Hepatoma-Derived Growth Factor (HDGF) 是一种多功能蛋白,属于一个新的基因家族,最初从肝细胞癌细胞系的条件培养基中纯化得到。HDGF 作为一种 DNA 结合核因子和通过受体介导途径起作用的分泌蛋白,促进细胞增殖。HDGF 具有生长因子、血管生成因子和抗凋亡因子的特性,参与多种恶性肿瘤的发展与进展。HDGF 的表达水平可能是预测多种恶性肿瘤(包括肝细胞癌)的无病生存和总生存的独立预后因素。HDGF 的过表达促进肝细胞癌细胞的增殖,而 HDGF 表达的减少则抑制肝细胞癌细胞的增殖[7]。
METTL3 作为一种 RNA 甲基转移酶,参与了 N6-甲基腺苷(m6A)RNA 甲基化修饰,影响 RNA 功能。研究发现,METTL3 在胃癌组织中表达显著升高,并与不良预后相关。METTL3 过表达促进胃癌细胞增殖和肝转移,其机制为 P300 介导的 H3K27 乙酰化激活 METTL3 基因转录,进而刺激 HDGF mRNA 的 m6A 修饰。m6A 读取蛋白 IGF2BP3 直接识别并结合到 HDGF mRNA 上的 m6A 位点,增强 HDGF mRNA 的稳定性。分泌型 HDGF 促进肿瘤血管生成,而核 HDGF 激活 GLUT4 和 ENO2 表达,随后增加胃癌细胞中的糖酵解,与随后的肿瘤生长和肝转移相关。高表达 METTL3 促进胃癌中的肿瘤血管生成和糖酵解,表明 METTL3 表达是胃癌的潜在预后生物标志物和治疗靶点[1]。
5-甲基胞嘧啶(m5C)是一种普遍存在于 RNA 中的修饰,其调节和生物学作用在病理条件(如癌症)中尚不清楚。研究发现,m5C 修饰在膀胱癌中促进癌基因 RNA 的稳定性,并通过 YBX1 蛋白识别 m5C 修饰的 mRNA,维持其稳定性。NSUN2 和 YBX1 通过靶向 HDGF 3' 非翻译区的 m5C 甲基化位点,驱动膀胱癌的发生发展。临床研究显示,NSUN2、YBX1 和 HDGF 的共表达与膀胱癌患者最差的生存预后相关[2]。
NSUN2 作为一种 m5C 甲基转移酶,在肝细胞癌组织中高表达。NSUN2 的表达与多个基因的表达呈正相关,包括 GRB2、RNF115、AATF、ADAM15、RTN3 和 HDGF。下调 NSUN2 表达导致 HCC 细胞中 GRB2、RNF115 和 AATF 的 mRNA 表达显著降低。此外,NSUN2 通过调节 Ras 信号通路影响 HCC 细胞对索拉非尼的敏感性,并导致细胞周期阻滞。NSUN2 在肝细胞癌的进展中发挥重要作用[3]。
HDGF 在口腔癌中参与血管生成,并作为不良预后因素。研究发现,HDGF 和血管内皮生长因子(VEGF)在口腔癌组织中表达呈正相关。HDGF 能够通过激活 HIF-1α 并诱导 VEGF 表达,促进口腔癌的发生发展。HDGF 通过与膜上核仁素结合,在正常氧条件下激活 HIF-1α,进而诱导 VEGF 表达。高 VEGF 表达与 HDGF 表达、疾病进展和生存预后相关[4]。
HDGF 在尤因肉瘤中促进肿瘤发生。HDGF 通过下调激活淋巴细胞细胞粘附分子(ALCAM)的表达,诱导下游效应物 Rho-GTPase Rac1 和 Cdc42 的表达和活化,促进细胞骨架重塑和细胞基质粘附。HDGF 还通过调节多个与转移相关的基因的表达,促进尤因肉瘤的转移。HDGF、ALCAM 和 GTPases 表达水平之间存在相关性。HDGF 低表达和 ALCAM 高表达的患者预后较好[5]。
HDGF 在黑色素瘤进展中发挥重要作用。HDGF 在黑色素瘤组织中表达显著升高,并与不良预后相关。HDGF 通过促进内皮/血管生成途径,加速黑色素瘤的发生发展。HDGF 常与黑色素瘤驱动基因 SETDB1 共扩增,两者均位于染色体 1q 上。HDGF 和 SETDB1 的共扩增与黑色素瘤患者的较差生存预后相关[6]。
HDGF 敲除抑制结直肠癌进展和药物耐药性。HDGF 在结直肠癌组织中高表达,其过表达与较差的无病间隔相关。HDGF 敲除导致结直肠癌细胞增殖、迁移和侵袭能力降低,并增强细胞凋亡。HDGF 通过调节 DNA 损伤反应,招募 CtIP 蛋白,促进同源重组修复,影响结直肠癌药物敏感性。HDGF 可能作为 H3K36me3 的识别蛋白,参与修复转录活跃基因的损伤,从而维持结直肠癌的基因组稳定性[8]。
HDGF 在小鼠肠道发育过程中显著表达,但在绒毛上皮分化后显著降低。HDGF 在人类结直肠癌中表达显著升高,尤其是在 DNA 错配修复功能完好的肿瘤中。HDGF 过表达抑制胎儿肠道组织的成熟,表明其在上皮分化中发挥重要作用。HDGF 与核糖核蛋白相互作用,参与 RNA 代谢途径,可能影响结直肠癌的恶性行为[9]。
综上所述,HDGF 是一种多功能蛋白,参与多种生物学过程,包括细胞增殖、血管生成、细胞凋亡和 DNA 损伤修复。HDGF 在多种恶性肿瘤中表达升高,与不良预后相关,并可能成为潜在的治疗靶点。HDGF 通过多种机制发挥其生物学功能,包括 m6A 修饰、m5C 修饰、转录调控和蛋白相互作用。HDGF 的研究有助于深入理解其在肿瘤发生发展中的作用机制,为肿瘤的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Wang, Qiang, Chen, Chen, Ding, Qingqing, Zou, Xiaoping, Wang, Shouyu. 2019. METTL3-mediated m6A modification of HDGF mRNA promotes gastric cancer progression and has prognostic significance. In Gut, 69, 1193-1205. doi:10.1136/gutjnl-2019-319639. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31582403/
2. Chen, Xin, Li, Ang, Sun, Bao-Fa, Xie, Dan, Yang, Yun-Gui. 2019. 5-methylcytosine promotes pathogenesis of bladder cancer through stabilizing mRNAs. In Nature cell biology, 21, 978-990. doi:10.1038/s41556-019-0361-y. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31358969/
3. Song, Dan, An, Ke, Zhai, Wenlong, Kan, Quancheng, Tian, Xin. 2022. NSUN2-mediated mRNA m5C Modification Regulates the Progression of Hepatocellular Carcinoma. In Genomics, proteomics & bioinformatics, 21, 823-833. doi:10.1016/j.gpb.2022.09.007. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36183976/
4. Lin, Yu-Wei, Huang, Shih-Tsung, Wu, Jian-Ching, Lee, Ching-Chih, Tai, Ming-Hong. 2019. Novel HDGF/HIF-1α/VEGF axis in oral cancer impacts disease prognosis. In BMC cancer, 19, 1083. doi:10.1186/s12885-019-6229-5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31711427/
5. Yang, Yang, Ma, Yuedong, Gao, Huabin, Hu, Kaishun, Han, Anjia. 2020. A novel HDGF-ALCAM axis promotes the metastasis of Ewing sarcoma via regulating the GTPases signaling pathway. In Oncogene, 40, 731-745. doi:10.1038/s41388-020-01485-8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33239755/
6. Fazio, Maurizio, van Rooijen, Ellen, Mito, Jeffrey K, Yang, Song, Zon, Leonard I. 2020. Recurrent co-alteration of HDGF and SETDB1 on chromosome 1q drives cutaneous melanoma progression and poor prognosis. In Pigment cell & melanoma research, 34, 641-647. doi:10.1111/pcmr.12937. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33064882/
7. Enomoto, Hirayuki, Nakamura, Hideji, Liu, Weidong, Nishiguchi, Shuhei. 2015. Hepatoma-Derived Growth Factor: Its Possible Involvement in the Progression of Hepatocellular Carcinoma. In International journal of molecular sciences, 16, 14086-97. doi:10.3390/ijms160614086. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26101867/
8. Su, Riya, Wang, Qin, Hu, Qun, Wang, Changshan, Tao, Liang. 2025. HDGF Knockout Suppresses Colorectal Cancer Progression and Drug Resistance by Modulating the DNA Damage Response. In Biomolecules, 15, . doi:10.3390/biom15020282. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40001585/
9. Lepourcelet, Maina, Tou, Liqiang, Cai, Li, Nakatani, Yoshihiro, Shivdasani, Ramesh A. 2004. Insights into developmental mechanisms and cancers in the mammalian intestine derived from serial analysis of gene expression and study of the hepatoma-derived growth factor (HDGF). In Development (Cambridge, England), 132, 415-27. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15604097/