HBx在肝癌中的作用

HBx在肝癌发生中的作用

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专业：普通微生物

HBx在肝癌发生中的作用

摘要：肝癌是中国最常见的一种恶性肿瘤，90%患者存在HBV既往感染史。HBV 基因组含有四个ORF，其中一个编码HBx，HBx是最小的一个蛋白质，仅由154个氨基酸组成，但功能多样，与肝病发生和发展的关系最为密切。HBx可以通过转录激活SREBP1和PPAR，诱导肝的脂肪变性；可以通过激活DNA甲基转移酶1，抑制钙黏蛋白E的表达，进而使细胞与细胞之间的粘附性降低；通过诱导c-Myc 的表达，促进肝细胞的增生与肿瘤发生。

关键词：HBV，HBx，肝脂肪变性，钙黏蛋白E，c-Myc

1.前言

肝细胞癌是中国人群中常见的恶性肿瘤，死亡率位居癌症发生的第三位，每年因患肝癌引发死亡病例数约为42万，其中90%患者存在HBV(Hepatitis B Virus)既往感染史[1]。 HBV属于嗜肝脱氧核糖核酸病毒科，全球约有10亿人感染HBV，其中3.5亿人属于慢性感染。我国是肝病大国，仅HBV携带者就达1.3亿，占我国总人口的7%和全球感染HBV总数的30%以上[2]。与HBV相关的肝病发生、发展与传播严重影响我国国民的健康和人民生活水平的提高，制约着社会和经济发展。

乙型病毒性肝炎患者常常出现急性肝脏炎症，少数病例病程迁延转为慢性，持续发展演化为肝纤维化、肝硬化，最后可进展为肝癌[3]。中国科研工作者在HBV 致病的新机制、新途径以及新的治疗方法的研究中做出了卓越的贡献，如闻玉梅院士研究发现毗哇酮能强化乙肝疫苗的治疗作用，有助于HBsAg转阴;顾建新教授新研究显示HBsAg中LHBs可激活PKCa/Rafl/Src/ PI3K/Akt信号通路，引发乙型肝炎向肝细胞癌的转化[4]。但由于HBV病毒的特殊复杂性，病毒基因的准种漂移和序列的异质性等诸多因素，HBV引发肝病发生、发展的复杂多样的分子机制仍函待我们去研究和探索[5]。

2.HBV基因结构与特征

HBV基因组结构属于不完全闭合的双链环状DNA。其中一条较长的负链含3,020-3,200个核苷酸，可形成完整的闭合环状DNA，另一条较短的正链长1,700-2,800个核苷酸，呈半环状依附于负链[6]。HBV感染肝细胞后，半环状DNA 链以负链为模板，并在DNA聚合酶作用下延长，形成完整的环状DNA。 HBV基因组可编码四种蛋白，分别为核心区蛋白抗原(Hepatitis B core antigen, HBcAg; Hepatitis B e antigen, HBeAg),DNA聚合酶(Hepatitis B polymerase， HBp )、表面抗原(Hepatitis B surface antigen,HBsAg)和x蛋白(Hepatitis B x protein,HBx)[7]。 HBc基因位于第1,901-2,450 nt之间，编码183个氨基酸组成的HBc蛋白。在其前区1,814-1,901 nt之间有 87 nt组成的序列，被称为前一C区。该C区极易发生突变，使得HBe的分泌水平下降或终止。前一c区基因的突变还与乙型肝炎重症化有关。Be蛋白是前C区域HBc基因编码的前体蛋

白经蛋白酶切割后形成的产物。HBp基因介于2,357 nt和1,621 nt之间，长度为2,496 bp，码由832个氨基酸残基组成的DNA聚合酶。该酶不仅具有强大的DNA复制能力，同时也具有强大的逆转录酶的活性。HBs基因为HBV基因中长开放读码框组，包含3个起始点密码子ATG，由此从3个不同的起始密码转录和翻译，形成pre-S1, pre-S2和S等3种不同长度的HBV外膜蛋白成分。S基因的编码产物不仅是病毒颗粒装配中的主要成分，还可以刺激机体产生HBV病毒的中和性抗体，并具有反式作用因子的功能，是HBV疫苗的主要成分。 HBx基因位于1,374-1,818 nt之间。尽管该基因是HBV基因组中最小的片段，但功能多样，与肝病发生和发展的关系也最为密切，函待深入研究[8]。

图1：HBV复制单元和基因组结构

3.HBx蛋白结构和功能

HBx编码基因长度为465 bp，编码154个氨基酸，分子量为17 Kd。其中1-20, 58-84和120-140位的氨基酸的区段为高度保守区，而在21-57, 85-119和141-154等三个区段的保守性较差[9]。HBx蛋白尽管较小，但却是一种多功能的病毒调节因子，可通过调节病毒与宿主细胞基因的转录活性、信号转导、基因毒性应激反应、蛋白质降解等多方面影响HBV复制，诱发肝细胞的增殖与死亡，是

促肝细胞转化为肝癌细胞的关键分子[10]。

在HBx缺陷型HBV转基因小鼠的血清样本中，HBV的拷贝数显著降低，甚至可完全终止复制，而通过挽救途径将腺病毒包装的HBx感染小鼠，可恢复HBV 复制能力，在血清中的HBV的拷贝数也显著增加。对HBV相关肝细胞癌(Hepatocellularcarcinoma, HCC)的临床样本研究也发现85-90%的病例中HBV 基因组发生不完全重组，但HBx基因却具有良好的保守性与稳定性。

HBx蛋白也能增加小鼠暴露于二乙基亚硝胺等致癌物环境下小鼠催患肝细胞癌的发病率。因此，HBx基因在肝实质细胞的保守和稳定表达可能在HBV介导HCC的病理生理过程中发挥重要作用。2009年利用染色质免疫共沉淀结合基因测序技术发现[IS]HBx可以与转录因子结合间接活化细胞内144个基因的转录调控功能，并影响多个细胞信号通路，如Ras, Raf, c-un, c-myc, MAPK, NF-KB, P53, Jak-Stat, FAK, PKC和Src-PI3 K等。HBx转基因小鼠的研究证明，HBx可激活原癌基因Ras和c-myc，阻遏抑制基因P53表达，这可能是HBx介导肝细胞癌发生的主要原因。同时，HBx蛋白参与调控细胞内基因甲基转移酶基因家族(DNA methyltransferase， DNMT)表达上调，促使钙粘蛋白E-cadherin、细胞周期负调控因子p 16INK4A的肿瘤抑制基因甲基化修饰水平升高，E-cadherin和p 16INK4A蛋白表达减少，由此促进肝细胞的恶性转化[11]。