文献综述（或调研报告）：
Hedgehog抑制剂Itraconazole概述
摘要：Hedgehog（Hh）信号通道是调控胚胎发育和组织生长的重要细胞通路，胚胎发育时期抑制Hh信号通路会导致发育畸形，而在成人体内的Hh信号通路除了参与维持和修复机体组织外，总是处于抑制状态。研究发现其异常激活与多种肿瘤的发生有关，并有证据表明通过抑制异常激活的Hh信号通路可有效扼制肿瘤生长并刺激肿瘤退化。因此，Hedgehog信号通路作为治疗癌症的新靶点具有广阔的前景。经筛选发现，Itraconazole作为广谱性抗真菌药物是一种有效的Hedgehog抑制剂，在体内外均可抑制基底细胞癌和髓母细胞瘤。本文主要对Hedgehog信号通路作用机制及Itraconazole作为有效Hh抑制剂的研究进展进行概述。
- Hedgehog信号通路简介
Hedgehog（Hh）基因最早于1980年由Wieschaus和Nusslein-Volhard在果蝇中研究发现[1]，这种基因的突变会导致果蝇胚胎表面长满刺突，形如刺猬，故将其形象的命名为刺猬（Hedgehog，Hh）基因。之后科学家们在哺乳动物中也发现了这种基因，但在哺乳动物中有三种Hh基因，分别为Sonic hedgehog（SHH）、Desert hedgehog（DHH）以及Indian hedgehog（IHH）[2]。其中SHH广泛存在于机体组织中，其对调控胚胎发育及维持和修复机体组织十分重要，而DHH和IHH主要在胰腺发育、软骨细胞的增殖和分化以及骨形成中发挥重要作用[3]。
Hedgehog（Hh）信号通路是一个Hedgehog（Hh）-Patched（PTCH）-Smoothened（SMO）-GLI的级联反应过程[4]，这个通路将信号由细胞膜传到细胞核。Hh信号通路在进化上高度保守，其在胚胎的生长发育和形态发生过程中发挥着重要作用。胚胎发育时期抑制Hh信号通路会导致先天性发育畸形，如独眼症、前脑无裂畸形等；而在成人体内，Hh信号通路除了维持和修复组织外，几乎处于低活或失活状态，当Hh信号被异常激活时则会引发多种疾病，已有研究证明Hh信号通路的异常激活与多种肿瘤的发生、发展、转移以及化疗耐药等有关，如基底细胞癌、髓母细胞瘤、成神经管细胞瘤、胶质母细胞瘤、乳腺癌、结直肠癌等[10,15,16]。
Hh信号通路的关键组件包括：Hh配体、PTCH受体、SMO受体以及核转录因子GLI。当Hh配体缺失时，PTCH与SMO结合从而抑制了SMO活性，GLI无法进入细胞核而失去转录活性，进而抑制Hh信号通路；当Hh配体存在时，Hh配体与PTCH结合，从而解除了PTCH对SMO的抑制作用，活化的SMO转移到初级纤毛，激活GLI基因并引发由GLI调控的下游基因的表达，从而开启了整个Hh信号通路。这个信号传导级联被称为经典Hh信号通路，代表了正常发育过程中最广泛使用的信号转导方式[5]。
Hh配体是指由Hh基因编码的蛋白（Hh蛋白），Hh配体从细胞中释放出来前需经过多次的加工修饰。Hh前体蛋白包含一个N端结构域（HH-N）和一个C端结构域（HH-C），在其自身C端结构域的催化下，两个结构域会被切开。之后，N端结构域的羧基端被胆固醇修饰，氨基端被棕榈酰化修饰，最后生成成熟的，具有信号活性的Hh蛋白，Hh蛋白在Dispatched蛋白的协助下分泌到细胞外及转运作用于靶细胞[7]。 经典Hh信号通路中过量的Hh配体可由自分泌、旁分泌以及反-旁分泌三种模式分泌[3]。在自分泌模式中，Hh配体由肿瘤细胞产生，随后与PTCH结合并激活该肿瘤细胞本身中的Hh信号通路。而在旁分泌模式中，Hh配体由肿瘤细胞分泌，但他们更倾向于与相邻的基质细胞结合，从而激活基质细胞中的Hh信号通路，再通过释放因子等以间接方式促进肿瘤的发生。在反-旁模式中，则是由基质细胞分泌Hh配体，再激活肿瘤细胞中的Hh信号通路。
Patched（PTCH）是Hh配体的细胞表面受体，是一个12跨膜蛋白。其N末端和C末端均位于细胞内，在胞外有两个较大的环状结构（ECD-I和ECD-II），其中第二个胞外环状结构是配体与其结合所必需的，具有转导和屏蔽Hedgehog信号通道的双重作用，该结构发生突变或其C末端被剪切会导致Hh配体无法与Patched蛋白正常结合。在脊椎动物细胞中存在两种Patched蛋白同系物，分别为Patched l（PTCH 1）和Patched 2（PTCH 2）[8,9]。 Smoothened（SMO）也分布于靶细胞膜上，是一种7跨膜G蛋白偶联受体(GPCR)样蛋白，包含胞外结构域(ECD)、7跨膜螺旋(71M)域和细胞内羧基终端域三个区域，其中胞外结构域(ECD)由细胞外半胱氨酸丰富区域(CRD)和ECD连接域组成。Smo一般受Ptch抑制，但PTCH是如何抑制SMO的活性一直尚未阐明，目前的一种假设是PTCH1可以泵出膜内小叶局部的胆固醇，否则这些胆固醇会结合并激活SMO。研究发现PTCH能够清除细胞膜内小叶中的胆固醇，而相反SMO又需要胆固醇与其富含半胱氨酸的结构域（CRD）结合才能完全发挥作用，这表明调节胆固醇转运是调控PTCH/SMO信号传导的关键[5]。
核转录因子GLI是Hh信号通路的最终效应器，负责将Hh信号传递至细胞核。GLI是锌指蛋白 Kruppel 家族的成员，其在哺乳动物中存在三种同源成员：GLI1，GLI2 和 GLI3。其中GLI1是激活Hh信号通路的靶基因，GLI2和GLI3是潜在的转录因子，它们的活性受到Hh配体的调节。GLI3通过蛋白酶有限的蛋白水解来控制，它常被合成一种包含转录激活和阻遏结构域的全长蛋白（GLI3FL）。在没有配体的情况下，激活域被切断，从而使GLI3成为有效的阻遏物（GLI3R）。相比之下，GLI2主要是通过完全降解调节。GLI进入细胞核发挥转录激活子功能，调控下游靶基因的表达[5,11]。
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