制这一失衡状态的重要因素之一即MBP-1，其自身的表达也有赖于PI3K/Akt 通路的受抑制程度，那么显然ENO1 和MBP-1 也代表了PI3K/Akt 通路的激活程度，这对于HCC 的发生发展有重要意义。但二者不仅仅对PI3K/Akt 通路这一条通路产生作用，还作用于其他信号通路，并且不同的信号通路之间也会产生级联反应，对于这其中的关系还需要进一步研究和探讨。如此能够对疾病进展做出更加准确的判断，并且对HCC 等肿瘤的治疗提供抑制和促进的多维分子靶点，从而实现更精准的靶向治疗。