摘要
Hedgehog(Hh)信号通路是进化保守的细胞通讯通路,在胚胎发育、器官形成及成年机体稳态维持中起核心作用,其通过调控细胞增殖、迁移与凋亡相关靶基因表达参与生理过程。RHedgehog 通路 - 一条调控细胞增殖与分化的关键信号转导途径。当 Hh 通路因基因突变、配体异常分泌或微环境紊乱发生组成性激活时,可驱动多种恶性肿瘤发生发展,约 1/3 人类癌症与之相关。非编码 RNA(ncRNA)作为 Hh 通路重要调控因子,通过编码蛋白、吸附 microRNA(miRNA)或结合蛋白质等方式调控通路活性,为癌症诊疗提供新靶点。本文阐述 Hh 通路核心分子组成、传导机制、癌症中异常激活类型,总结 ncRNA 调控机制及临床应用潜力,为癌症精准诊疗提供参考。
一、Hedgehog 信号通路的生物学基础
(一)通路核心组成成分
Hh通路信号转导主要由Hh配体、十二跨膜受体Patched(Ptch)、G蛋白偶联受体Smoothened(Smo)、胶质瘤相关转录因子(Gli)和相关靶基因组成。脊椎动物中有 3 种 Hh 配体:Sonic Hedgehog(Shh)主要分布于神经系统、皮肤和消化道,Indian Hedgehog(Ihh)多见于骨骼和软骨,Desert Hedgehog(Dhh)存在于性腺,三者均能与受体 Patched(Ptch)结合。受体与信号转导蛋白包括 Ptch(Ptch1 和 Ptch2,Ptch1 在间充质细胞中起主导作用)、Smoothened(Smo,G 蛋白偶联受体,为通路 “开关”)及 Gli 转录因子(Gli1、Gli2、Gli3,分激活子与阻遏物)。下游靶基因涵盖负反馈调节基因(如 Hhip)、增殖调控基因(如 Mycn)、细胞周期调控基因(如 CCND1)、凋亡抑制基因(如 Bcl2)、EMT 相关基因(如 Snail)及血管生成基因(如 VEGFA)。

(二)Hh 信号通路的传导机制
Hh 通路信号传递依赖初级纤毛,分无配体抑制和有配体激活两种状态。无配体时,Ptch 定位于初级纤毛,抑制 Smo 膜定位与活性,蛋白激酶复合物磷酸化 Gli2、Gli3,使其裂解为阻遏物(Gli2-R、Gli3-R),进入细胞核抑制靶基因表达。有配体时,Hh 配体与 Ptch 结合,Ptch 内吞降解,Smo 构象激活并迁移至初级纤毛顶端,与 Sufu 蛋白作用释放全长 Gli 蛋白(Gli-A),Gli-A 进入细胞核激活靶基因表达,同时 Hhip 表达形成负反馈调节。
二、Hedgehog 通路在癌症中的异常激活类型
(一)1 型:配体非依赖性致癌激活
由 Hh 通路核心组分基因突变导致,无需配体即可持续激活。如 Smo 激活突变(在基底细胞癌、髓母细胞瘤中常见)使其摆脱 Ptch 抑制;Ptch 失活突变(散发性基底细胞癌中突变频率高)丧失对 Smo 抑制;Sufu 失活突变(髓母细胞瘤、卵巢癌中存在)导致 Gli-A 持续入核激活靶基因。

(二)2 型:配体依赖性自分泌激活
依赖肿瘤细胞自身分泌 Hh 配体,通过自分泌循环激活通路。如胃癌中肿瘤细胞高表达 Shh、Ihh,激活通路后上调 CCND1、Bcl2 促进增殖并抑制凋亡;胰腺癌中导管癌细胞分泌 Shh 激活自身通路,诱导 EMT 增强迁移能力。Hh 配体自分泌激活是消化道肿瘤发生的必需条件。

(三)3 型:配体依赖性旁分泌 / 反向旁分泌激活
依赖肿瘤细胞与肿瘤微环境(TME)基质细胞相互作用。旁分泌激活中,肿瘤细胞分泌 Hh 配体激活基质细胞通路,基质细胞分泌 VEGF、IGF-1 等反馈促进肿瘤生长;反向旁分泌激活中,基质细胞分泌 Hh 配体作用于肿瘤细胞,如 B 细胞淋巴瘤、多发性骨髓瘤中,骨髓基质细胞分泌配体维持肿瘤细胞存活增殖。
三、非编码 RNA 对 Hedgehog 通路的调控机制
(一)CircRNA 的调控作用
CircRNA 稳定性高、组织特异性强,可编码功能蛋白或吸附 miRNA / 蛋白质调控 Hh 通路。如 circSmo 编码 Smo-193a.a. 蛋白,结合 Smo 增强其胆固醇修饰与激活,上调 Gli1、CCND1 等表达,促进胶质母细胞瘤进展;circCCDC66 在肝癌中吸附 miR-1322,上调 Gli1 表达激活通路。

(二)miRNA 的调控作用
miRNA 通过靶向 Hh 通路组分 mRNA 抑制翻译或促进降解调控通路。如 miR-326 在肺癌中靶向 Smo 抑制通路;miR-148a 在胃癌中靶向 Gli1 抑制其表达;miR-124 在胶质母细胞瘤中靶向 CCND1 抑制细胞周期进展。

(三)LncRNA 的调控作用
LncRNA 通过吸附 miRNA 或结合蛋白质调控 Hh 通路。如 LINC-PINT 在喉癌中吸附 miR-425-5p,上调 Ptch1 抑制通路;LncRNA BCAR4 在乳腺癌中结合 PNUTS、SNIP1 激活 Gli2 表达;LINC01426 在肺腺癌中募集 USP22 稳定 Shh 蛋白增强通路活性。

四、Hedgehog 通路相关的临床应用潜力
(一)生物标志物开发
Hh 通路相关分子可作为癌症诊断与预后标志物。如胶质母细胞瘤患者血清中 circSmo 高表达与不良预后相关;视网膜母细胞瘤中血清 miR-361-3p 下调可用于诊断;基底细胞癌中 Smo 蛋白高表达可判断肿瘤恶性程度。
(二)治疗策略探索
针对 Hh 通路的治疗策略包括通路抑制剂与 ncRNA 靶向递送系统。Smo 抑制剂维莫德吉已用于晚期基底细胞癌治疗,Gli 抑制剂 GANT61 处于临床前研究阶段。ncRNA 靶向递送系统中,PBAE 纳米颗粒负载 siRNA 靶向 circRNA ciRS-7 可控制肾细胞癌进展,工程化外泌体负载 miR-21 抑制剂与 5 - 氟尿嘧啶可逆转结直肠癌耐药。

五、总结与展望
Hh 通路异常激活是癌症重要驱动因素,ncRNA 对其调控为癌症机制研究提供新视角,相关生物标志物与治疗策略展现临床潜力。RHedgehog 通路功能 - 主导胚胎发育、干细胞维持及组织修复但目前存在抑制剂耐药、ncRNA 递送系统靶向性与安全性待优化、通路交叉调控机制未明等挑战。未来需深入解析调控网络,开发多靶点联合治疗策略,推动精准诊疗技术临床转化。
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