1、,乙肝病毒X蛋白与原发性肝癌,一、乙型肝炎病毒 （hepatitis B virus, HBV）,1、形态结构,形态与结构：病人血清中存在3种形态的病毒粒：,1.大球形颗粒 又称Dane 颗粒,2. 小球形颗粒,3.管形颗粒,2、基因组结构,嗜肝DNA病毒科，基因组约3.2kb。由长链L(-)和短链S(+)组成的不完全双链环状DNA，长链载有病毒蛋白质的全部密码。4个ORF: PreS/S, Polymerase, Core, X。cccDNA是HBV复制的模版。大部分抗病毒的药物对cccDNA基本没有作用。X蛋白与肝癌的发生有关。,HBV基因组结构,pre-s1,pre-s2,S,P,C,p
2、re-c,X,HBV DNA 3.2 kb,pre-S1 pre-S1蛋白pre-S2 pre-S2蛋白S HBsAgpre-C HBeAgC HBcAgP DNAPX HBxAg,编码,HBsAg,pre-S2,pre-S1,+,-,3、HBV的抗原组成,表面抗原HBsAg核心抗原HBcAg e抗原HBeAg,HBcAg,HBsAg,HBeAg,Dane颗粒,-,+,4、病毒的复制,HBV的复制方式： 吸附、穿入、脱壳，DNA进入肝细胞核 以-DNA为模板，修复+DNA的裂隙区 -DNA2.1kb RNA外衣壳蛋白 3.5kbRNA内衣壳蛋白及HBV- DNA,HBV的复制,5、HBV的致病
3、机制,1.免疫低下：HBsAg无症状携带者2.病毒变异：逃逸免疫3.细胞介导的免疫损伤：CTL细胞免疫功能正常：急性肝炎细胞免疫功能低下：慢性肝炎,细胞免疫反应过强：暴发性肝炎免疫耐受：HBsAg无症状携带者,4.免疫复合物性的免疫损伤：肝外及肝脏损伤,5.自身免疫反应的免疫损伤：肝特异性脂蛋白抗原,二、HBV与原发性肝癌,原发性肝癌(HCC)是目前世界上十大恶性肿瘤之一, 而慢性乙型肝炎病毒(HBV)感染是其主要原因。由HBV X基因编码的X蛋白(HBx)是一种重要的调节蛋白, 在HBV诱发HCC过程中扮演重要角色。HBx是一种多功能蛋白, 对基因转录、信号传递、细胞周期和细胞增生凋亡等均具
4、有调节作用, HBx可能通过这些作用直接或间接地导致肝细胞癌变。,1、HBx的结构特点,1. HBx由HBV ORF中最小的X基因编码, 154个氨基酸组成, 分子量16.5 kDa。 2. 全长的HBx由N-端1/3负调节区和C-端2/3反式激活或共激活区两个功能区构成。,2、HBx的功能,HBx本身不能直接与双链DNA结合, 但可通过蛋白-蛋白相互作用与TATA结合蛋白及RNA聚合酶亚单位RPB5等反式作用因子结合, 增强转录因子NF-B、AP-l和SP-l等的活性, 反式激活启动子如HBV的C启动子, 调节N-ras 、c-myc 、c-jun 等癌基因及P53 、P21 和P19等抑癌
5、基因的表达。HBx还可激活PI3K、JNKs、MAPK等信号传导系统而参与HCC的发生和发展。,3、HBx基因的整合与突变,整合：在表达HBx的HCC和癌旁组织中, 可见多个癌基因表达增加的现象。 X基因整合的肝癌细胞中P16 mRNA和蛋白水平均受影响, X基因可能通过整合使P16 基因序列变异, 引起P16 表达缺陷, 导致其G1-S期滞留和抗增生效应丧失。 X基因可能通过整合直接激活原癌基因、抑制抑癌基因的表达而参与肝细胞癌变的发生。,突变：游离的HBV DNA多含全序列X基因, 而整合的X基因常出现缺失和点突变，其中以X基因3-端核苷酸的缺失最常见。3-端核苷酸的缺失导致HBx出现C-
6、端的缺失。全序列的HBx抑制ras和myc转化细胞的能力, 而C-端缺失的HBx使ras和myc转化鼠胚胎纤维母细胞的活性增强。C-端缺失的HBx能加速Huh7细胞G0/G1-S期的进程, 并使生长抑制效应结构域丢失。C-端缺失的HBx失去对细胞增生和转化的抑制作用, 并促进细胞周期进程，在肝癌形成中起重要作用。,4、HBx对肝细胞增生的影响,HBx可通过受体酪氨酸蛋白激酶途径等多种信号传导通路参与肝细胞增生的调节: (1)促胰岛素样生长因子、胰岛素样生长因子受体和表皮生长因子受体高表达，激活Src家族激酶，活化Jak1-STAT或与P53结合使P53下游靶基因PTEN表达下调，激活PI3K/
7、Akt/Bad信号通路。 HBx也可直接与PI3K的催化亚基p110结合激活PI3K，或使Akt/Bad磷酸化激活PI3K信号通路。(2)通过促IGF、IGFR的高表达进而活化受体酪氨酸激酶，或通过触发内质网钙离子的释放激活RAS/RAF/MAPK信号通路。(3)促进Jaks/STATs的酪氨酸磷酸化，活化Jaks-STATs信号通路，促进STAT依赖性基因转录。 (4)与MEKK1, SEK1, SAPK和14-3-3蛋白形成胞质复合物, 上调SAPK/JNK通路。HBx通过激活以上各信号传导通路参与肝细胞生长、增生和转化的调节。,HBx调节端粒酶活性：端粒酶的激活被认为是肿瘤发生的重要事件
8、，人端粒酶逆转录酶(hTERT)是端粒酶的一个亚单位，调节端粒酶限速的决定因素，hTERT的表达与端粒酶的活性密切相关。 HBx阳性肝癌细胞hTERT mRNA水平明显高于HBx阴性细胞。其启动子序列上含有AP-2和Sp1结合位点，HBx有可能通过AP-2和Spl调节hTERT的转录，激活端粒酶的表达。,HBx影响蛋白酶体功能：蛋白酶体是一类与多数真核细胞非溶酶体蛋白降解有关的复合物。在细胞分化、细胞周期调控、DNA修复及凋亡等过程中具有重要的作用。蛋白酶体功能上的改变可以导致细胞的高度增生和恶性转化, 在细胞的癌变过程中具有不可忽视的作用。HBx可通过与26S蛋白酶体的19S及20S的亚单位
9、相互作用导致蛋白酶体功能改变, 从而逆转蛋白酶体对一些转录因子的降解, 使这些因子半衰期延长, 增强基因的转录。,5、HBx对肿瘤细胞的浸润和转移的影响,HBx通过影响肿瘤细胞之间的分离、细胞外基质的降解和肿瘤细胞入侵血管或淋巴管等步骤而参与调节肿瘤细胞的浸润、转移。,HBx表达细胞中CD44呈极性分布并诱导细胞骨架重排、伪足的伸出及-整合素亚单位被重新分布到细胞的伪足尖上, 增强细胞的运动能力。HBx也可通过降低E-纤连素的表达或激活Src激酶磷酸化-整合素使细胞间肌动蛋白骨架和钙黏蛋白复合物间的连接断裂, 促进肿瘤细胞的分离、扩散。多种肿瘤组织中均可检测到环氧化酶-2的表达, COX-2与
10、肿瘤的发生与发展密切相关。 HBx上调COX-2的表达,进而促其靶基因MMP1的表达, 并激活MMP-2。HBx还可经MAPK等信号传导通路提高细胞中MMP-9和MMP-3的水平。MMPs通过降解ECM及血管基底膜, 促进肿瘤细胞的浸润转移。,6、HBx对细胞周期的影响,细胞周期的控制主要由一种蛋白激酶(CDK)及其抑制剂(CDKI)形成一个级联网络控制。这一网络中某一环节失调, 将导致细胞的生长失控及肿瘤的形成。 HBx可通过对CDK和CDKI的活性及细胞周期校验点的调节而影响细胞周期进程, 参与对细胞周期的调节，促进细胞分裂增生。,7、HBx对肝细胞凋亡的影响,HBx有可能通过对肝细胞凋亡
11、的调节而起到控制HCC发生的作用。HBx对凋亡既有抑制作用又有激活作用, 可能抑制凋亡利于肝细胞的无限增生, 而激活凋亡则利于HBV的复制和扩散。 HBx通过抑制线粒体膜上死亡配体Bid表达而抑制细胞色素C从线粒体释放或者直接阻止ctyC从线粒体释放, 降低caspase-8和caspase-3的活性而抑制凋亡。 相反, HBx也可结合于线粒体电压依赖性阴离子通道3降低跨膜电压, 使ctyC从线粒体释放, 或结合于线粒体渗透性转换通道, 而不改变ctyC和凋亡相关因子的重新分布, 诱导凋亡。,8、HBx对肝细胞的其他影响,HBx可影响肝细胞染色体结构的完整性、抑制损伤DNA修复,使HBV感染细胞出现遗传信息的不稳定, 细胞发生恶性转化。,瞬时表达HBx能上调细胞周期蛋白D1基因，进而激活DNA甲基转移酶的表达，最终造成抑癌基因上皮性钙黏蛋白和p16-INK4a的启动子发生甲基化而失活。,总结,HBV的X蛋白(HBx)在原发性肝癌(HCC)的发生发展过程中所起的作用是多方面的。 HBx通过基因转录调控和多种信号途径影响细胞增生和凋亡、抑制损伤DNA的修复、影响细胞周期进程并促肿瘤细胞浸润和转移等。 虽然HBx许多功能的作用机制尚不明确, 甚至还存在一些相反的研究报道, 但其生物学功能在HBV相关性HCC发生发展中具有重要作用是毋庸置疑的, 其确切作用机制尚需进一步深入研究。,
