促進肝癌潛在機制!同濟大學合作發(fā)文：發(fā)現肝癌治療新策略
7月15日，同濟大學與上海交大研究人員合作在期刊《Advanced Science》上發(fā)表了研究論文，題為“TRIM65/NF2/YAP1 Signaling Coordinately Orchestrates Metabolic and Immune Advantages in Hepatocellular Carcinoma”，本研究表明，三結構域蛋白65 (TRIM65) E3泛素蛋白連接酶通過O-GlcNA?；D移酶在HCC中高表達，并促進代謝重塑，促進尿嘧啶代謝和棕櫚酸相關產物的積累，驅動HCC的進展。機制研究表明，TRIM65介導了2型神經纖維瘤病(NF2)的K44殘基的泛素化，而K44殘基是經典Hippo信號通路的關鍵蛋白。加速的NF2降解抑制yes相關蛋白1磷酸化，誘導相關代謝酶轉錄異常激活，協(xié)調代謝和免疫優(yōu)勢。總之，這些結果揭示了TRIM家族分子TRIM65在支持肝癌細胞生存中的關鍵作用，并突出了靶向其E3連接酶活性以改變蛋白酶體降解的調節(jié)的治療潛力。
背景知識
肝細胞癌(HCC)是常見的惡性腫瘤之一，是全球癌癥相關死亡的第三大原因。盡管隨著放療、化療和免疫治療的綜合應用，HCC的治療取得了長足的進步，但HCC患者的5年生存率僅為約18%。耐藥、復發(fā)和轉移風險高是導致預后不良的原因。因此，迫切需要闡明HCC發(fā)病的分子機制，開發(fā)新的可靠的診斷和預測生物標志物，從而為HCC的治療提供更有效的解決方案。
既往研究表明，代謝重編程可以滿足肝癌細胞的生存需求，并保證其生長優(yōu)勢。核苷酸合成影響各種類型癌細胞的幾個重要生物學過程，因此也與失控的增殖、轉移、免疫逃避和治療耐藥有關。尿嘧啶從頭合成途徑中重要的酶之一尿苷酸一磷酸合成酶(UMPS)將乳清酸和磷酸核糖焦磷酸轉化為尿苷酸一磷酸(UMP)，但其調控存在缺陷。此外，UMP代謝途徑的下游產物udp - n -乙酰- d -半乳糖胺(UDP-GlcNAc)是蛋白質O-GlcNAc化(O-GlcNAc)的唯一底物。之前的研究報道了O-GlcNAc顯著促進HCC的惡性。因此，UMP代謝在HCC的發(fā)生發(fā)展中起著至關重要的作用，而由于UMPS缺乏而導致的UMP缺失是否可以作為HCC治療的有效靶點尚未被研究。
為了滿足肝癌細胞的營養(yǎng)需求，脂肪酸氧化是除糖酵解外的另一個主要途徑，為細胞生長提供能量和代謝產物。由于肝臟是脂質穩(wěn)態(tài)中重要的器官，脂肪酸代謝失調被認為是HCC發(fā)病的驅動因素。棕櫚酸(Palmitic acid, PA)是一種飽和脂肪酸，參與了HCC的進展。此外，PA修飾的白蛋白可以選擇性靶向極化的腫瘤相關巨噬細胞(TAMs)。這些數據表明，PA可能通過代謝適應在HCC免疫微環(huán)境的重塑中發(fā)揮作用，尤其是在巨噬細胞極化中發(fā)揮作用，為靶向HCC提供了一種前瞻性的治療方法。
TRIM65促進小鼠肝癌的發(fā)生
為了闡明TRIM65的生物學功能，研究人員將靶向TRIM65的小干擾RNA (sirna)轉染到肝癌細胞(SNU449和SNU398)中。結果表明，TRIM65缺陷顯著抑制細胞增殖，減弱細胞生長和克隆形成能力，并將細胞周期阻滯在G0-G1期。同時，沉默TRIM65表達可誘導細胞凋亡。異種移植模型表明TRIM65促進體內肝癌的成瘤。所有這些數據表明TRIM65在HCC細胞中發(fā)揮著重要的致癌作用，這與之前的報道一致。
然而，考慮到腫瘤微環(huán)境的復雜性，TRIM65是否參與HCC的發(fā)病機制仍有待確定。因此，使用Cre/loxp系統(tǒng)在肝細胞中產生了條件敲除Trim65表達(cKO)的小鼠。研究人員首先通過雜交獲得了基因純合的后代。Trim65 cKO組與無Trim65 cKO組小鼠肝臟在形態(tài)學和組織學上無差異，免疫組織化學染色顯示其具有相似的正常增殖能力。與Trim65fl/fl相比，Trim65fl/fl;Alb-Cre對肝臟重量和肝體重比幾乎沒有影響。此外，血漿丙氨酸轉氨酶(ALT)和天冬氨酸轉氨酶(AST)水平相似。所有這些數據表明，在肝細胞中Trim65 cKO不會對正常的肝臟結構和功能產生影響。
隨后，研究人員通過水動力學尾靜脈注射(HTVi)構建了原位肝癌模型。生存分析表明，Trim65的表達導致了較差的預后，意味著更嚴重的腫瘤負荷。特別是，Trim65fl/fl小鼠的肝臟表現出實質性的多灶性病變，包括多個腫瘤結節(jié)，甚至在晚期出現瘤內出血和充滿膽汁的囊泡，而Trim65 cKO小鼠的肝臟表現出輕度的局灶性病變。此外，Trim65 cKO組的甲胎蛋白(AFP)、丙氨酸轉氨酶(ALT)和天冬氨酸轉氨酶(AST)顯著降低，肝臟重量和肝體質量比明顯降低，表明Trim65存在時肝臟損傷更嚴重。為了驗證Trim65在體內的致癌作用，研究人員通過腹腔注射二乙基亞硝胺(DEN)和四氯化碳(CCl4)建立了另一種肝癌模型(DEN/CCl4)。與此一致，Trim65 cKO小鼠的生存期顯著延長，肝癌抑制率顯著降低，裸鼠腫瘤數量減少，并消除了DEN/CCl4誘導的惡性增殖。另外，Trim65 cKO小鼠的肝功能顯著改善，表現為AFP, ALT和AST水平的降低。綜上所述，Trim65促進了MET/N90或DEN/CCl4誘導的HCC腫瘤發(fā)生，可能是一個有前景的HCC治療靶點。
TRIM65在肝癌小鼠模型中發(fā)揮致癌作用
研究小結
綜上所述，本研究證明了TRIM65作為一個中心癌基因，通過激活YAP1和上調UDP-GlcNAc和FFA水平，從而促進肝癌的腫瘤免疫抑制微環(huán)境。
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