肝细胞 TM4SF5 介导白蛋白摄取促肝癌进展的机制新探：开启肝癌治疗新视角

在肝癌（HCC）研究领域，血清白蛋白（ALB）与肝癌进展的关系不明，且 TM4SF5 在其中的作用机制不清。首尔国立大学研究人员探究 TM4SF5 对 HCC 进展中白蛋白摄取的影响。发现 TM4SF5 可介导 ALB 摄取促进肿瘤进展，为肝癌研究提供新思路。

　　肝癌（Hepatocellular Carcinoma，HCC）是一种复杂且异质性很强的疾病，其发病原因多样，患者的生存状况也各不相同。在评估 HCC 进展时，肿瘤的大小和数量是重要指标，同时血清白蛋白（Albumin，ALB）等物质也与患者的临床结局紧密相关。然而，血清 ALB 在分子层面如何影响肿瘤的发展，比如调节肿瘤的数量和大小，仍然是一个未解之谜。另外，癌细胞在营养有限的情况下会通过多种方式获取营养，其中巨胞饮作用（Macropinocytosis）是肝癌细胞摄取细胞外蛋白质的重要途径，但这一过程与 PTEN 活性以及营养需求之间的联系尚不明确。在此背景下，首尔国立大学的研究人员开展了深入研究，相关成果发表在《Experimental & Molecular Medicine》上。

研究人员主要运用了基因编辑技术（如 CRISPR-Cas9 敲除 TM4SF5 基因）、细胞实验技术（包括细胞培养、转染、免疫印迹、免疫沉淀、免疫荧光等）、动物实验技术（小鼠体内肿瘤模型构建）以及数据分析技术（基因集富集分析、共表达分析等），使用了多种细胞系和人体组织样本开展研究。

研究结果如下：

1. 肝细胞 TM4SF5 依营养形成不同丝状伪足样突起：通过对不同肝细胞系的实验发现，TM4SF5 的表达与细胞的形态变化有关。在含葡萄糖的无血清培养基（SFM）中，TM4SF5 阳性的肝细胞会形成丝状伪足样突起，而补充 ALB 会使其减少。这种变化与细胞外的血清成分，尤其是 ALB 和葡萄糖密切相关，且不同的细胞外基质环境也会影响这一过程，但营养补充并不改变 TM4SF5 的表达。
2. 营养依赖的形态改变导致 ALB 摄取：研究表明，肝细胞摄取 ALB 的过程与 TM4SF5 密切相关。TM4SF5 表达的肝细胞在补充 ALB 后，细胞内 FITC - ALB 信号增强，即 ALB 摄取增加，且这种摄取与巨胞饮作用相关基因有关，还与 mTOR 和 AMPK 的活性有关，不同的 TM4SF5 形式（野生型 WT 和突变型 A132V）对营养的需求不同，进而影响 ALB 的摄取。
3. TM4SF5^WT促进 PIP₃介导的巨胞饮作用：通过显微镜观察和免疫印迹等实验发现，TM4SF5 在细胞膜边缘呈现动态变化，类似褶皱和丝状伪足样结构。TM4SF5^WT表达的细胞在补充 ALB 和葡萄糖后，Akt1 活性增加，提示 PIP₃积累，促进了巨胞饮作用。不同的 TM4SF5 形式对营养的需求不同，WT 细胞在补充 ALB 后，膜褶皱增加，而 A132V 突变细胞则需要葡萄糖和 ALB 共同作用。
4. 线粒体 ATP 相关呼吸伴随 TM4SF5 介导的 ALB 摄取：测量细胞的氧消耗率（OCR）和细胞外酸化率（ECAR）发现，TM4SF5^WT细胞在补充 ALB 后，ATP 相关呼吸和最大呼吸效率增加，且这种增加可被巨胞饮作用抑制剂 EIPA 抑制。同时，单氨基酸处理实验表明，苯丙氨酸（Phe）能模拟 ALB 的作用，促进 ATP 相关呼吸，这表明 ALB 摄取可能被分解用于线粒体 ATP 合成。
5. TM4SF5 介导的 ALB 摄取与迁移潜能增强相关：细胞迁移实验显示，在含葡萄糖的 SFM 中，补充 ALB 后，TM4SF5^WT和 A132V 突变细胞的迁移能力显著增强，且这种增强可被 TM4SF5 抑制剂 TSAHC 和 EIPA 抑制。在体内动物模型实验中，注射了表达 TM4SF5 的肝癌细胞的小鼠，在喂食高蛋白饮食后，肿瘤大小和侵袭性增加，且巨胞饮作用增强，这表明 TM4SF5 可能通过增强巨胞饮作用促进肝癌细胞的肝内转移。
6. TM4SF5 介导的巨胞饮作用涉及胞质 NCOA3 稳定：通过对患者肝癌组织和数据库的分析，发现核受体共激活因子 3（Nuclear Receptor Coactivator 3，NCOA3）与 TM4SF5 介导的 ALB 摄取有关。TM4SF5^WT细胞能使 NCOA3 在胞质中稳定和转位，抑制 NCOA3 会减少 ALB 摄取和细胞迁移。此外，NCOA3 可通过调节 PTEN 的乙酰化和失活，影响 PIP₃介导的巨胞饮作用。
7. TM4SF5 与 NCOA3、PTEN 形成蛋白复合物导致 NCOA3 稳定和 PTEN 失活：研究发现，TM4SF5^WT细胞能与 NCOA3 结合，使其稳定，且在补充营养后，NCOA3 与 PTEN 的结合增加，导致 PTEN 乙酰化和失活，进而使 PIP₃积累，促进 ALB 摄取。对患者生存概率的分析表明，TM4SF5 和 NCOA3 的高表达与患者的不良临床结局相关，尤其是在血清 ALB 水平较高的情况下。

研究结论和讨论部分指出，本研究揭示了 TM4SF5 通过与 NCOA3、PTEN 的相互作用，介导巨胞饮作用摄取 ALB，进而促进 ATP 合成，增强细胞迁移能力，导致肝癌的进展和转移。TM4SF5^WT和 A132V 突变细胞对营养的需求差异，暗示了它们在代谢分子水平上促进癌症进展的不同机制。此外，虽然低血清 ALB 水平通常是肝癌的不良预后指标，但本研究表明，高血清 ALB 水平可能通过 TM4SF5 依赖的 ALB 摄取和生物能量代谢，加剧肝癌的恶性程度。这一研究为深入理解肝癌的发展机制提供了新的视角，也为肝癌的治疗提供了潜在的新靶点和理论依据。