【關鍵詞】 缺氧；肝癌；多藥耐藥

腫瘤細胞的多藥耐藥性(multiple drug resistance， MDR) 是指腫瘤細胞接觸一種抗癌藥物后，不僅對該藥產生耐藥性，對其他結構和作用機制不同的多種抗腫瘤藥物也可產生交叉耐藥性。肝癌是臨床常見的對化療不敏感的惡性腫瘤，研究已證實多藥耐藥是肝癌化療無效或漸失效的主要原因。肝癌多藥耐藥產生存在多種機制，近年來，已有大量文獻對肝癌細胞缺氧與肝癌MDR的發生機制、臨床意義等方面展開了深入研究，本文就缺氧與肝癌多藥耐藥作一綜述。

1 肝癌多藥耐藥產生機制

肝癌的MDR產生機制復雜，主要有以下幾個方面：(1)P170糖蛋白( P-gP)P-gP由7號染色體上的多藥耐藥基因1 (Multidrug Resistance Genel，MDR1)編碼的糖蛋白，它是一種相對分子量為170KD、具有能量依賴性“藥泵”功能的跨膜糖蛋白，屬于ABC轉運蛋白超家族成員，其能將細胞內帶陽性電荷的親脂類化療藥物逆濃度泵至細胞外，使細胞內化療藥物達不到有效作用濃度而產生耐藥性［1］。(2)多藥耐藥相關蛋白( MRP ) 1992年，從人小細胞肺癌耐藥細胞株H69AR中克隆出MR基因，其編碼的P190蛋白，即多藥耐藥相關蛋白(MRP)，屬ABC跨膜轉運蛋白超家族的成員，可介導蒽環類抗生素、長春生物堿、鬼臼乙叉甙等多種化療藥物自細胞內外排或改變藥物在細胞內的分布而導致MDR［2］。已經發現，在對化療不敏感的肝癌等多種惡性腫瘤患者體內及體外培養的多種不同組織來源的惡性腫瘤耐藥細胞株中，MRP基因或P190蛋白的表達升高［3］。Akan等［4］證明N-乙酰半胱氨酸可以增加人類胚腎細胞(HEK293)及其轉染全長MRP1的293MRP細胞，而DL-Buthionine(S ，R) -sulfoximine(BSO)可以降低其效應，由于N-乙酰半胱氨酸是一種谷胱甘肽前體，BSO可以抑制GSH的合成， 表明MRP1 耐藥性的產生依賴于GSH。MRP1 能將帶有負電荷的藥物泵出細胞 ；也參與胞質囊泡的運輸， 可引起細胞內藥物再分布，使重要的攻擊靶點(如核酶) 的藥物減少，形成MDR［5］。(3)肺耐藥蛋白(LRP) LRP是由位于16p13.1 .1 3 .2基因編碼的產物，首先發現于MDR的肺癌細胞株中，是一種管狀結構的人類的穹隆體蛋白。L RP主要從胞核轉運一些 P .g P和 MRP不能介導的藥物如順鉑、卡鉑、烷化劑等到胞漿，改變細胞內的藥物分布，使藥物遠離作用靶點，通過核靶點屏蔽機制產生耐藥［6］。(4)調亡與抗調亡機制失衡 Bcl - 2家族是目前最受重視的調控細胞凋亡的基因家族。其家族可分為兩大類：凋亡抑制基因如Bcl-2、Bcl-x l、Bc1． W等和凋亡誘導基因如 bax、 Bcl -XS、bad、bak等，這兩類基因的相互作用可調節細胞的凋亡，其中編碼與耐藥有關的是Bel - 2。Markova研究發現應用MDR拮抗劑后出現Bcl-2 的低水平表達。Perkings［7］等也發現了在有MDR的類急性白血病細胞中 Bcl - 2的過度表達。Klhler等在對119例急性骨髓白血病的早期、后期治療對比中發現Bcl - 2的絕對轉錄水平升高。

2 肝癌細胞缺氧及其分子反應

局部微環境缺氧在許多實體瘤中是常見現象。腫瘤組織中的氧狀況取決于氧的供給、彌散及氧耗。缺氧主要是由于腫瘤生長迅速，氧的消耗及彌散距離增加；而腫瘤血管往往異常增生、管壁萎陷、血流淤滯、血供不足，因而使得腫瘤區域氧的供求失衡而相對缺氧。距毛細血管同樣遠近的腫瘤組織較正常組織中氧濃度低10～100倍，當腫瘤球體直徑達到2009～3009m時其中心氧分壓即下降到很低(缺氧)。而且腫瘤內部的缺氧程度是不均一的，通常地，以腫瘤的中央為軸心，缺氧的程度向外漸次減弱，亦即越靠近腫瘤中心缺氧時間越長、缺氧越為嚴重［8］。

肝癌細胞組織內缺氧尤為顯著，肝細胞癌通常是由慢性肝損傷、肝硬化發展而來。肝臟的慢性損傷導致肝細胞性狀的改變繼而引起肝組織硬化，并破壞肝內正常的血供系統。肝血供系統的破壞進一步導致肝供血不足、肝組織內缺氧。而且，隨著腫瘤細胞的高度增殖、數量增多、腫瘤體積增大，也引起肝癌組織內更嚴重的缺氧。機體為對抗這種缺氧的微環境，會發生了一系列適應性改變，腫瘤細胞的基因組／蛋白組發生變異，肝癌表現出某些新的生物學性狀［9］。

肝癌細胞在缺氧情況下，發生一系列生化改變適應缺氧，包括無氧糖酵解的增強，保護性應激蛋白的表達提高等。后者包括一些細胞因子和生長因子，如促紅細胞生成素(erythrop- oietin，EPO)、VEGF、糖酵解酶等;轉錄調控因子的改變有A P -1、和缺氧誘導因子(hypoxia - inducible factor 1，HIF- 1 ) 等［10］。

3 缺氧與肝癌多藥耐藥

在肝癌多藥耐藥形成機制中，肝癌細胞組織缺氧起著十分重要的作用。Zhu等［11］研究表明在缺氧環境中的HepG2人肝癌細胞隨著缺氧時間的延長，多藥耐藥相關基因mdrl、MRP1、LRP的mRNA和蛋白水平的表達量也逐漸增高。尤以MRP1變化更為顯著；但在恢復供氧后這些多藥耐藥相關基因的表達即開始下降。這些現象提示周圍環境的缺氧可誘導肝癌細胞高表達mdrl、LRP、MRP1等多藥耐藥相關基因，而這些基因的表達直接參與了肝癌多藥耐藥表型的形成，因此我們可得出結論：肝細胞癌的多藥耐藥性可由其生長局部微環境的缺氧而誘導；肝癌在其生長微環境缺氧等因素的影響下因細胞內多藥耐藥相關基因的表達升高而獲得了多藥耐藥的表型。

核轉錄因子HIF-1 ( hypoxia induced factor- l，缺氧誘導因子-1)是細胞缺氧狀態下穩定表達的中心調節因子，可在轉錄水平調節諸多靶基因的表達［12］。H1F -l是一種異源二聚體轉錄因子，由α亞基和β亞基組成，二者都是具有螺旋-環-螺旋( bHLH) 結構的堿性蛋白。HIF -1基因定位于人染色體14q21-2 4。在HIF-1的N端具有PAS和bHLH結構域。PAS結構域含有個長度大約50個氨基酸的同源重復序列，由His-X–X-Asp順序構成。PAS結構域與異二聚化有關，可能影響DNA的結合及轉錄激活。BHLH結構域在許多轉錄因子中介導HIF-1α和HIF- 1β亞基形成二聚體并與DNA結合，HIF-1α和HIF-1βC端都有一個或多個激活區域，主要參與轉錄激活作用［13］。常氧下HIF-l α通過泛素-蛋白酶體途徑很快降解。缺氧時HlF的泛素化急劇減少，并從胞漿轉位至胞核，HIF -B形成二聚體。H1F -l 二聚體通過 HIF- 1碳末端的入核信號誘導入核，與缺氧誘導基因的HRE (hypoxia response elenment，缺氧反應元件)上的HIF-lα結合位點結合，促進缺氧誘導基因轉錄，而引起一系列細胞對缺氧的反應 ［14］。

目前的研究結果顯示核轉錄因子HIF-1α參與調控多種腫瘤細胞中多藥耐藥相關基因的表達，證實HIF-1α與腫瘤的耐藥有關［15］。國內外研究表明多藥耐藥相關基因表達增高與HIF-1α的表達呈同步化改變，而且在HIF-1α／PCDNA3.0質粒穩定轉染的HepG2細胞中，mdrl、LRP、MRP1基因的mRNA和蛋白水平的表達均顯著升高。這提示核轉錄因子HIF-1α可促進細胞內多藥耐藥相關基因表達。以上結果表明HIF-1α是介導肝癌細胞產生 MDR的重要核轉錄因子， 缺氧可通過活化 HIF-1α促進多藥耐藥相關基因的轉錄，使這些基因編碼的藥物泵蛋白合成增多，增加對化療藥物非選擇性的外排。據此，我們可得出結論:在缺氧環境中缺氧這一物理因素可通過核轉錄因子HIF-1α來調控多藥耐藥相關基因的表達，從而使肝癌在化療中表現出多藥耐藥的特性［16］。Katrina Mc［17］等已證實MDR1基因是缺氧反應性基因，在該基因啟動子上存在著功能性的HRE，這進一步從基因結構水平提供了確鑿的依據。

缺氧還可引起肝癌細胞凋亡與抗凋亡機制的失衡。Hammond等［18］研究發現，低氧可致轉化的鼠胚胎成纖維細胞發生凋亡，而且凋亡依賴于野生性p53。將此細胞株接種于免疫缺陷小鼠，發現缺氧區域野生性p53細胞發生凋亡較多，而p53突變細胞凋亡細胞明顯減少。這些發現提示，缺氧的選擇作用使得p53突變細胞得以更好的生存。定位于1號染色體的p53基因是體內重要的細胞凋亡控制基因。該基因的異常表達野生型p53基因轉變為突變型p53基因，與肝癌的耐藥密切相關 ［19］ 。p53在HCC中的突變率較高，由此產生的大量突變p53蛋白將影響下游基因的調控［20］，如 Bcl -2 、Bax等，從而抑制腫瘤細胞凋亡，介導MDR。野生型p53可提高HCC細胞對化療藥物，如5-氟尿嘧啶的敏感性，起到協同作用。Li YX等［21］的研究發現將野生型p53轉染至人肝癌多藥耐藥細胞株BEL-7402／5-F U后，不僅可以誘導癌細胞凋亡，還可增強肝癌細胞對5-F U、長春新堿及阿霉素的敏感性。

4 小 結

綜上所述，逆轉肝癌細胞多藥耐藥已成為肝癌治療研究的重要內容。缺氧作為惡性實體瘤的特征之一，不僅改變了腫瘤細胞的生物學特性，而且也是腫瘤對化療產生抗性的主要原因。隨著對缺氧研究的深入，利用肝細胞腫瘤特殊的缺氧微環境，發展新型高效高選擇性的治療方法，必將面臨越來越多的機遇。