综述：SphK1和SphK2在肝细胞癌中的作用机制及其潜在的治疗靶点

《Frontiers in Medicine》：Mechanisms and potential therapeutic targets of SphK1 and SphK2 in hepatocellular carcinoma

肝细胞癌（HCC）中鞘氨醇激酶1/2（SphK1/SphK2）通过调控S1P信号轴影响肿瘤增殖、血管生成及耐药性，其中SphK1激活PI3K/AKT/mTOR和MAPK/ERK通路促进恶性表型，SphK2通过核内S1P调节组蛋白乙酰化及端粒活性维持肿瘤生存。靶向SphK1（如PF-543）和SphK2（如ABC294640）的抑制剂已显示抗肿瘤潜力，尤其SphK2抑制剂可逆转抗肿瘤药物耐药。未来需阐明SphK1/SphK2亚型特异性机制，开发高选择性抑制剂并探索代谢-免疫互作联合疗法。

　　肝细胞癌（HCC）是全球癌症相关死亡的第三大原因，其高发病率和死亡率使其成为全球范围内重要的公共卫生问题。HCC作为原发性肝癌中最常见的类型，占据了所有原发性肝癌病例的90%。随着全球癌症统计数据的更新，肝癌在发病率上位列第六，但在死亡率上则排名第三，仅次于肺癌和结直肠癌。这种疾病的高死亡率与其复杂的发病机制、高度的转移和复发倾向密切相关。此外，HCC的发病率和死亡率在地理分布上呈现出明显的区域性差异，亚洲和非洲地区尤为突出。因此，HCC的早期诊断、精准治疗和有效干预策略成为当前医学研究的重要方向。

HCC的发病机制涉及多种因素，其中肝脏功能的维持与线粒体的正常运作密切相关。线粒体不仅是细胞能量代谢的核心，还承担着重要的解毒功能。研究表明，肝脏疾病常常伴随着线粒体功能的严重受损，特别是在非酒精性脂肪性肝炎（NASH）患者的血浆中，发现了大量线粒体DNA（mtDNA）片段。这些mtDNA能够激活Toll样受体9（TLR9），从而引发肝脏疾病的炎症特征。当线粒体处于应激状态时，线粒体渗透性转换孔（mPTP）会打开，导致线粒体功能障碍。进一步的mtDNA损伤则会加剧线粒体氧化应激，对肝细胞造成更深层次的损害。mtDNA在乙型肝炎病毒（HBV）相关肝损伤和肝癌的发展过程中也扮演了关键角色。

在这一背景下，鞘氨醇激酶（SphK）及其产物鞘氨醇-1-磷酸（S1P）被发现与HCC的进展密切相关。SphK是ATP依赖性的脂质激酶，能够催化鞘氨醇（Sp）转化为S1P。目前已知有两种主要的SphK同工酶：SphK1和SphK2。它们在细胞内的定位和功能各具特点。SphK1主要位于细胞质中，而SphK2则具有独特的细胞核和线粒体定位特征。SphK1通过激活PI3K/AKT/mTOR和MAPK/ERK等信号通路，促进HCC细胞的增殖、迁移和血管生成。此外，SphK1还参与调控化疗和放疗的耐药性，通过NF-κB炎症通路增强免疫抑制效应。而SphK2则在HCC的进展中表现出双重作用，其在细胞核中的定位使其能够通过增强组蛋白乙酰化，调控与脂代谢相关的基因和癌基因表达，从而影响肝癌的发展。在细胞线粒体中，SphK2通过维持端粒酶活性，延长端粒长度，促进肿瘤细胞的存活和耐药性，尤其是在对regorafenib的耐药中表现出重要作用。

S1P作为一种多功能的脂质信号分子，通过其与G蛋白偶联受体（S1PR1–S1PR5）的相互作用，形成复杂的信号网络，影响细胞命运、免疫微环境和血管生成等多个方面。在HCC中，S1P通过激活S1PR2，进一步诱导YAP（Yes-associated protein）的表达，从而调控Hippo信号通路，促进肿瘤细胞的异常增殖。此外，S1P还能通过S1PR1和S1PR3促进血管内皮生长因子（VEGF）的分泌，推动肿瘤血管生成。而在循环系统中，S1P通过S1PR1维持内皮屏障完整性，抑制炎症性血管渗漏。近年来，研究还发现S1P在调控TRAF2（肿瘤坏死因子受体相关因子2）的K63泛素化修饰中发挥关键作用，进而激活NF-κB通路，抑制细胞凋亡，为通过靶向S1P-TRAF2轴增强抗肿瘤效果提供了新的视角。

S1P在细胞内的作用还体现在其对细胞内钙稳态的调节以及与鞘氨醇（Cer）形成的“鞘脂稳态”模型中。这种模型通过动态平衡细胞的存活与凋亡，影响细胞命运。同时，S1P作为细胞外信号分子，通过激活PI3K/Akt、Rho/Rac和ERK等通路，协调VEGFR/PDGFR等受体的活性，从而促进血管生成和免疫细胞迁移。S1P在HCC中的作用是多方面的，它不仅通过调控信号通路促进肿瘤生长，还通过影响细胞迁移、侵袭和转移能力，进一步推动疾病的恶化。

在HCC的治疗研究中，SphK1和SphK2被发现是关键的治疗靶点。SphK1在HCC组织中高度表达，且其表达水平与肿瘤进展和不良预后呈正相关。机制研究表明，SphK1通过促进S1P的生成，激活EDG1/S1PR1受体，从而直接促进HCC细胞的迁移和侵袭能力。抑制SphK1的活性（如通过siRNA或特异性抑制剂）能够显著降低HCC细胞的转移特性，表明SphK1/S1P/EDG1信号轴在HCC转移中起着关键的调控作用。此外，SphK1的表达与S1P裂解酶（SGPL1）的表达均上调，但总体的S1P水平却下降，这可能与肿瘤微环境中鞘脂代谢的失衡有关。因此，针对SphK1/S1P轴的治疗策略需要全面考虑鞘脂代谢网络的复杂性。

SphK2在HCC治疗中的研究虽然相对较少，但其作用已逐渐受到重视。SphK2在肝癌中的表达可能影响肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭能力。研究表明，SphK2的表达下调或使用特异性抑制剂可以显著抑制癌细胞的生长，同时增强化疗敏感性。值得注意的是，在多种癌细胞系中，SphK2的靶向抑制显示出比SphK1更显著的抗肿瘤效果。此外，基因敲除实验也证实，SphK2的缺失对肿瘤细胞的抑制作用远优于SphK1或双重酶抑制。SphK2通过其在细胞核外周与端粒酶逆转录酶（hTERT）的结合，稳定端粒酶活性，从而维持端粒长度，促进肿瘤细胞的增殖和存活。因此，靶向SphK2/S1P-hTERT轴可能成为一种新型的抗肿瘤策略。

在临床研究方面，SphK1和SphK2的抑制剂已被广泛研究。早期的广谱抑制剂如N, N-二甲基-D-右旋鞘氨醇（DMS）虽然能够有效抑制SphK1和SphK2的活性，从而阻断S1P的生成并诱导癌细胞凋亡，但由于缺乏特异性，其在临床应用中的局限性较为明显。近年来，研究人员开发了更具选择性的SphK1抑制剂，如PF-543和SKI-178。PF-543在全血中表现出高效的S1P生成抑制能力，并在临床前模型中显示出显著的抗肿瘤活性，尤其在胶质母细胞瘤和急性髓系白血病的研究中取得了突破性进展。而SKI-178则通过同时抑制SphK1和S1P裂解酶，展现出更强的抑制癌细胞增殖的效果，为克服HCC的药物耐药性提供了新的思路。

SphK2的抑制剂如ABC294640在HCC治疗中也显示出重要潜力。在临床前模型中，ABC294640不仅能够通过抑制MAPK/ERK信号通路作为单一疗法有效抑制肿瘤生长，还能与多激酶抑制剂索拉非尼（sorafenib）协同作用，进一步降低磷酸化ERK（p-ERK）水平，增强促凋亡效应并延缓肿瘤进展。这一发现表明，SphK2不仅是HCC治疗的独立靶点，还可能是优化现有治疗策略（如索拉非尼和regorafenib）的重要组合靶点。然而，这些研究的临床转化价值仍需通过后续的临床试验加以验证。

在治疗策略的探索方面，针对SphK1和SphK2的双靶点抑制剂也展现出广阔的应用前景。例如，SKI-II作为一种SphK1/2抑制剂，与5-氟尿嘧啶（5-FU）联合使用时，能够在较低的亚毒性浓度下协同抑制HepG2细胞的增殖、迁移和克隆形成能力，并显著诱导细胞凋亡。其作用机制涉及阻断FAK（焦磷酸化丝氨酸苏氨酸激酶）调控的IGF-1R（胰岛素样生长因子1受体）活性，同时下调骨桥蛋白（osteopontin）的表达，从而抑制sirtuin1/p38 MAPK介导的NF-κB信号通路。此外，SKI-349通过下调AKT/mTOR信号通路的关键节点（如p-AKT/AKT和p-mTOR/mTOR的比例），与索拉非尼联合使用时表现出协同的细胞毒性作用，为基于鞘脂代谢调控的联合治疗策略提供了实验依据。

从病理机制来看，SphK/S1P信号轴在HCC的发生发展中发挥着多维度的调控作用。这一信号轴不仅参与调控肝炎病毒感染过程中的细胞活动，还被认为是肝癌发生的重要驱动因素。此外，SphK/S1P信号轴还能通过mTORC2复合体影响肝细胞的脂代谢。在SphK1/S1P信号轴中，mTOR作为下游通路，驱动HCC细胞的异常增殖、存活和迁移。而SphK2则通过维持SNARE复合体的稳定性，促进极低密度脂蛋白（VLDL）的分泌。抑制SphK2能够破坏HCC细胞的脂质外排过程，诱导脂毒性积累，提示SphK2-mTORC2轴可能成为肝癌代谢重编程的潜在治疗靶点。

SphK/S1P信号轴还与抗肿瘤免疫监视和免疫治疗密切相关。研究表明，SphK介导的TNF-α信号通路可以被免疫治疗激活，从而诱导TRAIL（TNF相关凋亡诱导配体）通路。抑制SphK/S1P轴可能有助于重新激活TNF超家族的促凋亡作用，为克服HCC治疗耐药性提供新的策略。未来的研究方向可能包括优化治疗顺序，如先使用SphK抑制剂缓解免疫抑制，再进行抗TNF治疗；或与免疫检查点抑制剂联合使用，形成“凋亡诱导与免疫激活”相结合的多维治疗方案。此外，针对HCC亚型中伴随脂代谢异常的患者，开发精准的SphK靶向治疗策略也具有重要意义。

在HCC的诊断和治疗监测方面，血清中S1P和鞘氨醇的动态变化可能成为重要的生物标志物。这些脂质分子的水平变化不仅有助于早期诊断，还可能用于预测治疗效果。尽管目前对SphK1和SphK2的机制研究和靶向治疗已取得显著进展，但如何将这些研究成果与临床实践有效结合，仍然是推动精准治疗策略实施的关键挑战。未来的研究应进一步整合多组学数据，探索SphK1/SphK2在不同HCC亚型（如病毒相关型与代谢相关型）中的特异性作用，明确SphK2的核心机制，并在原发性HCC模型中验证其治疗效果。同时，开发高选择性的SphK抑制剂以减少毒副作用，以及研究优化的治疗顺序和组合策略，将有助于提升SphK靶向治疗的临床应用价值。

总体而言，SphK1和SphK2在HCC的进展中起着关键作用，它们通过调控S1P的生成和信号通路，影响肿瘤细胞的增殖、迁移、血管生成和耐药性。未来的研究应更加关注这些酶在不同HCC亚型中的作用差异，进一步探索其在代谢与免疫交互中的调控机制，并推动相关抑制剂的临床转化。随着对SphK1/SphK2研究的深入，基于鞘脂代谢调控的精准治疗策略有望为HCC患者带来新的希望，提高生存率并改变肝癌治疗的格局。然而，这些策略的临床应用仍需大量的实验验证和临床试验支持，以确保其安全性和有效性。