再取进展！中山大学刘超教授团队最新研究：为伴有胆管肿瘤血栓形成的肝细胞癌患者确定了潜在治疗靶点

近日，中山大学刘超教授团队在期刊《Nature Communications》上在线发表题为“Cathepsin-facilitated invasion of BMI1-high hepatocellular carcinoma cells drives bile duct tumor thrombi formation”的研究论文，研究结果解决了肝细胞癌生物学领域关于BDTT的细胞起源和发病机制的未解之谜，表明BMI1高表达的肿瘤起始细胞诱导肝癌发生并通过CTSB驱动的胆管侵袭形成肿瘤血栓。更重要的是，研究为伴有BDTT的肝细胞癌患者提供了潜在的诊断靶点和治疗方法，为未来临床应用打开了大门。

https://www.nature.com/articles/s41467-023-42930-y

研究背景

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胆管肿瘤血栓形成（BDTT）是一种严重的并发症，最有可能发生在晚期肝细胞癌（HCC）患者身上，会导致生活质量急剧下降，并与较差的临床预后相关。然而，由于其未知的细胞起源和发病机制，患有BDTT的肝细胞癌患者经常被误诊和误治。尽管手术治疗是唯一推荐的肝细胞癌患者BDTT的治疗方法，但这些患者在手术后1年内有约50%的复发概率，并且5年生存率不到25%。因此，开发一种有效的诊断和治疗方法，以应对伴有BDTT的肝细胞癌患者的临床迫切需求。

最近的研究表明，溶酶体半胱氨酸蛋白酶B（CTSB）作为溶酶体囊泡蛋白酶家族成员，积极调节细胞外基质成分的蛋白水解作用，干扰细胞内通讯、降解基底膜并改变细胞间相互作用，因此在癌症进展中可能具有多种潜在作用。此外，Venkataraman等人指出，CTSB在小脑母细胞瘤中可能是miRNA的潜在调控靶点。然而，目前尚不清楚BMI1是否通过表观遗传方式调节TICs中CTSB的分泌，进而通过miRNA调节BDTT的发展。

研究发现

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在这项研究中，研究人员开发了自发性临床前HCC动物模型，观察到了BDTT，以确定BMI1表达的肿瘤起始细胞（BMI1高TICs）在诱导BDTT中的作用。BMI1的过度表达使肝祖细胞转变为BMI1高TICs，这些细胞具有强大的肿瘤形成能力，并通过分泌溶酶体蛋白酶B（CTSB）增强了跨肝内胆管上皮迁移能力。将BMI1高 TICs正位移植入小鼠肝脏会产生肿瘤，并触发CTSB介导的胆管侵袭形成肿瘤血栓，而CTSB抑制剂治疗可以阻止BDTT并延长小鼠的存活期。临床上，血清CTSB水平升高决定了HCC患者的BDTT发生率。从机制上讲，BMI1通过抑制miR-218-1-3p的表达，在TICs中表观遗传地上调了CTSB的分泌。这些发现为患有BDTT的肝细胞癌患者确定了潜在的诊断和治疗靶点。

在不影响原发肿瘤生长的情况下CTSB

可以阻止BDTT形成并延长小鼠生存时间

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为了确定CTSB在BMI1介导的癌细胞特性中的作用，研究人员在WBBMI1/PLCBMI和BMI1去除的MHCC97H细胞中遗传修饰了CTSB的表达，结果显示无论是CTSB的去除还是过表达都不会影响这些细胞的增殖和集落形成。相比之下，使用siRNA或CTSB抑制剂CA-074去除CTSB可以降低WBBMI1和PLCBMI1细胞的侵袭能力，与转染非靶向siRNA（siNSC）或接受安慰剂处理的细胞相比，而在BMI1去除的MHCC97H细胞中过表达CTSB则增强了癌细胞的侵袭能力。此外，将WBCtrl/PLCCtrl细胞暴露在CTSB去除的WBBMI1/PLCBMI1细胞培养上收集的细胞培养基中，与暴露在siNSC转染的WBBMI1/PLCBMI1细胞培养基中相比，可以降低它们的侵袭性。

接着，研究人员创建了一个体外跨肝内胆上皮迁移模型，在这个模型中，HCC细胞被放置到涂有Matrigel基质的跨膜插入器的上层区域，该区域由人类肝内胆上皮细胞单层组成，同时有/无CTSB抑制剂，而下层区域则装载了含有20%胎牛血清（FBS）的DMEM培养基。数据显示，在人类PLC细胞中，BMI1的过表达增强了跨肝内胆上皮迁移，而通过siRNA或抑制剂去除CTSB减少了PLCBMI1细胞中观察到的增强的跨肝内胆上皮迁移能力。另外，在MHCC97H细胞中，去除BMI1相比于乱序转染的细胞减少了它们的跨肝内胆上皮迁移能力，而在BMI1 depleted MHCC97H细胞中过表达CTSB则显示出相反的效应。

为了进一步验证观察结果，研究人员将WBBMI1细胞皮下注射到裸鼠体内，然后对其进行安慰剂或CTSB抑制剂CA-074处理。如预期，CA-074处理对WBBMI1皮下肿瘤的生长没有影响。相比之下，在WBBMI1原位肿瘤携带小鼠中，CA-074的给药降低了黄疸、胆红素水平升高、胆囊和胆管扩张或胆总管阻塞的发生率，而在安慰剂处理的小鼠中则没有这种效果，尽管CA-074对这些小鼠的肿瘤形成和原发肿瘤生长没有影响。最后，研究人员展示了与安慰剂处理组相比，CTSB抑制剂治疗延长了携带WBBMI1原位肿瘤的小鼠的存活时间。综上所述，这些发现表明CTSB在BMI1依赖性BDTT中扮演着重要角色，为具有BDTT的肝细胞癌患者确定了一个潜在的治疗靶点。

研究结果

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综上所述，研究结果解决了肝细胞癌生物学领域关于BDTT的细胞起源和发病机制的未解之谜，表明BMI1高表达的肿瘤起始细胞诱导肝癌发生并通过CTSB驱动的胆管侵袭形成肿瘤血栓。更重要的是，研究为伴有BDTT的肝细胞癌患者提供了潜在的诊断靶点和治疗方法，为未来临床应用打开了大门。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41467-023-42930-y

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。