HB在肝癌中的作用.doc

HBx在肝癌发生中得作用
姓名：黄瑶
学号：2
专业：普通微生物
HBx在肝癌发生中得作用
摘要：肝癌就是中国最常见得一种恶性肿瘤，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就是最小得一个蛋白质，仅由154个氨基酸组成，但功能多样，与肝病发生与发展得关系最为密切。HBx可以通过转录激活SREBP1与PPAR，诱导肝得脂肪变性；可以通过激活DNA甲基转移酶1，抑制钙黏蛋白E得表达，进而使细胞与细胞之间得粘附性降低；通过诱导c-Myc得表达，促进肝细胞得增生与肿瘤发生。
关键词：HBV，HBx，肝脂肪变性，钙黏蛋白E，c-Myc
1、前言
肝细胞癌就是中国人群中常见得恶性肿瘤，死亡率位居癌症发生得第三位，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。我国就是肝病大国，仅HBV携带者就达1、3亿，占我国总人口得7%与全球感染HBV总数得30%以上[2]。与HBV相关得肝病发生、发展与传播严重影响我国国民得健康与人民生活水平得提高，制约着社会与经济发展。
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致病得新机制、新途径以及新得治疗方法得研究中做出了卓越得贡献，如闻玉梅院士研究发现毗哇酮能强化乙肝疫苗得治疗作用，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得转化[4]。但由于HBV病毒得特殊复杂性，病毒基因得准种漂移与序列得异质性等诸多因素，HBV引发肝病发生、发展得复杂多样得分子机制仍函待我们去研究与探索[5]。
2、HBV基因结构与特征
HBV基因组结构属于不完全闭合得双链环状DNA。其中一条较长得负链含3,0203,200个核苷酸，可形成完整得闭合环状DNA，另一条较短得正链长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，形成完整得环状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)与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个氨基酸组成得HBc蛋白。在其前区1,814-1,901 nt之间有 87 nt组成得序列，被称为前一C区。该C区极易发生突变，使得HBe得分泌水平下降或终止。前一c区基因得突变还与乙型肝炎重症化有关。Be蛋白就是前C区域HBc基因编码得前体蛋白经蛋白酶切割后形成得产物。HBp基因介于2,357 nt与1,621 nt之间，长度为2,496 bp，码由832个氨基酸残基组成得DNA聚合酶。该酶不仅具有强大得DNA复制能力，同时也具有强大得逆转录酶得活性。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个不同得起始密码转录与翻译，形成pre-S1, pre-S2与S等3种不同长度得HBV外膜蛋白成分。S基因得编码产物不仅就是病毒颗粒装配中得主要成分，还可以刺激机体产生HBV病毒得中与性抗体，并具有反式作用因子得功能，就是HBV疫苗得主要成分。 HBx基因位于1,374-1,818 nt之间。尽管该基因就是HBV基因组中最小得片段，但功能多样，与肝病发生与发展得关系也最为密切，函待深入研究[8]。

图1：HBV复制单元与基因组结构
3、HBx蛋白结构与功能
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与120-140位得氨基酸得区段为高度保守区，而在21-57, 85-119与141-154等三个区段得保守性较差[9]。HBx蛋白尽管较小，但却就是一种多功能得病毒调节因子，可通过调节病毒与宿主细胞基因得转录活性、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，诱发肝细胞得增殖与死亡，就是促肝细胞转化为肝癌细胞得关键分子[10]。
在HBx缺陷型HBV转基因小鼠得血清样本中，HBV得拷贝数显著降低，甚至可完全终止复制，而通过挽救途径将腺病毒包装得HBx感染小鼠，可恢复HBV复制能力，在血清中得HBV得拷贝数也显著增加。对HBV相关肝细胞癌(Hepatocellularcarcinoma, HCC)得临床样本研究也发现85-90%得病例中HBV基因组发生不完全重组，但HBx基因却具有良好得保守性与稳定性。
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得发病率。因此，HBx基因在肝实质细胞得保守与稳定表达可能在HBV介导HCC得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个基因得转录调控功能，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与Src-PI3 K等。HBx转基因小鼠得研究证明，HBx可激活原癌基因Ras与c-myc，阻遏抑制基因P53表达，这可能就是HBx介导肝细胞癌发生得主要原因。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得肿瘤抑制基因甲基化修饰水平升高，E-cadherin与p 16INK4A蛋白表达减少，由此促进肝细胞得恶性转化[11]。

图2：HBx与宿主细胞相关原件得作用
4、HBx诱导肝脂肪变性
固醇调节原件结合蛋白1（SREBP1）属于HLH亮氨酸拉链家族得转录因子。SREBP1得前体结合在内质网与核膜上，通过两步切割，SREBP1由膜上释放进入细胞核中，进而形成成熟得蛋白质。到目前为止，两种SREBP1异构体（SREBP1a与SREBPc）已经被确认并描述。通过研究转基因小鼠两种SREBP能够调控肝中脂肪酸得表达，证明两种SREBP1能够增加肝脂肪酸合成相关得基因得表达[12]。
PPARs 属于细胞核受体超家族得转录因子，在这些转录因子中PPARγ 在脂肪细胞分化与基因表达中起着主要得作用。与SREBP1相似，PPARγ 能够介导肝脂肪基因得转录。因此PPARγ 能够调控脂肪酸得合成、转运与储存，最终倒就是肝脂肪酸得形成。
一方面，HBx能够增强Akt磷酸化得作用，同时抑制PTEN得表达。Akt磷酸化得增加与PTEN表达得降低能够促进SREBP1得表达并且增强SREBP1活性得增加，从而增加脂肪相关基因得表达，最终导致肝脂肪变性得发生。
另一方面，HBx能够增强C/EBPα 得表达并且增强C/EBPα 得活性。C/EBPα 活性与表达量得增加能够增加PPARγ 得活性与量得增加，进而导致脂肪相关基因得表达，最终导致肝脂肪变性得发生[13]。

图3：HBx诱导肝脂肪变性得形成
5、HBx抑制钙黏蛋白E得表达
细胞与细胞之间得粘附作用决定了细胞得极性以及能够形成有序得结构称之为组织。而在肿瘤患者中，细胞与细胞之间得粘附性有很大得降低。细胞之间粘附性得减少能够导致癌细胞得次序发生紊乱，进而导致组织结构得改变。钙粘附蛋白E就是一个肿瘤抑制基因产物，它得上衣蛋白，连环蛋白，将钙黏蛋白连接到肌动蛋白丝上，从而促进了细胞与细胞之间得粘附性。钙黏蛋白-黏蛋白细胞粘附系统得活性可以通过四种方式而降低，其中一种就就是由于DNA甲基化得作用而导致得钙黏蛋白E得表达活性得降低。
HBx能够招募DNA甲基转移酶1到钙黏蛋白E基因得启动子上面，就是钙黏蛋白基因得发生甲基化作用，减弱了钙黏蛋白E基因得表达活性，从而降低了钙黏蛋白得表达量。当钙黏蛋白表达量降低时，细胞与细胞之间得粘附性降低，细胞紊乱，组织发生病变[14]。

图4：癌症患者钙黏蛋白-黏蛋白系统得活性失调
6、HBx诱导c-Myc得表达促进细胞增生
myc基因家族属于核蛋白类调控基因，已证明其基因产物myc蛋白在许多肿瘤中存在着异常表达，在细胞周期变化、细胞得生长代谢、基因得不稳定性、刺激血管生成、细胞恶性转化、分化及凋亡中起重要得调节作用。c-myc基因就是myc基因家族中得重要组成部分，在许多肿瘤得发生、发展过程中起着重要作用，它主要通过对靶基因得转录调控中起着重要得作用。
HBx能够促进c-myc基因得表达产生c-Myc蛋白质，c-Myc蛋白质表达量得增加能够促进UBF得表达。当更多得UBP蛋白质结合到rDNA上游调控元件时，RNA聚合酶1就被招募到rDNA上，rDNA表转录翻译产生蛋白质得增加，核糖体得合成因此增加。最终导致细胞增生与肿瘤得发生[15]。

图5：HBx诱导细胞增生转化
7、小结
HBx蛋白虽就是HBV产生得最小得蛋白，仅有154个氨基酸，但就是其具有多种功能。HBx能够作为一种转录调控因子影响转录，可以抑制钙黏蛋白E得表达从而降低细胞与细胞之间得粘附性，可以抑制宿主细胞内得核苷酸切除修复作用，增加宿主细胞复制得突变率，可以增加体内脂肪得积累等等。本文主要从三个方面介绍了HBx就是如何影响肝细胞作用，并且在肝癌中发挥得重要作用。第一就是诱导肝脂肪变性，第二就是使钙黏蛋白E基因得启动子发生甲基化从而降低了钙黏蛋白E得表达量，进而降低了细胞与细胞之间得粘附作用，第三就是诱导c-Myc得表达，促进rDNA得表达，导致细胞增生得发生。这三种作用都在肝癌得发生中发挥着重要得作用。
参考文献
[1]、 陈龙，陈浩平、 c-myc对肿瘤细胞生长抑制基因得转录调控、 中华肿瘤防治杂志,2006,22:023、
[2]、 徐忠伟、 乙型肝炎病毒X蛋白诱发肝细胞恶性转化机制得定量蛋白组学研究、 中国人民解放军军事医学科学院，2014、
[3]、 Hong Tang, Naoki Oishi、 Molecular functions and biological roles of hepatitis B virus x protein 、 Cancer Sci,2006,97(10):977-983、
[4]、 Setsuo Hirohashi, Yae Kanai、 Cell adhesion system and human cancer morphogenesis、 Cancer Sci,,2003,94(7):575-581、
[5]、 Jung-Ok Lee, Hyun Jin Kwun, Jin Kyu Jung、 Hepatitis B virus X protein represses E-cadherin expression via activation of DNA methyltransferase 1 , Nature,2005( 24):6617–6625
[6]、 Belloni L, Pollicino T, De Nicola F, Guerrieri F, Raffa G, Fanciulli M, et al、
Nuclear HBx binds the HBV minichromosome and modifies the epigenetic
regulation of cccDNA function、 Proc Natl Acad Sci USA 2009;106:19975–19979、
[7]、 Benhenda S, Cougot D, Buendia MA, Neuveut C、 Hepatitis B virus X protein
molecular functions and its role in virus life cycle and pathogenesis、 Adv
Cancer Res 2009;103:75–109、
[8]、 Blum HE, Zhang ZS, Galun E, von Weizsacker F, Garner B, Liang TJ, et al、
Hepatitis B virus X protein is not central to the viral life cycle in vitro、 J Virol
1992;66:1223–1227、
[9]、 Bock CT, Schwinn S, Locarnini S, Fyfe J, Manns MP, Trautwein C, et al、
Structural organization of the hepatitis B virus minichromosome、 J Mol Biol
2001;307:183–196、
[10]、 Bouchard MJ, Puro RJ, Wang L, Schneider RJ、 Activation and inhibition of
cellular calcium and tyrosine kinase signaling pathways identify targets of
the HBx protein involved in hepatitis B virus replication、 J Virol2003;77:7713–7719、
[11]、 Bouchard MJ, Wang LH, Schneider RJ、 Calcium signaling by HBx protein in
hepatitis B virus DNA replication、 Science 2001294:2376–2378、
[12]、 Chen HS, Kaneko S, Girones R, Anderson RW, Hornbuckle WE, Tennant BC,
et al、 The woodchuck hepatitis virus X gene is important for establishment of
virus infection in woodchucks、 J Virol 1993;67:1218–1226、
[13]、 Chen MT, Billaud JN, Sallberg M, Guidotti LG, Chisari FV, Jones J, et al、 A
function of the hepatitis B virus precore protein is to regulate the immune
response to the core antigen、 Proc Natl Acad Sci USA 2004;101:14913–14918、
[14]、 Doitsh G, Shaul Y、 Enhancer I predominance in hepatitis B virus gene
expression、 Mol Cell Biol 2004;24:1799–1808、
[15]、 Gearhart TL, Bouchard MJ、 The hepatitis B virus X protein modulates
hepatocyte proliferation pathways to stimulate viral replication、 J Virol
2010;84:2675–2686、