HGF
HGF(Hepatocyte Growth Factor),即肝细胞生长因子,也被称为散射因子 (Scatter Factor, SF)。这是一种多功能的细胞因子,主要由间充质细胞分泌,以旁分泌的方式作用于表达 c-Met(MET)受体的上皮细胞、内皮细胞等。HGF 是目前已知最强的肝脏再生刺激因子,同时在胚胎发育、器官形成、伤口愈合及血管生成中起关键作用。在肿瘤学中,HGF/c-Met 轴的异常激活是癌细胞发生上皮-间质转化 (EMT)、侵袭转移以及对靶向药物(如 EGFR抑制剂)产生获得性耐药的核心机制之一。因此,阻断 HGF 与 c-Met 的结合已成为癌症治疗的重要策略。
分子机制:旁分泌与侵袭性生长
HGF 是一种典型的旁分泌因子,连接了间充质(基质)与上皮细胞,其信号传导具有独特的“散射”效应。
- 合成与活化: HGF 最初以前体形式(pro-HGF)分泌,这种单链形式无活性。在组织损伤部位,丝氨酸蛋白酶(如 HGF激活因子, Matriptase)将其裂解为由二硫键连接的 $\alpha$ 链和 $\beta$ 链异二聚体,从而产生成熟的活性 HGF。
- 受体结合与二聚化: HGF 具有极高的亲和力,特异性结合细胞膜上的受体酪氨酸激酶 c-Met。结合导致 c-Met 二聚化和酪氨酸残基(如 Y1234/1235)自磷酸化,进而招募接头蛋白(如 GAB1)。
- 侵袭性生长程序 (Invasive Growth):
HGF 激活三大核心效应:
1. 促分裂 (Mitogen): 通过 RAS-MAPK 通路促进细胞增殖(特别是肝细胞)。
2. 促运动 (Motogen): 也就是“散射效应”(Scattering)。HGF 破坏细胞间的 E-钙黏蛋白 连接,激活 RAC1/CDC42 重塑细胞骨架,使上皮细胞解离并获得运动能力(EMT 的核心特征)。
3. 促形态发生 (Morphogen): 诱导细胞形成管状结构(Tubulogenesis),这对肾脏和血管发育至关重要。
临床景观:肝脏再生与耐药机制
HGF 既是肝脏的“救星”,也是癌症治疗的“噩梦”。
| 疾病/场景 | 机制角色 | 临床意义 |
|---|---|---|
| 非小细胞肺癌 (NSCLC) | 旁路激活耐药 | 在携带 EGFR 突变的肺癌中,肿瘤微环境中的成纤维细胞过量分泌 HGF,激活癌细胞上的 c-Met。这提供了一条不依赖 EGFR 的生存信号(Bypass signaling),导致对 吉非替尼 或 奥希替尼 的获得性耐药。 |
| 肝衰竭 / 肝切除 | 再生启动子 | 血清 HGF 水平在肝损伤后数分钟内急剧升高。它是启动肝细胞进入细胞周期、促进肝再生的最关键因子。重组 HGF 是治疗暴发性肝衰竭的潜在药物。 |
| 胃癌 / 结直肠癌 | 自分泌/旁分泌 | HGF 高表达通常与深部浸润、淋巴结转移和不良预后呈正相关。它是胃癌腹膜转移的关键驱动因子。 |
| 器官纤维化 | 抗纤维化 | HGF 可拮抗 TGF-β 信号,诱导肌成纤维细胞凋亡,从而在肾纤维化和肺纤维化模型中显示出保护作用。 |
治疗策略:阻断配体与再生应用
针对 HGF 的干预策略有两个相反的方向:在癌症中抑制它,在组织损伤中激活它。
- 抗 HGF 单克隆抗体:
Rilotumumab (AMG 102) 和 Ficlatuzumab。
*机制:特异性结合循环中的 HGF,阻止其与 c-Met 受体结合,从而切断旁分泌刺激。尽管在胃癌的 III 期临床(RILOMET-1)中未达终点,但在特定生物标志物亚组(MET 高表达)中仍有探索价值。 - MET 酪氨酸激酶抑制剂 (TKI):
Capmatinib、Tepotinib、Savolitinib (赛沃替尼)。
*应用:主要用于 MET 外显子 14 跳跃突变或 MET 扩增的肺癌,但也间接阻断了 HGF 驱动的信号传导。在 EGFR 耐药(由 HGF 介导)的患者中,EGFR-TKI 联合 MET-TKI 是重要的克服策略。 - HGF 基因疗法/重组蛋白:
利用 HGF 强大的血管生成和抗凋亡能力,正在开发用于治疗严重肢体缺血(如 Collategene 基因治疗产品)和肌萎缩侧索硬化 (ALS)。
关键关联概念
- c-Met: HGF 的唯一已知高亲和力受体。
- 散射因子 (Scatter Factor): HGF 的功能别名,强调其促运动特性。
- 上皮-间质转化 (EMT): HGF 诱导癌细胞转移的关键细胞生物学过程。
- 旁分泌: HGF 作用的主要模式(间质 $\rightarrow$ 上皮)。
- EGFR耐药: HGF 过表达是 NSCLC 对 TKI 耐药的重要原因。
学术参考文献与权威点评
[1] Nakamura T, et al. (1989). Molecular cloning and expression of human hepatocyte growth factor. Nature.
[学术点评]:发现之源。中村敏一(Toshikazu Nakamura)团队首次克隆了 HGF,确立了其作为肝脏再生最强有丝分裂原的地位。
[2] Bottaro DP, et al. (1991). Identification of the hepatocyte growth factor receptor as the c-met proto-oncogene product. Science.
[学术点评]:机制统一。该研究通过生化手段证明 HGF 和 Scatter Factor 是同一种蛋白质,且是 c-Met 原癌基因的配体,将发育生物学与肿瘤学联系起来。
[3] Engelman JA, et al. (2007). MET amplification leads to gefitinib resistance in lung cancer by activating ERBB3 signaling. (注:同组同年发表在 Science 上的另一篇论文 Yano S, et al. (2008). Hepatocyte growth factor induces gefitinib resistance of lung adenocarcinoma with epidermal growth factor receptor-activating mutations. 更直接关联 HGF).
[学术点评]:耐药机制。Yano 等人首次揭示了 HGF 介导的 EGFR-TKI 耐药机制,证明了旁路激活是癌症耐药的重要模式。
[4] Matsumoto K, Nakamura T. (2006). Hepatocyte growth factor and the Met system as a mediator of tumor-stromal interactions. International Journal of Cancer.
[学术点评]:微环境综述。阐述了 HGF 作为肿瘤-间质相互作用的关键介质,如何促进肿瘤的侵袭性生长和血管生成。
[5] Trusolino, L., et al. (2010). MET signalling: principles and functions in development, organ regeneration and cancer. Nature Reviews Molecular Cell Biology.
[学术点评]:权威综述。全面总结了 HGF/MET 信号在生理(器官发生、伤口愈合)和病理(癌症转移)中的多重角色。