根癌霉促进MASLD相关肝细胞癌：通过产生犬尿喹酸激活IQGAP1-MAPK轴

《Cell Metabolism》：Fungus Rhizopus arrhizus promotes MASLD-associated hepatocellular carcinoma through generating kynurenic acid

　　

真菌是人类肠道微生物群的重要组成。研究人员探讨了真菌在代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）相关肝细胞癌（MASLD-HCC）中的作用。根癌霉（Rhizopus arrhizus）是从MASLD进展至MASLD-HCC过程中富集程度最高的真菌，可在多种小鼠模型中加速肿瘤发生。根癌霉条件培养基可增加人MASLD-HCC细胞增殖，同时减少细胞周期阻滞和凋亡。研究人员鉴定犬尿喹酸（KYNA）为根癌霉产生的关键代谢物，并在根癌霉处理小鼠的门静脉、肝组织和粪便中证实其上调。KYNA促进MASLD-HCC细胞增殖并加速小鼠肿瘤发生。机制上，KYNA直接结合肿瘤细胞中的IQ基序含GTP酶激活蛋白1（IQGAP1），激活致癌性丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路，从而促进MASLD-HCC发展。综上，根癌霉是通过产生KYNA促MASLD-HCC的致病真菌，阻断该宿主-真菌互作是抑制MASLD-HCC的潜在策略。

研究背景方面，代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）谱涵盖从单纯脂肪变到代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）、纤维化并最终发展为肝细胞癌（HCC）。MASLD目前是HCC增长最快的病因，MASLD相关HCC（MASLD-HCC）到2030年预计增加82%至122%。肠-肝轴失调在MASLD及相关肝病中关键作用已被认识，细菌群变化研究较多，而真菌虽占肠道微生物比例小，其在MASLD向晚期肝病和恶性肿瘤进展中的具体贡献完全未知。研究人员因此开展本研究，旨在明确肠道真菌尤其是根癌霉（Rhizopus arrhizus）在MASLD-HCC中的作用与机制。该研究发表于《Cell Metabolism》。

主要关键技术方法上，研究人员构建高脂高胆固醇（HFHC）饮食诱导的自发MASLD-HCC小鼠、HFHC联合二乙基亚硝胺（DEN）诱导模型、原位MASLD-HCC模型，以及无菌小鼠粪菌移植（FMT）模型；人体样本来自温州医科大学第一医院90人队列、国家微生物数据中心的82例MASLD与17健康人队列、香港威尔斯亲王医院29例MASLD与39健康人队列；结合鸟枪法宏基因组测序、非靶向与靶向代谢组学、有限蛋白酶解质谱、表面等离子共振（SPR）、微量热泳动（MST）、膜与胞质蛋白分离、免疫荧光、流式免疫分析、RNA测序及CRISPR-Cas9基因敲除等技术。

研究结果部分，肠道真菌群在MASLD-HCC进展中失调：研究人员通过对HFHC喂养1、3、8、14个月小鼠纵向真菌宏基因组分析，发现真菌α多样性下降、群落移位，根癌霉等20个真菌连续富集，FMT可将MASLD-HCC供体真菌失调与病理表型传给无菌受体。根癌霉是MASLD-HCC进展中富集最高的真菌：在多个小鼠模型及三个人类队列中，根癌霉相对丰度显著升高，且不受年龄、糖尿病和饮食模式显著影响。根癌霉促进小鼠MASLD-HCC发展：在自发、HFHC+DEN及原位模型中，口服根癌霉提高甲胎蛋白（AFP）、肿瘤数目与负荷、Ki-67增殖和炎症因子Tnfα、Mcp1，不改变脂肪变，但重塑细菌与真菌群落。根癌霉产生非蛋白小分子促MASLD-HCC：条件培养基经加热或Proteinase K仍促增殖，分子量小于3 kDa组分有效，表明功能分子为非蛋白小分子。根癌霉产生犬尿喹酸（KYNA）在体外促MASLD-HCC：代谢组学显示KYNA在条件培养基、门静脉血清、粪便和肝组织升高；KYNA处理人MASLD-HCC细胞与类器官可促增殖、推进G1/S、抑制凋亡，且宿主IDO1/TDO2来源KYNA非主因。KYNA促进小鼠MASLD-HCC发展：饮水给KYNA复现根癌霉表型，增加α-SMA、胶原I与Sirius red纤维化信号，并诱导CD8⁺ T细胞IFN-γ⁺减少、髓源抑制细胞（MDSCs）增多等免疫抑制微环境。KYNA结合胞质IQGAP1激活MAPK信号：RNA测序富集MAPK通路，有限蛋白酶解质谱锁定IQGAP1；分子对接、SPR（K_D=2.2 μM）、MST（K_D=3.0 μM）及pull-down证明KYNA结合IQGAP1 Lys1445/Asp1329等位点，不依赖GPR35或芳烃受体（AhR）。靶向IQGAP1消除KYNA促瘤效应：CRISPR敲除IQGAP1或IQGAP1抑制剂QGGP可取消KYNA引起的增殖、凋亡抵抗与MAPK活化，体内肿瘤生长亦被抑制。

讨论部分总结，全球MASLD负担随肥胖与代谢综合征上升，细菌群机制较清楚，真菌群在MASLD-HCC中被忽视。本研究显示真菌失调早于肿瘤形成，FMT可传递致癌真菌表型；根癌霉作为机会致病菌在免疫受损者中致毛霉病，本研究发现其加速MASLD-HCC并具肝毒性。研究人员指出根癌霉条件培养基功能成分为分泌型代谢物，临床分离株不同于食物源株，KYNA为色氨酸犬尿氨酸途径衍生物，既往已知可通过AhR促Treg与免疫逃逸，而本研究揭示其新机制为直接结合胞质IQGAP1这一MAPK支架蛋白，激活B-RAF-MEK-ERK级联，属细胞内在促癌机制。IQGAP1敲除或抑制剂完全逆转KYNA效应，说明R. arrhizus-KYNA-IQGAP1轴是MASLD-HCC新机制与治疗靶点；局限在于需更大纵向临床队列及体内药理验证。

结论部分翻译：研究人员揭示小鼠MASLD-HCC发展中肠道真菌群逐渐改变。富集最高的真菌根癌霉通过产生KYNA与IQGAP1相互作用，导致MAPK通路激活。本研究阐明肠-肝轴中一种独特的真菌互作。鉴于MASLD-HCC全球负担上升，工作强调探索真菌对肝癌发生的贡献并开发创新干预的必要性。