肝星狀細胞衰老對肝細胞癌發生的影響

徐賢軍 陸倫根

肝細胞癌(HCC)是癌癥相關死亡的主要原因之一。HCC發生主要與慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎、酒精、肥胖引起的代謝相關脂肪性肝病(MAFLD)以及多種肝臟遺傳疾病相關。由于與HCC相關的危險因素、微環境和遺傳改變的復雜性和異質性有關，了解腫瘤發生的分子機制和細胞過程仍然具有挑戰[1]。細胞衰老具有抗腫瘤和促腫瘤的雙重作用[2]。細胞衰老是對各種應激的反應，如致癌突變、DNA損傷、端粒縮短和氧化應激等[3]。衰老細胞除了細胞周期受阻滯外，還有一個顯著特點是衰老相關的分泌表型(SASP)，SASP主要成分包括生長因子、趨化因子和細胞因子。衰老細胞可分泌SASP因子，以旁分泌的方式作用于鄰近的細胞[4]。

研究發現果糖1，6-雙磷酸酶1(FBP1，一種糖異生酶)在肝臟中是一種腫瘤抑制因子，利用誘導衰老細胞死亡的化合物senolytics誘導發現，FBP1缺失導致的肝星狀細胞(HSC)衰老可促進小鼠肝癌的發生[5]。在HCC進展過程中，無論是TCGA數據庫中的人類腫瘤，還是Trp53flox/flox小鼠、二乙基亞硝胺(DEN)處理的小鼠和MAFLD-HCC小鼠模型腫瘤，FBP1表達都被沉默。利用條件性敲除FBP1flox/flox等位基因研究肝細胞中特異性FBP1缺失的影響。FBP1缺失會擾亂肝臟代謝，包括糖異生作用的消除、脂肪酸氧化缺陷、肝腫大和輕度肝脂肪變性。此外，在三種不同的小鼠肝臟腫瘤模型中，這種損失觸發了肝纖維化并加速了腫瘤的起始和進展。DEN或西方飲食聯合四氯化碳(CCl4)處理可引起HCC，肝臟p53缺失引起肝內膽管癌。 眾所周知，肝纖維化是由HSC活化所致，作者著重研究HSC在FBP1缺失引起的促腫瘤效應中的作用。FBP1敲除的肝細胞誘導HSC的活化，伴隨初始促纖維化效應，隨后活化的HSC發生衰老和表型轉化為SASP。用達沙替尼和槲皮素聯合用藥或抗衰老藥納維托克拉來探索殺死衰老HSC的潛在益處，用這些化合物可以抑制肝細胞FBP1缺失引起的腫瘤進展。

Li等使用FBP1缺失的實驗模型，進一步強調HSC衰老在HCC發展中的功能作用。Wakita等[6]發現senolytics(BET家族蛋白降解劑)可降低小鼠中肥胖相關的HCC進展，HSC衰老在促進肝臟腫瘤發生中具有關鍵作用。然而，由于這些研究使用的senolytics并非針對衰老HSC，且有報道稱HSC中p53的缺失可降低HSC衰老，增加肝臟腫瘤發生可能，HSC衰老在肝癌發生中的作用仍有爭議。

研究表明肥胖與一些癌癥的發病率增加有關。飲食或遺傳引起的肥胖會導致腸道微生物群改變，從而增加脫氧膽酸(DCA)的水平，脫氧膽酸是一種已知的腸道細菌代謝物，會導致DNA損傷[7]。Yoshimoto等研究證實，細菌副產物DCA經腸肝循環引起HSC的SASP表型促進肥胖相關的HCC進展。這項研究表明，化學毒素誘導的Ras突變只會在高脂飲食喂養的肥胖小鼠中導致HCC。這種表型在化學毒素處理的肥胖基因(ob/ob)小鼠中可重現。作者發現細胞衰老標志物p21、p16在HCC病變中表達上調，尤其在HSC中表達上調。HSC產生SASP細胞因子，如白細胞介素6(IL-6)、C-X-C基序趨化因子配體1(CXCL1)和C-X-C基序趨化因子配體9(CXCL9)，HSC的增殖受到抑制，表明HCC病變中的HSC已發生衰老。雖然HSC不產生SASP的貢獻者白細胞介素1α(IL-1α)，但HSC誘導了炎性小體和白細胞介素1β(IL-1β)的表達，可作為誘導HSC中SASP的上游調控因子。在IL-1β-/-小鼠中，高脂飲食可誘導肝纖維化和HSC衰老，其表現為p21的表達；然而，SASP細胞因子的產生和肝癌的形成被抑制，表明SASP在肥胖相關的肝癌的發展中必不可少。值得注意的是，阻斷DCA的產生或減少腸道細菌可以有效阻止肥胖小鼠肝癌的發展。在缺乏SASP誘導劑或缺乏衰老的HSC小鼠中也觀察到類似的結果，表明HSC中的DCA-SASP軸在肥胖相關的HCC發展中起關鍵作用[8]。

與HSC衰老相關，FBP1缺失的肝臟中NK細胞和髓系來源抑制性細胞(MDSC)減少。因為這些細胞是清除衰老肝細胞和HSC的免疫監視效應物，它們的減少表明在衰老HSC積累的基礎上免疫監視減弱[9]。FBP1缺失的肝臟中，NK細胞和MDSC的減少可能是由于神經酰胺種類增加[10]。在HCC患者中，使用多不飽和FFA可直接抑制NK細胞浸潤和功能[11]。

肝纖維化被認為是HCC的關鍵因素，活化HSC的衰老促進肥胖相關的HCC，同時限制肝纖維化，這與細胞衰老對腫瘤發展的雙重作用可能有關。一些研究表明，活化HSC的衰老對肝纖維化的治療有重要意義。在HSC中，白細胞介素22(IL-22)主要通過STAT3-SOCS3(細胞因子信號抑制因子3)途徑減少肝纖維化。SOCS3還上調HSC中p53的表達，誘導HSC衰老。白細胞介素10 (IL-10)是一種具有抗炎和抗纖維化特性的多效性細胞因子。IL-10在體外通過上調p53和p21的表達促進大鼠原代HSC的衰老，且IL-10基因治療可通過上調p53及其下游靶蛋白(P21、P27、P16)的表達，誘導體內活化的HSC的衰老，從而降低CCl4誘導的肝纖維化程度。p53缺失可通過促進活化HSC的衰老和減少肝纖維化而消除IL10的作用。姜黃素已被證明通過激活過氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPAR-γ)/p53信號促進HSC衰老。日本血吸蟲卵抗原p40和胰島素樣生長因子-1通過激活STAT3 /p53/p21通路加速HSC衰老。塞來昔布衍生物OSU-03012可誘導HSC衰老，從而抑制HSC的增殖和激活[12]。通過達沙替尼和槲皮素聯合治療，在沒有改善肝纖維化的情況下，抑制了DEN小鼠模型肝癌進展，肝纖維化不足以驅動HCC[5]。

最近研究表明，在INK-ATTAC和p16-3MR模型中基因靶向細胞衰老可顯著改善衰老相關表型。Senolytics(D + Q和ABT-263)也在衰老領域的研究中得到了越來越多的關注。Senolytics也可能是一個適用的癌癥治療策略，并且化療聯合ABT-263可以限制乳腺癌在小鼠中的轉移[13- 14]。用D+Q或ABT-263間歇治療可以消除衰老HSC和抑制肝腫瘤的進展[15]。在肝腫瘤微環境中，研究者們使用兩種獨立的senolytics為靶向衰老提供依據，并提高senolytics對患者進行治療干預的可能性。總之，合理靶向衰老的細胞是肝癌潛在的治療策略。雖然鑒定具有高特異性和高療效的senolytics仍然是一個持續的挑戰，但是靶向衰老的HSC可能是一個很有前途的治療HCC的方法。