泛素-蛋白酶體途徑在病毒性肝炎、肝硬化、肝癌中作用的研究進展

胡娜，公倩，來衛東

(山東醫學高等專科學校，山東臨沂276000)

蛋白質是機體重要的功能分子，所有機體組織細胞中都存在蛋白質降解途徑。泛素-蛋白酶體途徑(UPP)是存在于真核細胞胞質和核內的主要非溶酶體蛋白水解系統，由泛素、E1泛素活化酶、E2泛素結合酶、E3泛素連接酶、26 S蛋白酶體以及去泛素化酶(DUB)等多種酶組成。UPP在細胞內蛋白質的降解過程中起主要作用，可高效、高選擇性地降解細胞內近80%的蛋白質，在生命活動過程中發揮極其重要的作用，參與細胞分化、熱休克反應、蛋白質的翻譯轉錄、抗原呈遞以及細胞的凋亡和免疫介導等。如果機體UPP發生異常，就會導致生物體出現一系列的反應，例如炎癥、癌癥以及神經退化等疾病發生。因此，該途徑是潛在的疾病診治干預靶點，與疾病的發展有著密不可分的關系?，F對UPP在病毒性肝炎、肝硬化、肝癌等肝臟疾病發生發展中的作用綜述如下。

1 UPP與病毒性肝炎

病毒性肝炎是一種由不同病毒引起的以肝臟炎癥及壞死病變為主的一組感染性疾病。其中，乙型肝炎病毒(HBV)和丙型肝炎病毒(HCV)可引起慢性肝炎的發生，進一步導致肝纖維化、肝硬化甚至肝癌，對人們的生活及健康帶來嚴重威脅。

HBV中的X基因編碼的一種多功能蛋白(HBx)，具有廣泛而強大的反式激活能力，能通過直接或間接的蛋白質相互作用參與感染肝細胞的凋亡增殖、DNA損傷修復以及周期改變等胞內病理生理過程，并促進肝癌的發生[1，2]。Zhao等[3]研究表明，過表達E3泛素連接酶Siah-1能夠有效降低HBx蛋白水平，縮短HBx蛋白的半衰期。通過對HBx的抑制可影響與細胞遷移、惡性增殖有關的信號轉導通路，提示Siah-1在HBx通過泛素依賴的降解過程中發揮重要作用。Yeom等[4]研究進一步發現，在人肝癌細胞株HepG2中敲除p53基因可下調Siah-1水平并上調HBx蛋白水平，過表達的HBx促進HBV復制，通過p53及Siah-1的負反饋環可以調節HBx蛋白的表達調控，從而控制HBV增殖。Su等[5]通過免疫共沉淀方法證實,HBx蛋白與泛素特異性肽酶15(USP15)可在細胞內相互作用，USP15通過對HBx翻譯后水平的調控，間接參與了HBx的致病過程。這表明USP15可通過結合HBx蛋白使其去泛素化，使HBx蛋白降解量降低，提高其表達水平，最終增強HBx蛋白的反式激活功能。

HCV核心蛋白是病毒核酸的重要成分，是一種參與病毒發病和肝癌發生的多功能蛋白。研究表明，泛素連接酶E6相關蛋白(E6AP)通過泛素化及蛋白酶體可以降解HCV核心蛋白。Kwak等[6]研究發現，HCV核心蛋白通過DNA甲基化抑制E6AP表達，保護自身不受泛素依賴的蛋白酶體降解，促進病毒繁殖。Pham等[7]研究發現，HCV通過下調泛素結合酶E2S的表達，阻止HCV中非結構5A蛋白(NS5A)的蛋白酶體降解，導致宿主細胞對DNA損傷更加敏感。上述研究均為HCV抗病毒藥物的開發提供了潛在靶點。

戊型肝炎經消化道傳播，主要表現為急性肝炎。目前，戊型肝炎病毒(HEV)復制的機制尚不清楚。Karpe等[8]發現，UPP在HEV生命周期中具有重要作用，活性蛋白酶體系統對HEV的復制至關重要。蛋白酶體抑制劑可能通過抑制病毒轉錄或翻譯影響病毒復制，而過表達的泛素可逆轉蛋白酶體抑制劑對HEV復制的抑制作用。因此，蛋白酶體抑制劑可作為治療HEV感染的有效手段，可能是治療HEV的潛在靶點。

2 UPP與肝纖維化、肝硬化

肝纖維化是由于多種慢性肝病導致的纖維組織在肝臟內生成和降解不平衡，生成多于降解進而使得纖維組織在肝內聚集，這個過程也是肝硬化病變的一個主要組成部分。肝纖維化發病過程中，肝星狀細胞(HSC)的活化增殖是核心環節。轉化生長因子β1(TGF-β1)是肝纖維化的重要細胞因子，可活化HSC，并促進其表達細胞外基質(ECM)。研究發現，五味子醇甲、蔓荊子黃素均可通過對TGF-β/Smad信號通路轉導的調控而降解肝臟纖維化[9,10]。Smad通路是將TGF-β超家族胞外信號經跨膜受體傳遞到核內的主要通路,Smad的降解對TGF-β/Smad通路的調控至關重要。研究發現,UPP通過對Smad的降解調控而對TGF-β信號轉導發揮重要調節作用，從而影響HSC的激活[11,12]。Cai等[13]研究了HSC細胞株LX-2中TGF-β1通過誘導Smurf2蛋白質的表達,抑制膠原的分泌。Smurf2的高表達通過UPP降解轉化生長因子β1型受體(TβRI)抑制TGF-β信號通路，從而抑制膠原分泌。在肝硬化組織中,TGF-β可能由于誘導Smurf2表達下降導致了肝纖維化的發展。UPP中蛋白酶體抑制劑硼替佐米(BZB)和MG132均可誘導HSC的調亡[14]。Saeki等[15]在研究小鼠肝癌肝硬化模型中發現，BZB阻止HSC的激活，抑制肝纖維化的發生，可以作為理想的肝硬化靶向藥物。

3 UPP與肝癌

肝癌是世界常見惡性腫瘤之一，居男性死亡原因前5位。其在世界范圍年發病率居惡性腫瘤第6位，我國為第3位。有關UPP與肝癌的研究較多，主要集中在肝癌發病的分子機制、早期診斷及靶向治療方面。

UPP的許多組成成分在肝癌發生的分子機制中發揮重要作用。HERC4是E3泛素連接酶的一種，Zheng等[16]通過免疫組化、免疫熒光等方法發現其在肝癌組織中高表達。體外實驗發現,HERC4在肝癌細胞增殖和遷移能力中起重要作用，HERC4過表達可增強肝癌細胞增殖和遷移能力、降低肝癌細胞凋亡，敲除HERC4基因則降低了肝癌細胞的增殖和遷移能力、增加了肝癌細胞的凋亡率。Yin等[17]在分析E3泛素連接酶Prp19表達與169例肝癌臨床病理特征關系的研究中發現，癌旁組織中Prp19表達明顯低于肝癌組織，其高表達與肝癌血管侵犯、包膜突破密切相關。李鉑等[18]研究顯示，不論是在基因還是蛋白水平，泛素特異性肽酶22(USP22)在人肝癌組織中的相對表達水平高于癌旁組織及正常肝組織，且在人肝癌細胞HepG2、Hep3B、Bel-7402中的相對表達水平高于人正常肝細胞，提示在肝癌的發生及向惡性發展過程中與USP22基因密切相關。此外，E3泛素連接酶HRD1、E2泛素結合酶UBE2Q1及26 S蛋白酶調節復合物的非ATP酶亞基Gankyrin等，均在肝癌細胞增殖、凋亡、侵襲及轉移中發揮促癌或抑癌基因的作用[19～21]。

在肝癌早期診斷方面，Qu等[22]利用6種蛋白酶體標志物、甲胎蛋白(AFP)及脫γ羧基凝血酶原(DCP)構建的泛素-蛋白酶體系統(UPS)模型在早期診斷肝癌發生中的敏感性、特異性均明顯提升，曲線下面積0.938，提示聯合AFP和DCP的UPS信號可提高慢性肝病患者的肝癌早期檢出率。Chen等[23]研究，顯示E2泛素結合酶UBE2J2在肝癌細胞中及肝癌組織中均呈高表達，高表達的UBE2J2促進肝癌細胞上皮間質轉化，增強癌細胞侵襲能力，UBE2J2可作為肝癌診斷的標志物。

由于UPP在腫瘤發病中的重要作用，靶向UPP開發抗腫瘤藥物意義巨大。目前，兩種UPP抑制劑BZB和卡非佐米(CZB)已被批準應用于血液系統疾病的治療，針對肝癌的UPP靶向治療仍處于研究階段。通過對肝癌細胞株及小鼠肝癌模型的研究發現，BZB聯合索拉菲尼通過PP2A依賴的Akt蛋白失活對肝癌治療起協同作用[24]。2013年，蛋白酶體抑制劑CZB批準用于多發性骨髓瘤的臨床治療[25]。Mansour等[26]對大鼠肝癌模型研究發現，CZB可能具有治療肝癌的效果。Liu等[27]研究發現，酪氨酸磷酸化抑制劑WP1130通過依賴于USP9x的p53降解提高了肝癌細胞株對阿霉素化療的敏感性。另有研究表明，E3泛素連接酶SIAH-1利用轉錄因子FBP-3促進了肝癌細胞增殖，干擾SIAH-1活性是抑制肝癌生長的一種有希望的方法[28]。

UPP廣泛存在于高等真核生物細胞中，是細胞內從細胞膜、細胞質到細胞核以及內質網等多處蛋白質選擇性降解的重要途徑，是主要的細胞內蛋白質穩態和含量變化的調節系統。同時，UPP在很多信號通路中發揮作用，可以調節多種細胞生物學過程。UPP與多種肝病的發生發展有著密切的關系，可作為肝臟疾病治療的潛在靶點，但其治療效果及作用機制仍需深入研究。