CancerCell揭秘乙肝病毒诱导肝癌之谜

Cancer Cell：揭秘乙肝病毒诱导肝癌之谜 [标签:url] [标签:科室] 摘要：肝细胞肝癌是少数几种可以直接由病毒（乙肝病毒HBV和丙肝病毒HCV）诱发的恶性 ，目前肝细胞肝癌的首要诱因是HBV。 肝细胞肝癌是少数几种可以直接由病毒（乙肝病毒HBV和丙肝病毒HCV）诱发的恶性 ，目前肝细胞肝癌的首要诱因是HBV。HBV引起肝癌主要机制包括以下几种：(1)病毒蛋白HBx直接作用于肝细胞，刺激其增殖能力；(2)长期HBV感染刺激宿主免疫反应，逐渐发生肝脏炎症、肝硬化，最后导致肝癌发生；(3)HBV基因插入宿主基因组中，融合后直接促进肝癌发生。HBV插入融合至宿主基因的学说早在1980年就由Brechot等人提出，但大家都认识“HBV基因融合”这个概念几十年了，研究一直在缓慢地进展着，却还是没有一位足够牛的强者能清晰地告诉我们HBV基因融合导致肝癌发生过程中神秘的具体机制。 高通量测序技术的出现让我们看到了解决诸多科学难题的希望。事实上，我们几年前就知道，HBV基因插入通常和重复序列有一定的关系，如长散在重复序列（longinterspersednuclearelements，LINEs）、短散在重复序列（shortinterspersednuclearelements，SINEs）、Alu序列等，当然其中也少不了臭名昭著的端粒酶逆转录酶TERT基因的参与。不过，请大家记住LINE序列这个词，因为今天的故事就和LINE序列有密切的关系。 【研究内容】 既往已经有很多研究HBV插入位点以及对宿主细胞基因表达的影响，但HBV基因插入引起的宿主基因组中断也会导致多种多样的奇葩效果。研究者们利用转录组测序筛选出HBV融合导致的嵌合转录物的表达变化，结果发现基因组中某些区域，在没有HBV基因融合时通常是沉默的，可是HBV基因融合的情况下却出现了意想不到的高转录活性。在8号染色体短臂（chr.8p11）上的HBV插入位点，一段长散在重复序列1（LINE1）神奇地出现在我们好奇的眼光之中，而在没有HBV基因融合的细胞中却看不到这段LINE1！ 上图显示HKCI-4细胞（有HBV基因插入的细胞系）和其他没有HBV基因插入的细胞系和正常肝脏等样本在LINE1转录区域表达水平的巨大差异 HBV基因插入导致的LINE1转录序列似乎是个很有趣的东西，为了方便起见，我们把这段嵌合转录物叫做HBx-LINE1。研究者们反复验证，确认了是HBV基因的插入缔造了HBx-LINE1嵌合转录物。而在90例HBV相关的肝细胞肝癌患者中，有21例是表达HBx-LINE1的（占23.3%），这21例HBx-LINE1阳性的患者预后比另外69位HBx-LINE1阴性的患者明显要差很多。 上图是HBx-LINE1阳性（虚线）和HBx-LINE1阴性（实线）的HBV相关肝细胞肝癌患者的生存曲线，HBx-LINE1阳性患者预后显著差于HBx-LINE1阴性患者 那么到底是什么原因导致HBx-LINE1表达会产生这种效果呢？研究者们发现HBx-LINE1表达导致细胞由上皮表型向间质表型变化，俗称上皮间质化（epithelial-to-mesenchymaltransition，EMT），这种变化的结果是恶性程度增加，细胞移动能力增强；同时HBx-LINE1激活Wnt/β-catenin通路，β-catenin蛋白能够和E-cadherin形成膜复合体，在EMT过程中β-catenin和E-cadherin解离后进入细胞核，HBx-LINE1表达能促进β-catenin入核。 人工转入HBx-LINE1的肝细胞（不是肝癌细胞）也会表现出各种恶性细胞具有的强大功能，并且只有全长的HBx-LINE1才有这种能力，那些断手断脚的HBx-LINE1残缺变种（如少了几百个bp碱基，又如只有HBx或者LINE1表达的）却没有这项特殊技能。HBx-LINE1嵌合转录物能够翻译出一个由87个氨基酸组成的蛋白质，其中5个氨基酸是由LINE1翻译形成的，但是这个蛋白质却和促进肝癌发生没有半毛钱关系。研究者特意在HBx-LINE1片段的前端部分修饰了一个终止子，却发现突变后的HBx-LINE1促癌作用仍然存在。这说明HBx-LINE1可能是通过类似长链非编码RNA（lncRNA）的机制发挥作用的。 HBV基因插入导致的LINE1转录序列似乎是个很有趣的东西，为了方便起见，我们把这段嵌合转录物叫做HBx-LINE1。研究者们反复验证，确认了是HBV基因的插入缔造了HBx-LINE1嵌合转录物。而在90例HBV相关的肝细胞肝癌患者中，有21例是表达HBx-LINE1的（占23.3%），这21例HBx-LINE1阳性的患者预后比另外69位HBx-LINE1阴性的患者明显要差很多。 【小编神叨叨】 本研究没有如同传统的研究那样着眼于HBV基因插入位点附近发生的各种基因变化，而是关注了HBV基因融合后转录物水平的变化，从而发现了HBV基因融合导致肝癌发生的一个全新机制，为我们揭开了HBV基因插入导致肝癌发生这一过程的神秘面纱。经典的融合基因导致 发生的例子有很多，比如白血病中的BCR-ABL、肺癌中的EML4-ALK、 癌中的TMPRSS2-ERG。HBx-LINE1和前面这三种经典的融合基因有相似之处，即HBx和LINE1融合导致促癌作用，可是HBx-LINE1发挥作用的机制和经典融合基因有很大的区别。HBx-LINE1翻译形成了一个没有功能的蛋白质（也有可能是有功能但以我们现在的手段没有办法发现），同时却产生了类似lncRNA的作用促进了 发生。 而从临床角度来看，HBx-LINE1嵌合转录物似乎是一个很好的预后评判工具，HBx-LINE1表达阳性的患者，可能肝脏细胞更加易于发生EMT，虽然EMT是一个非常复杂的过程，可最终的结果多是产生了恶性程度更强的 细胞，因此我们也可以理解为什么HBx-LINE1阳性的群体预后较差这个事实了。