Y-box結合蛋白1在慢性肝病發生發展中的作用

劉 婷，謝肖立，姜慧卿

河北醫科大學第二醫院 消化內科，河北省消化病實驗室，河北省消化病研究所，石家莊 050000

慢性肝病在全世界范圍內廣泛流行，我國慢性肝病患者數量眾多，近年來其發病率、死亡率不斷上升[1]。慢性肝病如果不能及時有效地治療，最終部分患者可發展為肝硬化甚至肝細胞癌(HCC)，因此深入研究慢性肝病發生發展的分子機制，有望為未來臨床更好地治療慢性肝病提供理論依據和治療靶點[2-3]。

Y-box結合蛋白(Y-box binding protein, YB)含有一段高度保守的冷休克結構域(cold shock domain，CSD)，是其與核酸相互作用的位置，依據CSD的同源性可分為YB-1、YB-2和YB-3這3個亞家族，其結構均包括：富含丙氨酸及脯氨酸的可變N端，又被稱為A/P區；高度保守的核酸結合區，即CSD區；較長的帶有成簇正負極氨基酸殘基的C端(C-terminal domain, CTD區)[4]。YB-1系由324個氨基酸構成的多功能蛋白，分子量為35.9 kD，不同物種間其分子結構中N末端結構域序列差異較大，而CSD氨基酸序列則呈現出高度的進化保守性，其中第102位絲氨酸是其磷酸化位點[5](圖1)。YB-1作為多功能蛋白和轉錄因子廣泛存在于原核生物和真核生物中[6]，綁定DNA和RNA[7-8]，結合到啟動子的Y-box序列從而發揮轉錄調控及和其他蛋白相互作用的多種生物學功能[9-10]。

圖1 YB-1結構域示意圖

YB-1結構的特異性決定其功能的多樣性，已有研究[11]發現其在多種生物學過程及疾病中扮演著重要角色。既往研究證實YB-1與肝纖維化、HCC和肝衰竭等慢性肝臟疾病密切相關。

1 YB-1與肝纖維化

轉化生長因子β(TGFβ)的突出作用是激活肝星狀細胞，促進膠原基因的表達，同時抑制基質金屬蛋白酶的表達，最終產生大量膠原，尤其是Ⅰ型膠原蛋白(collagen Ⅰ, Col Ⅰ)[12]。Col Ⅰ由2條α1鏈和1條α2鏈構成，人們近年來研究α2基因[Colα2(Ⅰ)]較α1基因[Colαl(Ⅰ)]更為深入透徹。Inagaki等[13]研究發現，Colα2(Ⅰ)的啟動子上含有兩條作用完全相反的特殊序列，其中一條是激活轉錄的TGFβ反應元件，另一條是抑制轉錄的干擾素γ反應元件；當干擾素γ與其細胞表面的受體相結合時，可促使YB-1核轉位，使之與干擾素γ反應元件(包含Y-box序列)結合，進而抑制TGFβ/Smad信號通路、抑制膠原基因的表達。此外，還有研究[14]發現YB-1缺失可以減輕膽管結扎肝纖維化小鼠模型的肝損傷程度，同時加重膽管結扎所致的腎損傷。作為TGFβ/Smad信號通路的重要轉錄因子，Smad2在四氯化碳誘導的肝纖維化小鼠及活化的肝星狀細胞中可以與YB-1的啟動子區相結合，進而促進YB-1表達；而活化后發生磷酸化的YB-1又可以反過來使Smad2的表達維持穩定，即誘導TGFβ/Smad信號通路的持續活化狀態，因而，YB-1和Smad2之間構成一個正反饋環路而誘導肝星狀細胞的活化和肝纖維化的發生[10]。Imai等[15]研究發現，一種新型的小復合物分子Hsc025通過與YB-1的C端序列結合使多聚腺苷酸結合蛋白分離下來，以促進YB-1的核轉位，發揮干擾素γ下游效應子樣作用，并且抑制TGFβ/Smad信號通路活化，從而改善小鼠的肝纖維化。

2 YB-1與HCC

既往關于YB-1的研究多集中于YB-1與腫瘤相關疾病的生物學行為，如高表達YB-1可促進鼻咽癌患者中腫瘤細胞的轉移和侵襲，這往往代表著該類患者的預后較差[16]；還有研究[17]表明YB-1可以增強Snail的表達而誘導宮頸癌發生上皮間質轉化、侵襲和轉移；YB-1通過表皮生長因子受體/Akt信號通路促進脊髓脊索瘤的發生和進展等[18]。而目前關于YB-1在HCC發病機制中的研究仍相對局限，接下來將就YB-1與HCC生物學行為之間的研究進展予以闡述。

2.1 YB-1與增殖 腫瘤的增殖能力極其旺盛，此與腫瘤細胞復制相關蛋白功能的異常密切相關[19]。YB-1可以上調增殖相關基因，如DNA聚合酶α、表皮生長因子受體、血小板源性生長因子和基質金屬蛋白酶2的轉錄效率[20]，并通過增強生長信號、促進細胞周期和腫瘤進展而參與細胞增殖[21]。此外，研究發現miR372通過與YB-1結合而上調酪氨酸激酶受體2的表達，促進肝癌細胞的發生、發展[22]；YB-1/Smad7可干擾HCC中TGFβ的抗增殖/抑制腫瘤作用，從而促進腫瘤進展[23]；YB-1通過Wnt(wingless/integrated)/β-連環蛋白(β-catenin)信號通路促進HCC的進展和腫瘤發生[24]。肝癌高表達轉錄本通過細胞外信號調控激酶通路促進YB-1的磷酸化，反過來調控YB-1與某些致癌的mRNA相互作用，進而在腫瘤發生過程中促進這些mRNA的翻譯[25]。

2.2 YB-1與凋亡 腫瘤細胞中凋亡蛋白的表達水平下調或抗凋亡蛋白的表達上調而致凋亡發生率降低，通常會誘導凋亡通路的功能及調控異常，進而導致腫瘤細胞的生存能力增強[26]。Lasham等[27]的研究證實YB-1可以顯著抑制脂肪酸合成酶的表達，進而間接抑制細胞發生凋亡。還有研究[28]發現YB-1會在凋亡發生的過程中被蛋白酶體降解。此外，過表達YB-1的細胞處于一種對凋亡不敏感的狀態，加之YB-1具有與關鍵的凋亡因子p53結合組成蛋白質復合體的能力[29]，證實YB-1可誘導腫瘤細胞中抗凋亡能力的發生。

2.3 YB-1與轉移 多功能蛋白YB-1被認為是新型的轉移及血管生成相關分子[6]。研究發現β2-腎上腺素能受體/YB-1/β-catenin信號軸可以介導HCC在慢性應激后發生轉移的概率增加[30]；突變的KRAS還可以一定程度上通過MEK-Sp1-DNMT1-miR-137-YB-1-IGF-IR信號通路促進結直腸癌的肝轉移發生[31]。此外，YB-1不僅在腫瘤細胞中高表達，在腫瘤血管中表達也增加，如Setoguchi等[32]研究發現，YB-1/Bcl-xL/VEGFR2和YB-1/Bcl-xL/Tie信號軸在腫瘤的血管生成中發揮關鍵性作用，靶向作用于YB-1的氨基橋聯核酸修飾的反義寡核苷酸在實體腫瘤的抗血管生成治療中是可行的。

2.4 YB-1與疾病預后 研究證實YB-1的核轉位及表達水平與諸如非小細胞肺癌[33]、胃癌[34]等多種腫瘤患者的預后密切相關，YB-1還通過促進上皮間質轉化和基質金屬蛋白酶表達而使多種腫瘤和非腫瘤細胞的侵襲性增加[35-36]。關于YB-1與HCC預后的研究發現細胞核內YB-1的高表達與HCC的晚期疾病分期和預后不良有關[37]；在結直腸癌肝轉移的組織樣本中YB-1的表達水平可預測肝轉移癌切除后肝臟的復發情況[38]。

2.5 YB-1與耐藥 化學藥物治療是臨床上最常用的腫瘤治療方法之一，但是耐藥性的產生會嚴重減弱化療藥物對腫瘤細胞的殺傷力[39]。近幾年關于YB-1與腫瘤耐藥性的研究越來越多，如YB-1的表達上調可以降低順鉑對非小細胞肺癌的敏感性[40]；整合素β8通過YB-1依賴的信號通路可促進膀胱癌的生長及其對絲裂霉素C、羥基喜樹堿的耐藥性[41]；YB-1通過靶向主要拱頂蛋白激活Akt信號通路、促進上皮間質轉化的發生，進而增強肺腺癌細胞對吉非替尼的耐藥性[42]。此外，還有研究發現YB-1的核轉位可被靛玉紅3環己酮肟抑制，多藥耐藥基因1的表達水平下調，從而發揮治療肝癌的功效[43]；7-羥基靛玉紅能特異性地抑制抗癌藥物誘導的YB-1核轉位，且其對HepG2細胞無毒性[44]等。

3 YB-1與其他肝病

最近研究[45]發現肝功能衰竭患者巨噬細胞中磷酸化YB-1的核轉位增加，且大豆皂苷 Ⅱ 可以通過抑制此效應對脂多糖/D-氨基半乳糖誘導的肝功能衰竭發揮保護作用。此外，YB-1還可以調節干細胞的相關功能，如作為Wiskott Aldrich綜合征蛋白(Wiskott Aldrich syndrome protein, WASP)/WASP家族富含脯氨酸同源蛋白3(WASP family verprolin homologous protein, WAVE)肌動蛋白-細胞骨架重構蛋白家族成員之一的WAVE3與YB-1相互作用而促進腫瘤干細胞的自我更新和相關基因的轉錄表達，由此誘導腫瘤的復發和轉移[46]。

在肝臟遭受慢性損傷刺激時，成熟肝細胞的增殖能力受損或耗竭，肝祖細胞發生活化、增殖及分化，參與肝臟的再生，而Lu等[47]研究發現在肝祖細胞中YB-1通過直接與血小板衍生生長因子受體β的啟動子結合而負向調控Col Ⅰ基因的表達，而且細胞外調節蛋白激酶/p90RSK信號軸是血小板源性生長因子受體β的下游信號通路。近來研究[48]發現細胞自噬在多種肝臟疾病的發生、發展過程中發揮作用，自噬可通過調控Wnt/β-catenin信號通路而促進肝祖細胞在肝臟內的分化。

此外，Tacke等[49]研究發現，血漿中YB-1/p18的表達水平與慢性肝病患者中是否伴隨惡性腫瘤相關，與急性炎癥、腎損傷或者肝功能異常無關，因而，人血漿中YB-1/p18的表達有望成為器官移植前篩選高危人群的潛在腫瘤標志物；同時YB-1自身抗體的檢測在原發性膽汁性膽管炎-自身免疫性肝炎重疊綜合征的診斷方面具有重要的參考價值[50]。

4 結語

綜上所述，截至目前關于YB-1在慢性肝臟疾病中的相關分子機制研究還處在早期階段。本文就YB-1在肝纖維化、HCC等慢性肝臟疾病中的研究進展進行了綜述，但是對于YB-1進一步在臨床上的應用及推廣依舊存在著許多問題需要深入探究，例如：(1)以YB-1作為靶點的治療局限于動物模型，尚無臨床相關數據；(2)對于YB-1表達水平的檢測多取材于動物肝組織，缺少人和動物血清學的相關研究數據，這極大地限制了今后的臨床應用；(3)YB-1在肝臟疾病中的作用及其具體作用機制的研究較少，仍需開展進一步深入的研究。相信隨著人們對YB-1研究的進一步深入，將有助于闡明其在慢性肝臟疾病發生發展過程中的具體分子作用機制，同時為肝纖維化、肝細胞癌等慢性肝臟疾病的診斷、治療、減少復發和轉移以及改善預后等提供新的思路。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻聲明：劉婷負責課題設計，資料搜集與分析，撰寫論文；謝肖立參與資料分析與總結，修改論文；姜慧卿負責擬定寫作思路，指導撰寫文章并最后定稿。