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糖尿病参与肝癌发病机制的研究进展论文

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主堡耋生匿堂苤查;!!!生!旦箜ii鲞箜!塑曼!也』鱼!!尘!!壁P!!翌!笪;!!!:Y!!:!!!盟!:!・综述・糖尿病参与肝癌发病机制的研究进展张慧张庆黄丽虹【关键词】癌,肝细胞;糖尿病TheprogressofdiabetesmellitusinvolvinginthepathogenesisofhepatocellularcarcinomaZhangHui,ZhangQing,HuangLihong.InstituteofOrganTr。竹5pfdn£nti。竹,ArmedPoliceGeneralHospital,Beijing100039,China.Correspondingauthor:HuangLihong,Email:tohlh@126.com[KeywordslCarcinomahepatocellular;DiabetesmellituS肝细胞肝癌(简称肝癌)是世界第五大原发性恶性肿瘤,其病死率位于癌症死亡疾病的第三位。我国肝癌的发病率为35/10万[1],其中近90%的肝癌是由乙型肝炎病毒(HBV)或丙型肝炎病毒(HCV)感染引起,另外10%是由非乙肝非丙肝因素诱发。糖尿病诱发肝癌的发病率达32.7%[2]。Yuko等[3]研究分析发现,糖尿病患者发生肝癌的危险比是2.16;10年随访研究发现糖尿病发生肝癌的风险最高。Singh等H1对13项肝癌相关性研究进行系统回顾与Meta分析发现,糖尿病是肝癌发生的风险因素之一。由此可见糖尿病与肝癌关系密切,且糖尿病是肝癌发生的重要风险因素[1]。但糖尿病参与肝癌发生的相关机制尚不明确。因此,我们就糖尿病参与肝癌发生与发展的相关机制的研究进展做一综述。一、胰岛素抵抗与肝癌胰岛素抵抗是一种常见的病理生理现象,是糖尿病患者的主要表现,其实质为胰岛素介导的细胞糖代谢能力减低,是正常剂量的胰岛素产生低于正常生物学效应的一种状态。即单位浓度的胰岛素其细胞效应减弱,组织对胰岛素的敏感性下降,代偿性引起胰岛日细胞分泌胰岛素增加,从而产生高胰岛素血症的一种现象口_6]。Saad等[7]在胰腺DOI:10.3760/cma.j.issn.0254—9026.2014.09.032基金项目:国家自然科学基金项目(81372595);首都临床特色应用研究(Z121107001012168)作者单位:100039北京总医院器官移植研究所通信作者:黄丽虹。Email:tohlh@126.corn万方数据癌合并糖尿病与单纯糖尿病及健康人群中发现,胰腺癌合并糖尿病人群中胰岛素抵抗指数(HOMA—IR)均高于其他两组,提出胰腺癌的发生与胰岛素抵抗存在重要相关性。由于糖尿病是肝癌发生的重要危险因素,因此我们高度怀疑胰岛素抵抗可能也是糖尿病诱发肝癌的关键因素之一。1.胰岛素抵抗导致胰岛素样生长因子(IGF)一1上调诱发肝癌:IGF一1是具有内分泌、自分泌及旁分泌特征的单链多肽,并与胰岛素有同源结构,故也有胰岛素样代谢效应。IGF—l合成相当广泛,大量循环IGF一1主要来源于肝脏。IGF一1同胰岛素一样促进细胞增殖,上调血管内皮生长因子,并抑制细胞凋亡[8]。Saad等[7]研究认为,IGF一1可以通过增加c—fos与c—jun等原癌基因的表达激活丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen—activatedproteinkinase,MAPK),使有丝增加,从而促进肿瘤生长。Qin和Tian[9]从IGF一1缺乏(其中IGF一1缺乏占循环总量的50%)的小鼠模型中发现,胰岛素抵抗能够使肝脏合成IGF结合蛋白水平减少,从而导致IGF一1生物利用度增加,进而通过升高IGF一1的水平促进肿瘤进展。2.胰岛素抵抗导致IGF一2上调并与IGF1受体结合诱发肝癌:IGF一2在生理条件下主要作用于胎肝,但在出生后却出现低表达。IGF-2的高水平表达在许多人类恶性肿瘤中是重要的自分泌形式。胰岛素抵抗导致的IGF结合蛋白水平减少同样可以增加血清中IGF一2的浓度[1…。Zhou等[11]将IGF蛋白家族抗体固定在载玻片上,将肝癌组织与邻近组织的溶菌产物在该载玻片上进行抗原抗体反应发现,IGF-1受体低表达于癌前病灶及其邻近肝组织中,却在肝癌细胞组织中高表达,并易受有丝的影响。IGF一2与IGF一1受体结合后,解除受体上Q亚基对G亚基酪氨酸激酶的抑制,酪氨酸激酶被激活,受体自身磷酸化,导致胰岛素受体底物(insulinreceptorsubstrate,IRS一1)多位点磷酸化,并同时启动两条信号级联反应,加速细胞周期,促进有丝,诱导细胞增生、转化和抗凋亡。因此IGF一2可以通过结合IGF一1受体在肝癌中促进细胞增殖、生存、迁移L1…。3.胰岛素抵抗导致IRS一1过表达诱发肝癌:当细胞直接暴露于高胰岛素血症条件下时,胰岛素信号通路中的一个关键分子一IRS一1会呈过表达,并且胰岛素抵抗造成IGF一1、IGF一2及IGF一1受体过表达可以激活IRS一1E12]。后者作为细胞转化和癌变的调节因子,激活磷酸酶一张力蛋白同源基因(PTEN)/磷脂酰肌醇一3一激酶(P13K)/蛋白激酶B(Akt)信号通路、多种肿瘤细胞株和MAPK信号通路,加速细胞周期,促进有丝,诱导细胞增生、转化和抗凋亡,导致持续性的肝细胞增长以及肝大,促进肿瘤细胞增殖和转移L10|。当肝细胞感染HCV时,HCV核心蛋白不仅能够激活MAPK,而且可以上调IRS一1一Ser312位点磷酸化水平。IRS一1的Ser残基磷酸化可以削弱胰岛素信号的传导能力,从而抑制外周组织对葡萄糖的正常摄取,诱发胰岛素抵抗[13I。另有研究发现,在HBV感染的肝脏不典型增生中,有25%小鼠基因表达乙肝病毒x基因(HepatitisBX,HBx)与IRS一1,HBx基因是HBV基因中最小的开放阅读框,具备转录、激活信号转导以及干扰线粒体和DNA修复功能,对病毒感染与复制起到重要作用;其中有3只小鼠出现肝癌,但在单独表达IRS—l与HBx中却没有发现肝癌,HBx或IRS一1单独表达并不能充分引起肝脏肿瘤的发生[14|。由此表明,在HBx与IRS-1共同存在可以促进肝肿瘤细胞的发展。因此,可以推断胰岛素抵抗不仅可以通过以上分子机制诱发肝癌,而且可以通过IRS-1联合肝炎病毒共同促进肝癌的发生与发展。二、活性氧簇(ROS)与肝癌糖尿病患者的脂肪组织在肌肉和肝脏等内脏器官的异位蓄积可以引起的线粒体功能障碍。线粒体是细胞内ROS的主要来源,线粒体功能失常可导致肝细胞线粒体ROS泄漏[15。。因此,糖尿病患者血浆中可以产生过量氧化应激产物一一ROS。一方面ROS可以激活肝脏非实质细胞(肝星状细胞等)导致肝硬化,并通过白分泌与旁分泌形式激活肝星状细胞,后者增加肝细胞胶原间质沉积,肝细胞炎性坏死,Mallory小体形成,修饰DNA甲基化,导致DNA突变,诱发癌变L160;另一方面ROS可启动不饱和脂肪酸氧化,导致脂质过氧化万方数据释放丙二醛(malondialdellyde,MDA)和4一羟基乙酸(4_hydroxynonrnal,HNE),两者通过共价键与蛋白结合,这些经修饰的蛋白质可引发免疫反应导致免疫性肝炎。同时脂质过氧化产物使巨噬细胞内转移生长因子一l(transforminggrowthfactor,TGF一1)、炎性细胞因子(白细胞介素一6、白细胞介素一8)表达上调,加剧氧化损伤,促进肝纤维化和肝硬化发展,增加诱发肝癌的可能[17I。持续的ROS还可以激活丝氨酸一苏氨酸激酶级联反应,这些活化的激酶通过大量的靶点直接提高IRS一1和IRS一2丝氨酸磷酸化水平或间接通过核转录因子(NF—KB)介导的一系列转录事件,使机体对胰岛素的敏感性降低,从而产生胰岛素抵抗,进而又影响血浆中的ROS水平,增强ROS本身的致癌效应。三、瘦素与肝癌Wang等[1刀研究发现,肝癌组织与邻近的非肝癌组织中的瘦素表达从中等(++)到强(+++),在72.2%的肝癌组织中表现出较弱的浓度(+)(P<0.05);在正常肝细胞与肝癌细胞中瘦素均有表达,虽然瘦素并不能促进肝癌细胞的增殖,但瘦素表达却抑制了正常肝细胞的增殖。有研究显示,在人类肝癌细胞系中,瘦素具有促癌细胞增殖作用,并增加癌细胞的侵袭能力和迁移能力,能阻断蛋白酪氨酸激酶(JAK)/转录激因子3(STAT3)与胞外信号调节激酶(ERK)和P13K信号转导通路的抑制作用,表明瘦素可以通过活化STAT3、Akt与ERK信号通路诱发肝癌[18_19]。Lacobellis等[20]对15例1型糖尿病患者和15例健康对照者进行血浆胰岛素及瘦素的测定,结果提示糖尿病患者胰岛素日常需要量是(0.54±0.2)UI/kg,血浆瘦素水平为(25.9±19.0)t-g/L,两者均高于健康对照组(P<0.01),并发现生理范围内的血浆胰岛素即可快速调节血浆瘦素水平。一方面糖尿病患者体内瘦素水平高于健康人群,另一方面瘦素可能增加肿瘤细胞的侵袭程度,由此推断瘦素可以作为糖尿病患者发生肝癌的关键因素,增加糖尿病患者肝癌的发生率。四、总结糖尿病通过多种途径诱发肝癌,其中的关键因素是胰岛素抵抗。对于糖尿病诱发肝癌的相关机制进行深入研究有助于肝癌的早期预防与治疗,并对于生活方式的改善及进行适当的药物干预提供了帮助。1039hepatocellularcarcinomabiomarkers口].PLoSOne,参考文献2012,7:46851.[1]RendellM,Akturksafety,diabetes2[12]KesslerSM,PokornyJ,ZimmerHK,TellaSH,eta1.GlargineOpinDrugbindingproteinV,eta1.IGF2mRNAinisp62/IMP2—2actionhepatocellularindependentofandcancer[J].Expertcarcinoma:antiapoptoticSaf,2013,12:247—263.NishikawaH,OsakiY.Non-B,non-ChepatocellularJOncol,2013,43:IGF2/P13Ksignaling[J].AmJPhysiolGastrointestLiverPhysiol,2013,304:328—336.carcinoma(Review)[J].Int1333—1342.[13]DasinGC,HollingerCvirusFB.Molecularinducedinsulinpathwaysforglucosehomeostasis,insulinsignalingandautophagyhepatitisresistanceina[3]NagaokiofY,HyogoH,AikataH,eta1.Recenttrendfeaturesinpatientswithhepatocellularclinicalcellularmodel[J].Virology,2012,434:5-17.L,delacarcinoma[J].Hepatology375.Research,2012,42:368—[14]LongatoMonteS,KuzushitareceptorN。eta1.and0verexpressionS,SinghPP,SinghriskofandAG,eta1.Anti—diabeticcancer:aofinsulinsubstrate-1[4]SinghmedicationsandthesystematicreviewhepatocellularhepatitisBxgenescausespremalignantalterationsintheliver[J].Hepatology,2009,49:1935—1943.meta-analysis[J].AmJ[15]GoldsteinBJ,MahcdevK,wuinsulin-inducedsignalingX,eta1.RoleofGastroenterol,2013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