阻断肝细胞癌:揭秘乙肝病毒驱动疾病中的细胞间串扰及潜在治疗靶点

【字体: 时间:2025年03月31日 来源:Cell Reports 7.5

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  本文聚焦乙肝病毒(HBV)感染引发的肝脏疾病,通过多种模型研究发现,HBV 经 ATR 激活 NAMPT,后者与 INSR 作用促使肝星状细胞(HSC)活化,推动肝纤维化和肝细胞癌(HCC)进展。抑制相关通路可缓解病症,为 HBV 相关肝病治疗提供新方向。

  

乙肝病毒感染相关肝脏疾病研究背景

乙肝病毒(HBV)感染是慢性肝炎、肝纤维化、肝硬化和肝细胞癌(HCC)的主要危险因素,全球每年约 780,000 人因此死亡。尽管抗病毒疗法能降低肝硬化和 HCC 发病率,但部分患者仍会发病,表明现有疗法未解决 HBV 致癌的关键机制。
肝星状细胞(HSCs)在肝损伤和修复中起关键作用,激活后会导致细胞外基质(ECM)蛋白积累,引发肝纤维化。肝细胞是肝脏主要实质细胞,连接多种细胞通讯网络。已有研究显示肝细胞与 HSCs 存在相互作用,但 HBV 感染后影响 HSC 激活和表型的精确机制尚不清楚。
此外,癌症相关病毒可整合到宿主基因组,激活 DNA 修复系统和肿瘤发生。HBV 感染具有双重作用,既促进肝纤维化,又导致肝细胞恶性转化。因此,深入研究 HBV 感染诱导 HCC 发展过程中,端粒缩短及端粒维持机制(TMMs)重新激活的机制至关重要。

研究方法与模型

研究采用多种实验方法和模型,包括对 10 例 HBV 相关 HCC 患者肿瘤组织进行单细胞 RNA 测序(scRNA - seq),并纳入无 HBV 感染的 HCC 患者数据作对照。构建多种 HBV 复制细胞模型,如 MIG - pHBV4.1、MIG - MYC - pHBV4.1 等。建立小鼠模型,如通过尾静脉注射 AAV8 - HBV 病毒建立慢性 HBV 感染小鼠模型,以及构建鼠癌基因驱动的同种异体移植 HCC 模型等。还运用基因编辑技术,如 CRISPR/Cas9 敲除基因,构建突变质粒等。

研究结果

  1. HBV 转录影响肝细胞发育轨迹:scRNA - seq 分析发现,HBV 阳性(HBV+)和 HBV 阴性(HBV?)样本存在 11 种不同细胞亚群,HBV 感染影响肝癌微环境中细胞组成,HBV+ HCC 组免疫细胞浸润更多。HBV 转录主要源于 HBV X 基因,HBV + 肝细胞主要位于肝细胞潜在轨迹的 1 - 3 状态,与肝细胞发育轨迹呈负相关。
  2. HBV 转录激活 NAMPT - INSR 通路促进细胞间相互作用:基因集变异分析(GSVA)和基因集富集分析(GSEA)表明,HBV + 肝细胞中 DNA 修复和糖酵解相关基因显著激活,HBV?肝细胞中部分信号通路激活。HBV + 肝细胞与 HSCs 的相互作用频率和强度更高,通过筛选确定 NAMPT - INSR 为关键配体 - 受体相互作用,且 NAMPT 表达与 HBV 转录正相关,INSR 在活化的 HSCs(aHSCs)中高表达。
  3. HBV 诱导 NAMPT 促进 HCC 进展和肝纤维化:在所有 HBV 复制细胞模型中 NAMPT 均被激活,研究证实 HBV 通过 ATR 介导的 DNA 修复途径激活 NAMPT。体内实验显示,过表达 NAMPT 的细胞与 HSCs 共培养,可激活 HSCs 相关基因,促进肿瘤生长和肝纤维化。
  4. NAMPT - INSR 在细胞间串扰和 HSC 激活中起重要作用:构建 Insr 基因在 HSCs 中特异性敲除的小鼠模型,发现敲除后阻断了 NAMPT 介导的肝细胞与 HSCs 间的串扰,减少肿瘤形成和肝纤维化。
  5. 细胞间串扰激活 PARP1 乳酸化和端粒维持:肝细胞(NAMPT)与 HSCs(INSR)的串扰使 MIG - NAMPT 细胞端粒长度增加,激活 TMMs。共培养还促进 PARP1 乳酸化,敲除 PARP1 或构建非乳酸化 PARP1 - 7KR 突变体,发现 PARP1 乳酸化对激活 TMMs 至关重要。
  6. 靶向相关通路治疗 HBV 相关肝病:体内实验表明,抑制 NAMPT 或使用 ATR 抑制剂 AZD6738 可有效减轻肝纤维化和抑制 HCC 进展。PARP1 抑制剂 AG14361 可抑制肿瘤发生,但对肝纤维化影响不明显。联合使用 AZD6738 和 AG14361 在治疗 HBV 相关 HCC 方面更有效,且在 HBV+ HCC 患者来源的异种移植(PDX)模型中也得到验证。

研究讨论

研究揭示 HBV 诱导的肝细胞 - HSC 串扰在 HSC 激活、肝纤维化和 HCC 发展中起关键作用。HBV 转录影响肝细胞发育轨迹,HBV + 肝细胞激活 DNA 修复和糖酵解途径,在疾病进展中起重要作用。NAMPT - INSR 轴是连接 HBV 诱导的代谢重编程、DNA 修复和端粒调节的关键介质,抑制该轴可作为早期干预 HBV 相关 HCC 的策略。
此外,研究还发现 PARP1 乳酸化在 HCC 形成中起关键作用,靶向 PARP1 乳酸化可能为 HCC 治疗提供新方法。ATR 和 PARP1 抑制剂在治疗 HBV 相关 HCC 方面具有潜力,联合治疗可能提高疗效并减轻不良反应。
然而,研究也存在局限性。所用的 HBV 复制模型不能完全模拟 HBV 感染的体内复杂性,样本量较小,NAMPT - INSR 通路在 HBV?肝癌中的作用尚需确认,且临床疗效有待进一步研究。未来需进一步研究以确认这些发现,并探索其在临床治疗中的应用。
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