DHCR24乙酰化修饰作为代谢开关通过7-酮胆固醇/p62轴驱动肝癌发生发展的机制与靶向治疗研究

《Cell Reports》：Post-translational switch of DHCR24 acetylation sustains sterol synthesis and promotes HCC via the 7-ketocholesterol/p62 axis

本研究针对肝癌中胆固醇代谢异常的核心问题，揭示了DHCR24蛋白Lys254位点乙酰化（K254ac）通过稳定DHCR24、促进7-酮胆固醇（7-KC）积累并激活p62介导的自噬阻滞，从而驱动肝癌进展的全新机制。研究人员发现FDA批准药物伊贝沙坦可抑制DHCR24乙酰化与活性，显著抑制肝癌生长。该研究首次将胆固醇合成终末酶DHCR24的翻译后修饰与肝癌代谢重编程直接关联，为肝癌治疗提供了新靶点。

　　

肝癌是全球范围内发病率和死亡率极高的恶性肿瘤，其中肝细胞癌（HCC）占原发性肝癌的75%以上。除病毒性肝炎和基因突变外，代谢紊乱也被证实是肝癌发生发展的重要驱动因素。胆固醇代谢作为细胞核心代谢途径之一，其异常活化与肝癌密切相关。以往研究多聚焦于甲羟戊酸途径的促癌作用，而固醇合成通路在肝癌中的具体机制尚不明确。尤其值得注意的是，胆固醇合成通路中的关键酶如SQLE（角鲨烯环氧酶）和DHCR7（7-脱氢胆固醇还原酶）在肝癌中表达上调，但作为固醇合成通路终末酶的24-脱氢胆固醇还原酶（DHCR24）在肝癌中的作用仍未被揭示。

为解决这一问题，周云飞等研究人员在《Cell Reports》上发表了题为"Post-translational switch of DHCR24 acetylation sustains sterol synthesis and promotes HCC via the 7-ketocholesterol/p62 axis"的研究论文。该研究通过多组学分析、基因编辑小鼠模型及临床样本验证，首次发现DHCR24蛋白及其Lys254位点乙酰化（K254ac）在肝癌组织中显著上调，且与患者不良预后密切相关。乙酰化修饰通过抑制DHCR24的蛋白酶体降解途径增强其稳定性，进而促进胆固醇合成通路中氧化固醇产物7-酮胆固醇（7-KC）的积累。7-KC通过稳定自噬接头蛋白p62（SQSTM1）并阻断自噬流，最终激活mTORC1信号通路驱动肝癌增殖。

研究还发现，高血压治疗药物伊贝沙坦（Irbesartan）能够有效抑制DHCR24的表达和乙酰化，降低7-KC水平并恢复自噬功能，在多种小鼠肝癌模型中显著抑制肿瘤生长。这一发现不仅揭示了DHCR24乙酰化修饰作为连接胆固醇代谢与肝癌发生的关键分子开关，也为肝癌的靶向治疗提供了新的策略。

关键技术方法

研究整合了临床样本队列（哈尔滨医科大学附属医院收集的配对肝癌与癌旁组织）和多组学分析（蛋白质组学、乙酰化修饰组学、转录组学）。利用CRISPR/Cas9技术构建了肝细胞特异性Dhcr24基因敲除（Dhcr24 hepKO）小鼠模型，并通过AAV8病毒介导的基因回补实验验证突变体功能。体外实验采用人肝癌细胞系（如MHCC97H、SK-Hep1）进行基因敲低、过表达及功能分析。关键分子机制通过免疫共沉淀（Co-IP）、蛋白质稳定性检测（CHX追逐实验）、代谢物定量（LC-MS/MS）及病理学评估（免疫组化、组织染色）等多技术平台交叉验证。

研究结果

SQLE激活增强DHCR24 K254ac，其在HCC中升高并与患者不良生存相关

蛋白质组学分析显示，SQLE、DHCR24和LBR在肝癌组织中显著上调，而LSS等固醇合成酶表达下降。DHCR24蛋白水平升高但mRNA无变化，提示其受翻译后调控。乙酰化修饰组学发现DHCR24的K254位点乙酰化（K254ac）在9/10的肝癌样本中显著增加。机制上，SQLE通过诱导活性氧（ROS）激活乙酰转移酶KAT2A，进而催化DHCR24的K254ac修饰。

DHCR24 K254ac增强其酶活性、稳定蛋白并促进致癌功能

在肝癌细胞中，DHCR24敲低显著抑制增殖、迁移和克隆形成能力。乙酰化模拟突变体（K254Q）回补后能恢复这些致癌表型，而乙酰化缺陷突变体（K254R）则无此作用。K254ac通过抑制蛋白酶体途径延长DHCR24半衰期，增强其胆固醇合成酶活性。

乙酰化增加介导DHCR24在体内的致瘤功能

肝细胞特异性Dhcr24敲除小鼠在DEN/CCl₄诱导的肝癌模型中肿瘤发生率和负荷显著降低。回补DHCR24-WT或K254Q能恢复肿瘤形成能力，而K254R则不能。血清中ALT、AST、AFP及7-KC水平在WT和K254Q回补组中显著升高。

DHCR24乙酰化升高p62水平，从而维持细胞存活

RNA-seq分析显示Dhcr24缺失导致自噬相关基因表达上调。DHCR24乙酰化通过促进p62积累和LC3-II转化阻断自噬流。p62敲低或自噬激活剂（雷帕霉素）处理可逆转DHCR24过表达引起的促癌效应。

7-KC通过p62稳定化和自噬阻断介导DHCR24的致癌功能

靶向代谢组学发现Dhcr24敲除小鼠血清中7-KC水平显著下降。外源性7-KC补充可恢复p62/LC3-II表达并挽救肝癌细胞增殖和迁移能力。在体内，7-KC处理能逆转Dhcr24敲除小鼠的肿瘤抑制表型。

DHCR24蛋白水平和乙酰化

伊贝沙坦处理显著降低DHCR24蛋白和K254ac水平，抑制肝癌细胞增殖和肿瘤生长。其作用依赖于DHCR24的存在，并伴随p62/LC3-II水平下降和自噬流恢复。

结论与讨论

本研究首次揭示了DHCR24乙酰化修饰在肝癌代谢重编程中的核心作用。SQLE-KAT2A-DHCR24(K254ac)-7-KC-p62轴将胆固醇合成、氧化应激、自噬阻滞和致癌信号串联起来，为理解肝癌发生提供了新视角。DHCR24 K254ac不仅可作为预后生物标志物，其靶向药物伊贝沙坦的抑癌效果也为临床转化提供了可能。未来需进一步明确7-KC调控p62转录的机制，并扩大临床样本验证DHCR24乙酰化的预后价值。