促进自噬！福建医科大学合作发文：预防和阻止肝癌恶性进展的新靶点

8月15日，福建医科大学黄爱民教授团队与海军军医大学（第二军医大学）卫立辛教授团队合作在期刊《Cell Death&Disease》上发表了研究论文，题为“HDAC2 promotes autophagy-associated HCC malignant progression by transcriptionally activating LAPTM4B”。本研究表明， HDAC2调节肝癌中的自噬过程。在肝癌组织中，HDAC2的表达升高，在肝癌患者中，高HDAC2表达与不良预后密切相关。体外和体内研究综合表明，HDAC2促进肝癌中的自噬和自噬相关的恶性进展。机制上，HDAC2在LAPTM4B（一种与溶酶体相关的蛋白质）的转录起始位点的四个不同位点特异性结合，增强其转录激活并驱动肝癌中的自噬相关的恶性进展。这些发现确立了LAPTM4B为HDAC2的直接靶基因。此外，选择性HDAC2抑制剂有效地缓解了肝癌的恶性发展。另外，对105例人肝癌样本的多变量Cox回归分析表明，HDAC2表达是肝癌预后的独立预测因子。该研究强调了HDAC2-LAPTM4B轴在调节肝癌恶性进展中的关键作用，并指出了靶向HDAC2以预防和阻止肝癌恶性进展的潜力。

https://www.nature.com/articles/s41419-024-06981-3#Sec11

背景知识

 01 

自噬是一种经典的溶酶体依赖性过程，可降解受损的细胞质蛋白质、大分子和细胞器。研究证实，在肿瘤发生初期，自噬可通过促进基因稳定性和维持细胞内环境的完整性而发挥抗肿瘤作用。然而，随着肿瘤的进展，自噬通过提供能量和营养物质、刺激血管生成和促进肿瘤生长来促进恶性进展。肝细胞癌（HCC）是全球癌症相关死亡的第三大原因，也是最致命的癌症之一。大量证据表明，自噬驱动了实体肿瘤（包括HCC）的恶性进展。大多数HCC患者在晚期被诊断出来，此时肿瘤有更大的能量需求，使自噬更加有利于肿瘤的生长。因此，抑制自噬是抗肿瘤治疗的一种有前途的策略。全面了解自噬的上游调节因子及其在HCC中的调节机制将有助于我们深入了解HCC的内在机制，并为HCC提供新的见解和潜在的治疗靶点。

HDAC2是I类HDAC酶家族的成员，对组蛋白底物具有高活性和特异性。HDAC2在人体多种组织中广泛表达，在肝脏中的表达最低。研究表明，与正常肝组织相比，HCC组织中HDAC2的表达显著升高，在HCC患者中，高水平的HDAC2表达与不良预后密切相关。早期实验发现，HDAC2负责乙酰化组蛋白H3和H4的氨基端，从而抑制下游基因的转录。据报道，HDAC2通过抑制p53并促进MYC表达来防止细胞凋亡并加速细胞周期进程，从而促进恶性肿瘤的发生。此外，越来越多的证据表明，HDAC2作为一种致癌基因，可诱导细胞周期改变并促进HCC细胞增殖，在HCC恶性进展中发挥着关键作用。许多研究还表明，HDAC2抑制剂具有显著的抗肿瘤作用。然而，HDAC2是否促进肝癌的自噬及其相关的恶性进展，以及其背后的调节机制尚不清楚。

HDAC2在HCC肿瘤细胞中促进自噬

 02 

为了阐明HDAC2在自噬过程中的功能，研究人员进行了一系列细胞学研究。研究人员首先在7个人类肝癌细胞系中检测了HDAC2的表达，然后建立了HDAC2沉默的HepG2和Huh7细胞以及HDAC2过表达的HCC-LM3和SNU-449细胞，证明了超过70%的沉默效率和超过三倍的过表达效率。抑制HDAC2表达导致自噬相关基因ATG3、ATG5、ATG7、Beclin-1和LC3II的表达减少，同时增加了p62的表达，这一结果通过qRT-PCR和蛋白质免疫印迹实验得到证实。同样地，免疫荧光染色(IF)试验显示，HDAC2敲低导致LC3点状染色显著减少，p62表达增加，而HDAC2过表达则产生了相反的结果。透射电子显微镜(TEM)检查发现，HDAC2缺乏的肝癌肿瘤细胞中典型的自噬双膜囊泡的形成减少，而HDAC2过表达后，自噬体的数量显著增加。这些结果支持这样的观点，即HDAC2对于维持HCC肿瘤细胞的自噬过程至关重要。

HDAC2在HCC肿瘤细胞中促进自噬

HDAC2调节LAPTM4B以促进肝癌中的自噬及其相关的恶性病变

 03 

随后，研究人员将稳定转染针对LAPTM4B的敲低或过表达构建体以转染HepG2细胞，并使用qRT-PCR和蛋白质免疫印迹评估转染效率。结果显示，LAPTM4B过表达上调了自噬相关基因ATG3、ATG5、ATG7、Beclin-1和LC3II的表达，同时抑制了p62的表达。相反，敲低LAPTM4B导致了相反的效果，进一步验证了LAPTM4B在HCC中调节自噬的作用。接下来，研究人员仔细评估了LAPTM4B对HCC自噬调节的潜在影响。蛋白质免疫印迹和qRT-PCR实验表明，HDAC2缺乏降低了ATG3、ATG5、ATG7、Beclin-1和LC3II的表达，并增加了p62的表达，而恢复LAPTM4B表达逆转了这些效应。此外，IF和TEM实验显示，HDAC2敲低导致LC3的斑点状染色减少，p62的斑点状染色增加，自噬小体减少，而过表达LAPTM4B则使这些效应得到缓解。

研究人员同样进一步研究了LAPTM4B在介导对HDAC2的响应、促进HCC恶性进展中的作用。敲低HDAC2的HepG2细胞表现出显著的生长受阻和克隆形成能力下降，表现为细胞倍增时间延长16.8小时和克隆簇减少78%。相反，恢复表达LAPTM4B则恢复了这两种生长参数，表现为细胞倍增时间缩短26.4小时和克隆簇增加44%。为了在体内进一步验证这些发现，研究人员建立了异种移植肿瘤模型，观察到HDAC2敲低组的肿瘤体积减少在过表达LAPTM4B后得到缓解。此外，对移植肿瘤组织切片进行IHC染色显示，由HDAC2敲低引起的自噬抑制和细胞增殖抑制在过表达LAPTM4B后得到逆转。综上所述，这些结果表明，HDAC2通过上调LAPTM4B促进自噬和相关HCC恶性进展。

研究小结

 04 

总的来说，本研究表明，HDAC2在HCC组织中的表达显著上调，与较差的预后相关，独立预测HCC患者的预后。此外，HDAC2可以直接与LAPTM4B结合并激活其转录，从而增强HCC中的自噬，促进其恶性进展。关键的是，靶向HDAC2表达的特异性抑制显著逆转了HCC的不良进展。总之，这些结果表明，HDAC2通过上调LAPTM4B促进自噬和与之相关的HCC恶性进展。（转化医学网360zhyx.com）

【参考资料】

https://www.nature.com/articles/s41419-024-06981-3#Sec11

【关于投稿】

转化医学网（360zhyx.com）是转化医学核心门户，旨在推动基础研究、临床诊疗和产业的发展，核心内容涵盖组学、检验、免疫、肿瘤、心血管、糖尿病等。如您有最新的研究内容发表，欢迎联系我们进行免费报道（公众号菜单栏-在线客服联系），我们的理念：内容创造价值，转化铸就未来！

转化医学网（360zhyx.com）发布的文章旨在介绍前沿医学研究进展，不能作为治疗方案使用；如需获得健康指导，请至正规医院就诊。