現代細胞生物學和生物資訊學揭示了多種細胞信号通路在肝細胞癌的發生、存活、增長、侵襲、遷移、轉移和耐藥性中發揮重要作用。深入了解這些通路是設計新型分子和基因療法的基礎。精準确定每位患者與肝細胞癌進展相關的差異表達基因，有助于個性化藥物的選擇。此外，一些通路的特征性分子标志物有助于早期檢測肝細胞癌和預測療效，同時在臨床實踐和試驗中評估治療結果。
1. 酪氨酸激酶依賴性通路
酪氨酸激酶是一類酶，能催化ATP依賴性磷酸化，作用于包括EGFR、VEGFR、PDGFR、FGFR、HGF/c-MET受體和c-KIT受體等多種受體。這些酶在癌細胞的生長、存活和侵襲中起關鍵作用。包括肝細胞癌在内的諸多癌症，均發現酪氨酸激酶過度表達，是以成為索拉非尼、侖伐替尼、卡博替尼和瑞格非尼等小分子抑制劑的目标。
1.1血管内皮生長因子（VEGF）通路
惡性良性腫瘤的快速生長需要大量血液供應，大多數惡性良性腫瘤表現為不受控制的新生血管形成，即血管生成，這在惡性良性腫瘤轉移中起關鍵作用。TACE通過阻斷惡性良性腫瘤的血液供應治療肝細胞癌，但面臨肝細胞癌異質性、藥物滲透性差和惡性良性腫瘤微環境複雜等挑戰。VEGF家族多肽（如VEGF、VEGF-B、VEGF-C等）調節新血管形成，其中VEGFR-2在惡性良性腫瘤血管生成中最為重要。臨床樣本顯示，VEGF基因在肝細胞癌中高表達，是基因治療的潛在靶點，且VEGF水準可作為診斷和預測治療反應的生物标志物。
1.2 表皮生長因子（EGF）通路
EGF調節細胞生長、存活、增殖和分化，其受體EGFR在多種癌症（如肝癌、乳腺癌和肺癌）中被廣泛研究。在肝細胞癌中，EGF通路通過誘導CXCL5和CXCL8調節發炎環境。小分子抑制劑如厄洛替尼和瓦他尼布，以及抗EGFR單克隆抗體西妥昔單抗，進行II期臨床試驗。這些抑制劑可以阻斷EGF通路并誘導HCC細胞凋亡，但EGFR突變可能導緻耐藥性。研究發現HCC細胞中存在七種EGFR突變，均對厄洛替尼耐藥。EGF在HCC中高度表達，過表達EGF的轉基因小鼠肝癌發生率較高。臨床資料表明，EGF和EGFR的過表達與HBV或HCV感染患者中HCC的高發生率和差預後相關。EGF/EGFR敲除會導緻HCC細胞周期停滞和凋亡，是以，EGF通路是HCC基因治療的良好候選目标。
1.3 成纖維細胞生長因子（FGF）通路
FGF家族包含二十多種蛋白質，負責細胞增殖、代謝、分化和存活等功能。其中，FGF19在肝細胞癌患者中高度表達，與預後差相關。健康時，FGF19促進肝髒再生。轉基因小鼠研究顯示，FGF19在小鼠中高表達導緻原發性肝癌。
FGF19在肝細胞癌中誘導多種信号通路，并調節内質網應激，促進免疫逃逸。多靶點激酶抑制劑侖伐替尼和BLU9931對FGF19通路顯示出積極效果。
1.4 血小闆衍生生長因子（PDGF）
PDGF是依賴酪氨酸激酶的生長因子，與細胞生長群組織再生有關。高水準的PDGF與肝細胞癌、肝纖維化和肝硬化等慢性肝病相關。PDGF在肝細胞癌相關纖維化中起關鍵作用，是重要的治療靶點。藥理政策包括中和抗體、适配體、可溶性受體和小分子抑制劑。
1.5 幹細胞生長因子受體（c-KIT）
c-KIT是依賴酪氨酸激酶的受體，結合幹細胞生長因子（SCF）。在肝細胞癌中，c-KIT過表達并存在多種突變，促進細胞存活、遷移和血管生成。HBV和HCV通過激活c-KIT促進肝癌幹細胞生成。甲磺酸伊馬替尼和索拉非尼等藥物對c-KIT有影響，但需謹慎使用以避免負面影響。
1.6 肝細胞生長因子（HGF/c-MET）
HGF調節肝細胞再生和生長。在肝細胞癌中，HGF過表達通過激活c-MET受體促進惡性良性腫瘤細胞增殖、存活和轉移。c-MET可作為肝細胞癌的預後标志物和化療耐藥訓示劑。小分子抑制劑如PHA665752和AMG 337能抑制HGF/c-MET通路。敲除c-MET也顯示出抑制肝細胞癌生長和逆轉耐藥性的效果。
2. PI3K/AKT/mTOR 通路
PI3K/AKT/mTOR通路在肝細胞癌（HCC）進展中起關鍵作用，約50%的HCC患者中該通路表現出過度活躍。這一信号通路調控細胞周期、增長、代謝和存活，并為EGF和IGF等其他細胞生長通路提供下遊信号。轉錄組分析顯示，23%的HCC患者肝癌組織中 AKT高表達，并與肝癌術後複發及不良預後密切相關。
生物資訊學分析發現，一半的HCC病例中mTOR信号異常。PTEN是抑制PI3K/AKT/mTOR信号的惡性良性腫瘤抑制因子，約半數HCC病例中PTEN基因突變或下調，導緻該通路活化。
西羅莫司和依維莫司是選擇性mTOR抑制劑，研究用于SOR治療失敗後的HCC治療。近期Meta分析顯示，這兩種藥物改善了肝移植後HCC患者的生存率。研究表明，依維莫司與全AKT抑制劑MK-2206聯合使用，能協同抑制Hep3B、HepG2和Huh7三種HCC細胞系的增殖。然而，一項III期臨床試驗未能顯示晚期SOR不耐受HCC患者的生存率增加。另一項II期臨床試驗中，SOR和mTOR抑制劑泰西羅莫司的組合在晚期HCC患者中未達到預期效果。PI3K/AKT/mTOR抑制劑的臨床結果不一，表明需要開發更創新的療法，基因療法是一個有前途的選擇。
3. PLK1通路
PLK1是絲氨酸/蘇氨酸激酶，在細胞周期程序中扮演多重角色，主要通過調控M期的紡錘體檢查點。PLK1在多種惡性良性腫瘤中過度表達，導緻細胞增殖失控，超過有絲分裂檢查點。研究表明，肝細胞癌樣本中的PLK1表達量是正常組織的12倍。敲除PLK1能顯著降低肝癌細胞的生物學活性，并能顯著降低肝癌裸鼠移植瘤的生長。
Arbutus Biopharma公司開發了TKM-080301，這是一種針對PLK1的基因沉默療法，已進行I/II期臨床試驗評估其安全性、藥代動力學和初步抗惡性良性腫瘤活性。I期結果顯示其生物安全性良好，但II期結果未顯示患者總體生存率改善。
4. RAS/RAF/MEK/ERK通路
RAS/RAF/MEK/ERK是一個複雜的信号傳導通路，影響細胞增殖、分化、血管生成和存活。其組成部分和下遊蛋白被稱為絲裂原活化蛋白激酶（MAPKs）。肝細胞癌組織中MEK1/2磷酸化水準比鄰近組織高7倍。研究發現，RAS/RAF/MAPK異常有助于肝細胞的惡性轉化。RAF1蛋白在約60%的肝細胞癌患者樣本中上調。HBV整合到宿主基因組并通過激活RAS/RAF/MEK/ERK通路誘導肝細胞癌。
RAS/RAF/MEK/ERK信号是多種激酶抑制劑（如索拉非尼和侖伐替尼）的治療靶點。盡管有進展，但臨床效果仍不理想。CI-1040是選擇性靶向MEK/ERK的小分子抑制劑，I期臨床試驗結果令人鼓舞，但II期結果令人失望。第二代MEK/ERK抑制劑PD0325901在體内外表現出更高的藥理特性和效率，但也在II期臨床試驗中失敗。這些挑戰使基因療法成為潛在解決方案。例如，通過沉默BRAF基因抑制肝細胞癌小鼠模型的生長，敲低ERK2可以顯著抑制肝癌細胞的增殖。
5. Hedgehog (Hh) 通路
Hedgehog (Hh) 通路在肝病中起關鍵作用，包括SHH、IHH和DHH配體。這些配體使PTCH1失活，進而激活SMO，同步激活GLI轉錄因子，增加細胞增殖、分化和侵襲。Hh通路在50%的肝細胞癌病例中過度活躍，與惡性良性腫瘤進展相關，并導緻肝纖維化。Hh信号的拮抗劑HHIP在肝細胞癌和肝纖維化中下調，成為基因治療的靶點。Vismodegib是一種Hh通路抑制劑，在臨床前研究中顯示出效果，但臨床資料不足。RNAi介導的SMO敲低可抑制肝細胞癌細胞生長。
6. JAK/STAT 通路
JAK/STAT通路調節細胞對生長因子（如EGF、PDGF、VEGF）和細胞因子（如IL-6）的反應，抑制細胞增殖、分化和凋亡。肝細胞癌中JAK/STAT失調，通過突變或抑制調節劑導緻細胞生長失控。STAT3抑制劑（如CIMO）對肝細胞癌細胞具有高效毒性，在小鼠中抑制惡性良性腫瘤生長。STAT3基因敲除抑制肝細胞癌細胞生長和血管生成，适用于基因治療。此外，STAT3與促惡性良性腫瘤的M2型惡性良性腫瘤相關巨噬細胞有關，是抗癌免疫治療的潛在靶點。
7. 生存通路
除了前面提到的通路外，以下通路在維持肝細胞癌細胞的生存和抗凋亡方面也起重要作用，是以與化療耐藥性相關，是基因治療的重要靶點。
7.1 Midkine (MK)
MK是一種結合肝素的生長細胞因子，在胎兒生命中尤其重要。MK在成人期的表達異常與惡性良性腫瘤等多種疾病密切相關。
研究表明，MK通過與間變性淋巴瘤激酶（ALK）受體結合，激活PI3K/AKT通路，進而激活MAPKs，上調STAT3并下調Caspase-3，進而對抗SOR的藥效。MK基因沉默通過siRNA增加了HepG2細胞對SOR的敏感性，并在體内逆轉了SOR耐藥性，使得小鼠模型中的SOR耐藥肝細胞癌被消除。
7.2 c-Jun-N-terminal-kinase (JNK)
JNK是MAPKs的一員，介導肝細胞癌的抗凋亡活性，促進細胞增殖、分化、遷移和侵襲，并通過TGFβ/SMAD通路介導發炎和纖維化。研究表明，JNK敲低通過siRNA增強了CD95介導的凋亡，并誘導HepG2細胞的G2/M期細胞周期停滞。
7.3 Myeloid cell leukemia-1 (Mcl-1)
Mcl-1是Bcl-2家族中的抗凋亡蛋白，在包括肝細胞癌在内的多種癌症中發揮重要作用。Mcl-1基因敲低通過siRNA增加了肝細胞癌對化療和TRAIL治療的敏感性，通過增強Caspase-3介導的凋亡活動，消除耐藥性。
7.4 Bmi-1
Bmi-1是肝細胞癌中過表達的癌基因，不僅在癌發生中起重要作用，還在幹細胞多能性、胚胎發生和細胞增殖中發揮作用。研究表明，Bmi-1基因的siRNA沉默抑制了肝細胞癌細胞的增殖和侵襲性，并增加了它們對5-氟尿嘧啶（5-FU）治療的敏感性。
7.5 P-糖蛋白 (P-gp)
P-gp是一種膜轉運蛋白，介導分子外排。癌細胞上調P-gp是其逃避化療的适應機制，P-gp外排是多種化療藥物（如阿黴素、紫杉醇、5-FU和順鉑）耐藥的基本機制。是以，P-gp被稱為多藥耐藥1蛋白（MDR1）。肝細胞癌研究中有許多關于靶向P-gp的基因治療以逆轉化療耐藥性的報道。
8. 發炎通路
發炎是人體對壓力或細胞損傷的反應機制，通過招募惡性良性腫瘤壞死因子α（TNF-α）和白細胞介素6（IL-6）等細胞因子增加血液供應并滲入受影響區域。遺憾的是，不受控制的發炎反應可能對組織造成嚴重影響，甚至促進癌症發生。肝細胞癌分泌多種促炎信号，誘導肝髒中持續的發炎微環境，促進惡性良性腫瘤微環境的增殖、遷移、血管生成和基因組不穩定。
8.1 賴脂酸 (LPA) 和 自噬因子 (ATX) 通路
LPA是一種内源性磷脂，其生成主要依賴于自噬因子（ATX）酶，ATX也是LPA受體的載體。LPA/ATX通路通過TNFα/NFkB通路與發炎相關的肝癌發生高度相關。研究表明，通過RNAi靶向LPA受體6（LPAR6）敲低LPA/ATX信号通路在小鼠異種移植模型中抑制了肝細胞癌惡性良性腫瘤形成。
8.2 轉化生長因子β1 (TGFβ1)
TGFβ1在多種癌症中是重要的促炎信号通路，其激活刺激SMADs轉移到細胞核，激活多種促炎轉錄因子。此外，肝庫普弗細胞在肝損傷響應中過度分泌TGFβ1，随後激活肝星狀細胞（HSCs），可能導緻肝纖維化并進展為肝硬化和肝細胞癌。最近研究表明，通過基因敲低同時靶向TGFβ1和SMO可以将活化的HSCs重新程式設計為靜止狀态的HSCs，并逆轉小鼠肝纖維化。另有研究發現，聯合免疫治療，沉默TGFβ1和環氧合酶-2（COX-2）可以抑制癌症生長。
來源：國際肝膽資訊