肝细胞癌（hepatocellular carcinoma, HCC）的发病率在世界范围内呈逐步上升趋势。失去手术时机的中晚期HCC以放疗、化疗、介入、微创和靶向药物等综合治疗为主，其中化疗多采用经导管动脉化疗栓塞术（transcatheter arterial chemoembolization, TACE）进行局部化疗，但其临床疗效并不满意，原因之一就是肝癌细胞对化疗药物易产生多药耐药（multidrug resistance, MDR）。MDR是指肿瘤细胞对1种化疗药物产生耐药性，同时对功能和结构不同的其他化疗药物也产生耐药性的现象。MDR发生机制复杂，而ATP结合盒转运体超家族B族成员1（ATP binding cassette transporter super-family B member 1, ABCB1）是目前该领域的研究热点。

1 ABCB1的分布、结构与功能

ABCB1是最早被发现的ABC转运蛋白亚型，后被证明与人类肿瘤产生抗药性有极为密切的关系，又可称为多药耐药蛋白1（multidrug resistance protein 1, MDR1）或P糖蛋白（P-glycoprotein, P-gp）。其在正常器官和组织中均有低表达，但是主要表达在肝脏和血-脑脊液屏障^[1]。ABCB1有一种细胞保护功能，可在正常情况下将进入人体的外源性物质以及人体新陈代谢产生的有害毒素吸收并转运出细胞。ABCB1由4个结构域组成，即2个亲水性核苷酸结合结构域（nucleotide binding domain, NBD）和2个疏水性跨膜螺旋结构域（transmembrane domain, TMD）。NBD位于细胞内，为腺嘌呤核苷三磷酸（adenosine triphosphate, ATP）结合位点，可以通过水解ATP为TMD转运底物分子提供能量，而TMD为一种膜通道结构，可以识别以及转运底物，进而将外来物质逆浓度“泵出”细胞^[2]。

2 ABCB1促进HCC产生MDR

ABCB1在肝癌细胞中高表达，且在耐药的肝癌细胞中表达更高。研究显示，对多柔比星（adriamycin, ADM）耐药的HepG2/ADM肝癌细胞中ABCB1表达高于HepG2肝癌细胞株^[3]。其主要发生机制是ABCB1在癌细胞内发挥药物外排泵的功能，即ABCB1的TMD识别进入肿瘤细胞内的化疗药物，然后NBD与ATP结合并水解ATP释放能量，最后TMD借助该能量将化疗药物逆浓度梯度“泵出”到细胞外，导致细胞内化疗药物浓度降低，减弱对肿瘤细胞的杀伤作用，进而使肿瘤细胞产生MDR现象^[4]。

ABCB1不仅在HCC细胞的细胞膜上表达，在细胞囊泡和溶酶体表面上也可表达，加速化疗药物的外排，从而导致HCC的高耐药性^[5]。与未感染乙型肝炎病毒（hepatitis B virus, HBV）的HCC患者比较，感染HBV的HCC患者体内ABCB1表达更高，提示HBV与ABCB1的高表达存在一定的相关性^[6]。乙肝病毒X蛋白（hepatitis B virus X protein, HBx）可上调HepG2肝癌细胞内MDR相关基因和蛋白的表达，从而促进肝癌MDR的产生^[7]。甲胎蛋白（alpha fetoprotein, AFP）和谷草转氨酶（aspartate aminotransferase, AST）是HCC患者主要的临床检验指标，研究发现，AFP和AST与ABCB1的表达呈正相关（r=0.473，P < 0.01；r=0.299，P=0.033），表明HCC患者血清中的AFP和AST可能促使MDR的产生^[6]。ABCB1的表达程度与肝癌Edmondson的分级也有一定的关联，可随分级的增高而增高，这与临床上低分化的HCC化疗效果较高分化的HCC化疗效果差的现象一致。

3 信号通路介导ABCB1的高表达

肝癌细胞高表达ABCB1是其产生MDR的重要原因，而ABCB1高表达的原因之一就是相关信号通路的活化。相关信号通路在促进HCC发生的同时，也介导ABCB1蛋白的高表达，进而诱导MDR的发生^[8]。

3.1 NF-κB信号通路

核因子-κB（nuclear factor κB，NF-κB）信号通路与HCC的生成密切相关。如乙型肝炎病毒x蛋白可以通过NF-κB信号通路诱导肿瘤诱捕受体3（decoy receptor 3, DCR3）（一种肿瘤坏死因子受体，可抑制肿瘤细胞凋亡）的表达，这可能促进因HBV感染而逐渐形成的HCC的发生和发展^[9]。此外，NF-κB信号通路还可调节肝癌细胞中癌基因DJ-1的表达，进而影响HCC的发生和发展^[10]。

另外，NF-κB信号通路还可促进肝癌细胞高表达ABCB1，进而诱导MDR的产生。HCC患者血清中NF-κB蛋白和ABCB1蛋白的表达水平升高，当外源性抑制NF-κB蛋白的激活后，ABCB1的表达下降，进而增强肝癌细胞对抗癌药物的敏感性^[11]。在HCC组织中，用藤黄酸处理耐药的肝癌细胞后，ABCB1与NF-κB蛋白的表达水平均下降，说明NF-κB信号通路的抑制可能参与藤黄酸对肝癌细胞中ABCB1的下调^[12]。此外，对ADM耐药的肝癌细胞中ABCB1高表达，且这种高表达与NF-κB mRNA的表达密切相关^[13]。

以上研究均从侧面说明耐药的肝癌细胞中ABCB1的高表达与NF-κB信号通路的激活密切相关，而这种相关关系可能为癌细胞中ABCB1的高表达是由NF-κB信号通路的活化导致的，进而诱导HCC产生MDR。

3.2 MAPK级联信号通路

丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase, MAPK）级联信号通路是真核生物信号传递网络中的重要途径之一，在基因表达调控和细胞质功能活动中发挥关键作用，有多个相关调控蛋白。目前研究发现，细胞外调节蛋白激酶1/2（extracellular regulated protein kinases 1/2, ERK1/2）、c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase, JNK）和p38MAPK与癌细胞中ABCB1的表达调节有关。MAPK信号通路在耐药的肝癌细胞中处于激活状态，当抑制MAPK信号通路后，可有效逆转耐药细胞的耐药性。

利用体外肝癌细胞模型的研究发现，用法尼基转移酶抑制剂处理ABCB1过表达的肝癌细胞后，ABCB1表达下调，且ERK1/2和JNK的磷酸化水平降低，说明法尼基转移酶抑制剂可下调ABCB1的表达，而MAPK信号通路的抑制可能介导该下调过程，进而降低耐药肝癌细胞的化疗耐药性，促进肝癌细胞凋亡^[14]。藤黄酸是藤黄的一种活性成分，在人体内外具有多种抗肿瘤作用。研究表明，在HCC患者的癌组织中，藤黄酸可以通过下调ERK1/2蛋白及其磷酸化水平，使对多柔比星耐药的HepG2/ADM肝癌细胞中ABCB1的表达降低，并同时增强该耐药细胞对多柔比星的化学敏感性^[12]。以上实验均可说明介导肝癌细胞产生MDR的ABCB1高表达与MAPK信号通路的激活密切相关。

3.3 PI3K/AKT信号通路

磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（phosphoinositide 3-kinase/protein kinase B, PI3K/AKT）信号通路可参与细胞生长、代谢和增殖的调节，其在肿瘤发生和发展中也具有重要的作用，可促进肿瘤细胞增殖和抑制肿瘤细胞凋亡。蜂毒肽（Melitten, MEL），是蜂毒的主要药理和生物学组分，具有抗感染、镇痛、抗菌及抗肿瘤等多种药理活性。而MEL-pep则为诱导合成的一种蜂毒肽类似物。Ke等^[15]用MEL-pep处理对氟尿嘧啶耐药的肝癌细胞后，发现ABCB1的信使RNA（messenger RNA, mRNA）表达水平呈现出对MEL-pep的剂量依赖性下降，同时Akt蛋白的磷酸化水平也逐渐下调，说明MEL-pep可能是通过阻断PI3K/Akt信号通路从而抑制ABCB1的表达，提示在耐药的肝癌细胞中，ABCB1的高表达可能是通过PI3K/Akt信号通路的活化导致的。

除以上信号通路外，还有一些较少见的通路也可在HCC的MDR产生过程中调控ABCB1的表达，如signal transducer and activator of transcription 3（STAT3）信号途径和Wnt/β-catenin信号通路。

4 ABCB1逆转剂与HCC的MDR

ABCB1介导的MDR是HCC化疗效果不佳的主要因素之一，所以抑制此转运体的活性或降低其表达，研发相关逆转（抑制）剂是改善HCC化疗效果的主要方法。因此，现阶段逆转ABCB1介导的MDR是改善HCC化疗效果的主要途径。近几年相关研究热点主要为ABCB1的药物逆转剂，不管是化学药物逆转剂还是中草药及其提取物逆转剂都有相当多的研究成果，并且部分已经进入临床试验阶段。

4.1 化学药物逆转剂

ABCB1化学药物逆转剂目前已研发出3代^[16]。第1代逆转剂包括钙通道阻滞剂硝苯地平和维拉帕米、免疫抑制剂环孢菌素A和抗雌激素他莫昔芬等药物；第2代逆转剂是在第1代的基础上研发的，是第1代的结构类似物，整体药物功能比第1代更佳，能特异高效地抑制ABCB1，但仍有不可估量的高毒性；第3代逆转剂的研发目标主要是降低第1和2代逆转剂的不良反应，预期达到低毒性、高效性和高特异性的效果。但由于高毒性、低反应性或不可预测的药代动力学相互作用，现临床上很少有成功的化学药物。就目前形势而言，ABCB1化学药物逆转剂仍有很大的研发进步空间及更高的临床运用希望。

因此，识别并开发其在肿瘤细胞中有效且相对无毒的ABCB1抑制剂是克服ABCB1介导MDR的主要途径。

4.2 中草药提取物逆转剂

中草药作为天然物质，因其低毒性、高效性和价廉等优势，现已被诸多学者深入研究，其中已有许多中草药被录进《中国药典》之中^[17]。而近几年中草药提取物（有效成分）在抗HCC（甚至是逆转HCC的MDR）和增强化疗药物疗效方面也更是被诸多研究证明其潜在的使用价值。

槲皮素是一种黄酮类化合物，存在于许多植物的花、叶和果实中，用槲皮素处理对5-氟尿嘧啶耐药的肝癌细胞后发现，ABCB1的mRNA和蛋白的表达均下降，说明槲皮素可以抑制肝癌细胞中ABCB1的表达，进而逆转HCC的耐药性^[18]。黄芩素可以增强化疗药物在肝癌细胞内的积累，提高化疗药物的细胞内浓度，进而逆转HCC的MDR，而这个过程可能是通过降低ABCB1的表达实现的^[19]。黄芪甲苷是一种广泛存在于天然中草药黄芪中的皂苷。ABCB1在耐药的Bel-7402/Fu肝癌细胞中高表达，当用黄芪甲苷Ⅱ处理后，ABCB1表达下降，同时ABCB1的药物外排功能也被抑制^[20]。

越来越多的中草药（如萜类、生物碱类、苯丙素类和醌类）的有效成分，因为其低成本、低毒性、特异性和高效性，已被广泛证明与逆转肝癌细胞的MDR有一定的相关性^[21]。但目前众多研究均止于此，无更加深入的Ⅲ期临床试验研究。因此，中草药提取物可成为一种新型的、有潜力的逆转ABCB1介导肝癌细胞MDR的药物，有望成为人类HCC化疗的一种辅助药物，未来值得对其进行更加深入的研究，使其应用于临床造福更多的患者。

4.3 miRNA

微小RNA（microRNA, miRNA）是一类由内源基因编码的长度约为22个核苷酸的非编码单链RNA分子，可以直接调节ABCB1的表达，也可以通过一些相关信号通路调控（抑制）ABCB1的表达。miRNA-122作为肝脏的特异性miRNA，在正常肝细胞中高表达，但在肝癌细胞中低表达，具有潜在抑制肝癌细胞的作用，并且还可以通过调节ABCB1的表达来逆转其耐药性。经特殊处理使HepG2肝癌细胞中miRNA-122过表达可下调ABCB1的表达，进而提升ADM在癌细胞内的浓度，增强对肝癌细胞的杀伤^[22]。通过外源性诱导肝癌细胞中miRNA-122高表达后，其下游Wnt/β-catenin信号途径被抑制，ABCB1表达下降，同时使肝癌细胞对奥沙利铂的敏感性增强，最终化疗效果得到改善^[23]。这表明ABCB1可以促进HCC的癌细胞产生MDR，而miRNA-122可以抑制这种促进作用从而逆转肝癌细胞的耐药性。miRNA与二甲双胍联合可下调NF-κB转录和ABCB1的表达，还可抑制肝癌细胞增殖，促进肝癌细胞凋亡，从而达到逆转HCC耐药的效果。

4.4 基因或分子靶点

大量中草药有效提取物以及miRNA被证实可以在HCC中逆转ABCB1所介导的MDR，能逆转HCC耐药的治疗靶点，通过抑制靶点基因或者靶点分子的表达，可降低肝癌细胞中ABCB1的表达，进而逆转ABCB1介导的MDR。

Nanog基因是DNA结合转录因子同源盒家族的成员，在许多肿瘤细胞中发现其异常表达。运用RNA干扰技术沉默Nanog基因后发现，HepG2细胞对多柔比星的化学敏感性增加；ABCB1在核酸和蛋白质水平上的表达降低，证明靶向性敲减Nanog基因后，可通过下调ABCB1的表达逆转HepG2肝癌细胞对多柔比星的耐药性^[24]。组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase enzymes, HDACs）可调控ABCB1在肝癌细胞中的表达，并且ABCB1的表达与其呈正相关^[25]。组蛋白去乙酰化酶共分为四类（Ⅰ~Ⅳ类），而Ⅲ类组蛋白去乙酰化酶在肝癌细胞中均过度表达，并且与HCC的MDR产生密切相关。通过RNA干扰技术靶向抑制Ⅲ类组蛋白去乙酰化酶后，HepG2肝癌细胞中ABCB1的表达下降，进而增强化疗药物对HepG2肝癌细胞的细胞毒性作用^[26]。Twist家族bHLH转录因子1（Twist family bHLH transcription factor 1, TWIST）是一种高度保守的碱性螺旋-环-螺旋转录因子，可促进肿瘤细胞高度增殖，在肝癌细胞中高表达。下调TWIST的表达可有效逆转HCC的MDR，其具体机制是通过RNA干扰技术靶向抑制TWIST的表达，进而使ABCB1的表达被下调，减少多柔比星的排出，最终提高HepG2细胞内多柔比星的药物浓度，使其充分发挥细胞毒性作用，逆转MDR^[27]。

靶向抑制或清除相关基因或者分子后，ABCB1的表达均可直接被抑制，进而有效逆转HCC的MDR。所以，这些基因或者分子被证明可能是HCC耐药的新治疗靶点。在未来，有希望会发现更多治疗HCC耐药的类似治疗靶点，可为逆转HCC的MDR提供更多且更高效的治疗方案，进而为研发临床上能实现逆转ABCB1耐药性的药物提供更多的基础理论与方向。

5 结语

HCC的MDR是由多种机制共同介导的，其中ABCB1所介导的MDR是其主要产生机制。虽然对于ABCB1介导的MDR确切机制尚未全面阐明，并且对于ABCB1的逆转剂多数实验结果主要来源于体外细胞实验，体内研究较少，但目前研究发现的MDR化学逆转剂、中草药有效提取物逆转剂、miRNA与基因分子靶点等已经为HCC的治疗指明新方向，为后续克服HCC的MDR、提高HCC的化疗的细胞实验、动物实验、Ⅲ期临床试验甚至临床有效药物的研发提供一定基础，为HCC患者带去更多的生存福利与希望。