肝细胞凋亡与肿癌研究进展
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CSCO 2000年第四届学术年会
肝细胞凋亡与肿癌研究进展
陆东东
关键词：肝癌治疗；细胞凋亡；基因
细胞凋亡(apoptosis)或细胞程序性死亡(PCD)是组织发育形成和功能维持的必需生理现象，其突出特征是染色质有控制降解和新的蛋白质的合成。当PCD出现反常调控时，可促使肿瘤等多种疾病的发生。越来越多的证据表明，许多肝脏疾病中都有细胞凋亡的发生。本文就肝细胞凋亡与肝癌研究进展作一综述。
1、 肝细胞凋亡与肝非实质细胞、
肝非实质细胞对维持肝细胞的生理功能起到重要作用，研究表明，这些非实质肝细胞与肝细胞凋亡有着重要关系。有人在研究阻塞性黄疸时发现肝胆管内皮细胞过度增生，通过细胞凋亡的机制可缓解阻塞性黄疸病情。Braun等报道肝部分切除术后，肝非实质细胞产生TGF-β来调控细胞凋亡以旁路途径来调控肝细胞增殖及肝脏再生。柯氏细胞可清除凋亡的细胞并在脓毒血症中起到重要作用，并认为LPS介导的柯氏细胞凋亡可能是发生脓毒症的机制之一。肝脏受到毒素损伤时，肝非实质细胞也释放细胞毒素、氧自由基和蛋白酶等诱导肝细胞大量凋亡。重视肝非实质细胞凋亡的机制有利于更好地认识肝细胞死亡的机制。
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2、病毒介导的肝细胞凋亡
近年来细胞凋亡在肝脏疾病发病机制中的作用越来越受到人们的重视，重新认识了细胞凋亡在病毒性肝炎慢性化和肝细胞癌中的地位。
病毒感染时肝细胞的死亡可以是病毒直接作用或宿主免疫应答所致。许多病毒感染所致的细胞凋亡与细胞毒作用有关，如腺病毒、EB病毒和人免疫缺陷病毒(HIV)等。事实上，病毒感染引起的细胞凋亡可能就是宿主通过细胞主动死亡来阻止(或延缓)受感染细胞内病毒复制和扩散，而病毒也通过某种方式来阻止或延缓凋亡的发生使其成功地复制繁殖。已发现几种病毒基因产物抑制受感染的肝细胞凋亡，如EB病毒、LMP-1蛋白，腺病毒EA和E1B1牛痘病毒CrmA蛋白。病毒产物抗凋亡机制要能有：(1)诱导p53失活；(2)使bcl-2和类bcl-2基因过度表达；(3)使ICE失活。
在病毒性肝炎的组织病理研究中，常可见到提示凋亡的证据，如凋亡小体、嗜酸性小体和碎悄样死亡的存在。局灶性坏死是病毒性肝炎的中一个特征，据认为是单个受感染细胞凋亡所致而非灶性肝细胞缓解坏死。除直接的病毒所致细胞毒性作用外，病毒性肝炎时细胞凋亡可由CTL介导。CTL介导的细胞毒性作用可引起坏死和凋亡。在实验性暴发型肝炎中，乙型肝炎病毒表面抗原转基因小鼠的肝细胞与HbsAg特异性CTL作用可引起肝细胞迅速凋亡。在活动性病毒肝炎组织中可观察到CTL与靶细胞作用引起的典型的以往称为“碎悄状坏死”的病理改变。这些改变与暴发型病毒性肝炎时所出现的局灶性炎症反应和坯死截然不同，且早于凋亡出现，提示在症毒性肝炎肝损伤时，凋亡与坏死可同时存在，且凋亡发生较坏死早。最近有人在研究乙型和丙型肝炎相关性肝硬化和急性肝衰中CD95(Fas/APO1)受体与配基系统在肝损伤中的作用时发现，此类病人肝细胞高度表达CD95(配基fas ligand)mRNA政党肝细胞内无表达，而上述病人肝细胞则高度表达。有人在慢性丙肝病人和乙型肝炎表面抗原转基因小鼠中分别发现均有Fas/Fas L系统参与CTL介导的的MHC-1限制的肝细胞凋亡。这些均为重新认识和阐明病毒性肝炎和发病机制，评价细胞凋亡在病毒性肝损伤时的地位和开创新的治疗手段提供了重要信息。
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3、肝癌中肝细胞凋亡现象及意义
实验证实，无论在体外培养的还是在体内发生的肝癌，都存在细胞凋亡现象，其凋亡程度几乎接近快速退化组织中的凋亡。
Fukuda在移植的Mor-ris肝癌7777组织细胞中培养时，发现细胞凋亡的特征改变：染色体广泛断裂成寡核苷酸大小的DNA片段，并在胞浆中发现了凋亡小体。Tessitor等观察Wistar大鼠肝癌腹水瘤AH-130细胞的静止期和吐指数增长期的细胞凋亡，发现前者的凋亡率为后者的4倍。Schulte对大鼠的研究发现非基因毒致癌物质是通过掏细胞凋亡的发生而发挥其致肝癌作用，并指出PCD在肝癌发生发展的不同时期有不同牲。在致癌物作用开始和癌前病变期，细胞凋亡率明显增高，通过突变细胞的大量自杀阻止病变进一步发展；在促发阶段，肝突变细胞的复制率增高，同时细胞凋亡率也明显增高；在肿瘤形成后，促癌剂掏细胞凋亡而加速肿瘤的生长，转化生长因子β1则诱发导肝细胞凋亡而掏其生长。目前认为肿瘤组织发生凋亡的因素可能为：①肿瘤组织内固有的代谢过程所致；②肿瘤组织的乏氧状态；③与肿瘤坏死因子TNF-α有关；④凋亡可能为细胞毒性T细胞(CTL)攻击所致。
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4、肝癌细胞的凋亡原
Teatle等发现TGFβ1促使体外培养的肝癌细胞DNA降解，并通过受体杀伤细胞，并指出TGF-β1在体内外均能抑制肝细胞的增殖，导致大量的细胞凋亡形成。Schulte也观察到大鼠肝癌细胞中生长调节激素对PCD的调控作用。
Mill等在同POH(Perillyl alcihol)诱导鼠肝癌的研究中发现，POH不能促进肝癌的形成。但通过抑制PCD促进肿瘤生长。苯亚甲基抗坏血酸纳(SBA)是PCD的诱导剂，通过阻断3-甲基、4-二甲基氨基偶氮苯诱导大鼠肝癌。此外硝酸铅和毒胡萝卜素通过PCD机制影响鼠早期肝癌的形成。
实验证明许多抗癌药物在肝胆肿瘤治疗中引起广泛的细胞凋亡。Evans发现加顺铂于JB1的鼠肝癌细胞后2天，G1期细胞由原来的85%减至29%，G2/M期由50%增至61%，许多化疗药物象维苯甲酸等能引起PCD。有人证实放疗是通过角发肝肿瘤细胞凋亡而达到杀伤肿瘤作用。Stephens等用不同剂量γ射线照射鼠肝癌细胞，凋亡小体数量是未照射前的5-6倍。高热在第三的肝癌细胞中可引起肝细胞的PCD。
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在致癌基因中，bcl-2、突变p53抑制PCD，而野生p53、myc、ras、nm23等促进PCD形成。Seise等给大鼠喂养缺乏胆碱的食物，通过改变鼠肝细胞内蛋白激酶(介导的增殖信号)最终诱发PCD机制影响肝癌的发生。
5、肝癌细胞凋亡的基因调控
肝癌中发现p53基因突变，基因促进CADD4J和WAF1/C1P1基因表达以调控细胞周期而调节PCD。肝癌细胞及癌旁组织中均有c-myc表达增高，目前认为当有些抑癌因素(抗癌基因)存在时，myc蛋白促进细胞凋亡，而与致癌因子同时存在时则促进细胞增殖。肝癌细胞中检出RB1基因丢失，而P16、P21、P110(RB1基因产生)都在一个通道上调节细胞周期。
Ras是一种主要癌基因，在肝癌中过量表达，ras降低PCD的机制可能是抑制核酸内切酶的活化。
6、肝癌基因治疗中细胞凋亡的设计与应用前景
目前抗肿瘤策略都采用阻断肿瘤的发生机理，即采用所谓“细胞内免疫”的机理，因而对抗肿瘤的机理不外乎抑制肿瘤细胞增殖和促进肿瘤细胞凋亡，而诱导肿瘤细胞发生凋亡较抑制细胞增殖更为可取。
作者单位：江苏省启东肝癌研究所(226200), http://www.100md.com
陆东东
关键词：肝癌治疗；细胞凋亡；基因
细胞凋亡(apoptosis)或细胞程序性死亡(PCD)是组织发育形成和功能维持的必需生理现象，其突出特征是染色质有控制降解和新的蛋白质的合成。当PCD出现反常调控时，可促使肿瘤等多种疾病的发生。越来越多的证据表明，许多肝脏疾病中都有细胞凋亡的发生。本文就肝细胞凋亡与肝癌研究进展作一综述。
1、 肝细胞凋亡与肝非实质细胞、
肝非实质细胞对维持肝细胞的生理功能起到重要作用，研究表明，这些非实质肝细胞与肝细胞凋亡有着重要关系。有人在研究阻塞性黄疸时发现肝胆管内皮细胞过度增生，通过细胞凋亡的机制可缓解阻塞性黄疸病情。Braun等报道肝部分切除术后，肝非实质细胞产生TGF-β来调控细胞凋亡以旁路途径来调控肝细胞增殖及肝脏再生。柯氏细胞可清除凋亡的细胞并在脓毒血症中起到重要作用，并认为LPS介导的柯氏细胞凋亡可能是发生脓毒症的机制之一。肝脏受到毒素损伤时，肝非实质细胞也释放细胞毒素、氧自由基和蛋白酶等诱导肝细胞大量凋亡。重视肝非实质细胞凋亡的机制有利于更好地认识肝细胞死亡的机制。
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2、病毒介导的肝细胞凋亡
近年来细胞凋亡在肝脏疾病发病机制中的作用越来越受到人们的重视，重新认识了细胞凋亡在病毒性肝炎慢性化和肝细胞癌中的地位。
病毒感染时肝细胞的死亡可以是病毒直接作用或宿主免疫应答所致。许多病毒感染所致的细胞凋亡与细胞毒作用有关，如腺病毒、EB病毒和人免疫缺陷病毒(HIV)等。事实上，病毒感染引起的细胞凋亡可能就是宿主通过细胞主动死亡来阻止(或延缓)受感染细胞内病毒复制和扩散，而病毒也通过某种方式来阻止或延缓凋亡的发生使其成功地复制繁殖。已发现几种病毒基因产物抑制受感染的肝细胞凋亡，如EB病毒、LMP-1蛋白，腺病毒EA和E1B1牛痘病毒CrmA蛋白。病毒产物抗凋亡机制要能有：(1)诱导p53失活；(2)使bcl-2和类bcl-2基因过度表达；(3)使ICE失活。
在病毒性肝炎的组织病理研究中，常可见到提示凋亡的证据，如凋亡小体、嗜酸性小体和碎悄样死亡的存在。局灶性坏死是病毒性肝炎的中一个特征，据认为是单个受感染细胞凋亡所致而非灶性肝细胞缓解坏死。除直接的病毒所致细胞毒性作用外，病毒性肝炎时细胞凋亡可由CTL介导。CTL介导的细胞毒性作用可引起坏死和凋亡。在实验性暴发型肝炎中，乙型肝炎病毒表面抗原转基因小鼠的肝细胞与HbsAg特异性CTL作用可引起肝细胞迅速凋亡。在活动性病毒肝炎组织中可观察到CTL与靶细胞作用引起的典型的以往称为“碎悄状坏死”的病理改变。这些改变与暴发型病毒性肝炎时所出现的局灶性炎症反应和坯死截然不同，且早于凋亡出现，提示在症毒性肝炎肝损伤时，凋亡与坏死可同时存在，且凋亡发生较坏死早。最近有人在研究乙型和丙型肝炎相关性肝硬化和急性肝衰中CD95(Fas/APO1)受体与配基系统在肝损伤中的作用时发现，此类病人肝细胞高度表达CD95(配基fas ligand)mRNA政党肝细胞内无表达，而上述病人肝细胞则高度表达。有人在慢性丙肝病人和乙型肝炎表面抗原转基因小鼠中分别发现均有Fas/Fas L系统参与CTL介导的的MHC-1限制的肝细胞凋亡。这些均为重新认识和阐明病毒性肝炎和发病机制，评价细胞凋亡在病毒性肝损伤时的地位和开创新的治疗手段提供了重要信息。
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3、肝癌中肝细胞凋亡现象及意义
实验证实，无论在体外培养的还是在体内发生的肝癌，都存在细胞凋亡现象，其凋亡程度几乎接近快速退化组织中的凋亡。
Fukuda在移植的Mor-ris肝癌7777组织细胞中培养时，发现细胞凋亡的特征改变：染色体广泛断裂成寡核苷酸大小的DNA片段，并在胞浆中发现了凋亡小体。Tessitor等观察Wistar大鼠肝癌腹水瘤AH-130细胞的静止期和吐指数增长期的细胞凋亡，发现前者的凋亡率为后者的4倍。Schulte对大鼠的研究发现非基因毒致癌物质是通过掏细胞凋亡的发生而发挥其致肝癌作用，并指出PCD在肝癌发生发展的不同时期有不同牲。在致癌物作用开始和癌前病变期，细胞凋亡率明显增高，通过突变细胞的大量自杀阻止病变进一步发展；在促发阶段，肝突变细胞的复制率增高，同时细胞凋亡率也明显增高；在肿瘤形成后，促癌剂掏细胞凋亡而加速肿瘤的生长，转化生长因子β1则诱发导肝细胞凋亡而掏其生长。目前认为肿瘤组织发生凋亡的因素可能为：①肿瘤组织内固有的代谢过程所致；②肿瘤组织的乏氧状态；③与肿瘤坏死因子TNF-α有关；④凋亡可能为细胞毒性T细胞(CTL)攻击所致。
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4、肝癌细胞的凋亡原
Teatle等发现TGFβ1促使体外培养的肝癌细胞DNA降解，并通过受体杀伤细胞，并指出TGF-β1在体内外均能抑制肝细胞的增殖，导致大量的细胞凋亡形成。Schulte也观察到大鼠肝癌细胞中生长调节激素对PCD的调控作用。
Mill等在同POH(Perillyl alcihol)诱导鼠肝癌的研究中发现，POH不能促进肝癌的形成。但通过抑制PCD促进肿瘤生长。苯亚甲基抗坏血酸纳(SBA)是PCD的诱导剂，通过阻断3-甲基、4-二甲基氨基偶氮苯诱导大鼠肝癌。此外硝酸铅和毒胡萝卜素通过PCD机制影响鼠早期肝癌的形成。
实验证明许多抗癌药物在肝胆肿瘤治疗中引起广泛的细胞凋亡。Evans发现加顺铂于JB1的鼠肝癌细胞后2天，G1期细胞由原来的85%减至29%，G2/M期由50%增至61%，许多化疗药物象维苯甲酸等能引起PCD。有人证实放疗是通过角发肝肿瘤细胞凋亡而达到杀伤肿瘤作用。Stephens等用不同剂量γ射线照射鼠肝癌细胞，凋亡小体数量是未照射前的5-6倍。高热在第三的肝癌细胞中可引起肝细胞的PCD。
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在致癌基因中，bcl-2、突变p53抑制PCD，而野生p53、myc、ras、nm23等促进PCD形成。Seise等给大鼠喂养缺乏胆碱的食物，通过改变鼠肝细胞内蛋白激酶(介导的增殖信号)最终诱发PCD机制影响肝癌的发生。
5、肝癌细胞凋亡的基因调控
肝癌中发现p53基因突变，基因促进CADD4J和WAF1/C1P1基因表达以调控细胞周期而调节PCD。肝癌细胞及癌旁组织中均有c-myc表达增高，目前认为当有些抑癌因素(抗癌基因)存在时，myc蛋白促进细胞凋亡，而与致癌因子同时存在时则促进细胞增殖。肝癌细胞中检出RB1基因丢失，而P16、P21、P110(RB1基因产生)都在一个通道上调节细胞周期。
Ras是一种主要癌基因，在肝癌中过量表达，ras降低PCD的机制可能是抑制核酸内切酶的活化。
6、肝癌基因治疗中细胞凋亡的设计与应用前景
目前抗肿瘤策略都采用阻断肿瘤的发生机理，即采用所谓“细胞内免疫”的机理，因而对抗肿瘤的机理不外乎抑制肿瘤细胞增殖和促进肿瘤细胞凋亡，而诱导肿瘤细胞发生凋亡较抑制细胞增殖更为可取。
作者单位：江苏省启东肝癌研究所(226200), http://www.100md.com