肝癌（HCC），是全球第六大癌癥，主要病因包括病毒性肝炎、酒精和非酒精性脂肪性肝炎、黃曲霉素污染等。
盡管肝炎病毒疫苗大規(guī)模接種、抗肝炎藥物廣泛應(yīng)用以及飲食衛(wèi)生大幅提高，但在過去的十年，肝癌發(fā)病率仍舊呈現(xiàn)上升趨勢。近期有研究發(fā)現(xiàn)，非酒精性脂肪性肝炎是全球肝癌發(fā)病增長較快的病因[1]。
非酒精性脂肪性肝?。∟AFLD）是酒精和毒素之外的因素引起的肝臟脂代謝障礙疾病。NAFLD首先表現(xiàn)為肝細(xì)胞內(nèi)脂肪過度沉積，隨后從脂肪肝進(jìn)展為脂肪性肝炎，再進(jìn)一步導(dǎo)致肝硬化， 癌變?yōu)楦伟2]。在這個過程中，膽固醇被認(rèn)為是主要的脂毒性分子。
mTOR信號通路在肝癌的發(fā)生中具有重要作用，以mTOR為核心的蛋白復(fù)合物mTORC1定位至溶酶體表面被激活，促進(jìn)肝癌細(xì)胞增殖。有研究表明，膽固醇是mTORC1的必要激活劑，介導(dǎo)mTORC1在溶酶體的招募和激活[3]。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-溶酶體接觸是激活膽固醇依賴性mTORC1信號的樞紐，然而，相關(guān)機(jī)制目前尚不清楚。
近日，浙江大學(xué)林愛福和周天華領(lǐng)銜的團(tuán)隊，發(fā)現(xiàn)lncRNA SNHG6能充當(dāng)支架分子，通過結(jié)合FAF2和mTOR，增強(qiáng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-溶酶體接觸，促進(jìn)膽固醇招募mTORC1至溶酶體激活，從而加速膽固醇驅(qū)動的NAFLD-HCC發(fā)展。
相關(guān)論文發(fā)表于醫(yī)學(xué)期刊《自然·代謝》上[4]。浙江大學(xué)生科院博士生劉方舟和張楨，以及暨南大學(xué)田甜博士為論文的共同作者。
論文首頁截圖
有研究表明，腫瘤的發(fā)生往往與lncRNAs的異常表達(dá)有關(guān)[5]。研究人員收集肝癌樣本進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序，同時結(jié)合多個線上數(shù)據(jù)庫，獲得肝癌差異表達(dá)lncRNA，其中SNHG6在肝癌中的表達(dá)豐度較高。
生存分析顯示SNHG6高表達(dá)患者預(yù)后不良，細(xì)胞實驗證實SNHG6促進(jìn)肝癌增殖，這些結(jié)果表明，SNHG6作為一個癌基因參與了肝癌的發(fā)生。
我們都知道，癌基因能通過改變細(xì)胞代謝誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的惡性生物學(xué)行為[6]。為了研究SNHG6對肝癌細(xì)胞代謝重編程的影響，研究人員使用多種營養(yǎng)物質(zhì)處理肝癌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)膽固醇等營養(yǎng)物質(zhì)都能促進(jìn)肝癌細(xì)胞增殖，但只有膽固醇特異性地上調(diào)了SNHG6的表達(dá)，敲除SNHG6則膽固醇無法誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞增殖，表明SNHG6作為膽固醇的效應(yīng)分子促進(jìn)肝癌的進(jìn)展。
隨后，研究人員定位了SNHG6在肝癌細(xì)胞中的分布，發(fā)現(xiàn)SNHG6富集在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-溶酶體接觸處，膽固醇能促進(jìn)SNHG6定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和溶酶體，提示SNHG6作為膽固醇的效應(yīng)分子，是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-溶酶體接觸點發(fā)揮生物功能。
那么，SNHG6是如何定位至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-溶酶體接觸點的呢？
研究人員把目光聚焦在了與SNHG6結(jié)合的蛋白，發(fā)現(xiàn)蛋白FAF2和mTOR不僅可以結(jié)合SNHG6，而且在細(xì)胞器的分布也與SNHG6一致。
FAF2是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)蛋白，位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面，mTOR則形成復(fù)合物mTORC1定位至溶酶體表面。進(jìn)一步的實驗證實SNHG6在肝癌細(xì)胞中分布于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-溶酶體接觸點，需要先與FAF2和mTOR結(jié)合。
SNHG6在肝癌細(xì)胞中與FAF2和mTOR結(jié)合，并受到膽固醇的調(diào)節(jié)
接下來，研究人員對膽固醇和SNHG6-FAF2-mTOR復(fù)合物的關(guān)系進(jìn)行了探究。
肝癌細(xì)胞補(bǔ)充膽固醇后，SNHG6-FAF2-mTOR復(fù)合物的形成顯著增多，但敲除SNHG6，即使補(bǔ)充膽固醇，F(xiàn)AF2和mTOR的結(jié)合依舊明顯降低；而敲除FAF2和mTOR中的任意一個，補(bǔ)充膽固醇也能增加SNHG6與另外一個蛋白的結(jié)合。這些結(jié)果表明，SNHG6作為一個支架，以膽固醇依賴的方式促進(jìn)FAF2和mTOR的相互作用。
由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-溶酶體接觸是膽固醇激活mTORC1信號的前提，而SNHG6-FAF2-mTOR復(fù)合物中的FAF2位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面，研究人員探究了FAF2在mTORC1信號傳導(dǎo)中的功能。
過表達(dá)或敲除FAF2，則膽固醇誘導(dǎo)的mTORC1激活增加或減少，肝癌細(xì)胞的增殖能力也相應(yīng)地增強(qiáng)或減弱。
分子對接實驗發(fā)現(xiàn)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面膽固醇能與FAF2直接結(jié)合，改變FAF2蛋白構(gòu)象。FAF2構(gòu)象發(fā)生變化后，招募SNHG6，而SNHG6結(jié)合了mTORC1復(fù)合物中的mTOR，由此SNHG6-FAF2-mTOR形成三元復(fù)合物，促進(jìn)mTORC1轉(zhuǎn)運(yùn)至溶酶體表面。
這些結(jié)果表明，膽固醇在肝癌細(xì)胞中通過SNHG6-FAF2-mTOR軸調(diào)節(jié)mTORC1的激活，促進(jìn)肝癌細(xì)胞惡性增殖。
膽固醇調(diào)節(jié)SNHG6-FAF2-mTOR復(fù)合物的形成
終末，研究人員進(jìn)行動物實驗，體內(nèi)驗證SNHG6在膽固醇誘導(dǎo)的肝癌中的作用。
肝癌誘導(dǎo)小鼠飼喂高膽固醇飲食，構(gòu)建非酒精性脂肪肝癌變動物模型。在第10周，SNHG6過表達(dá)小鼠更早地出現(xiàn)肝臟重量增加，肝臟脂肪變性，脂肪生成和炎癥相關(guān)基因表達(dá)水平升高；而SNHG6敲除小鼠肝臟脂肪變性程度降低，mTORC1信號減弱，提示SNHG6在高膽固醇飲食下加速了mTORC1的激活。
至第18周，在高膽固醇飲食的刺激下，SNHG6過表達(dá)小鼠進(jìn)展為非酒精性脂肪性肝炎，肝臟在脂肪變性的基礎(chǔ)上炎癥水平進(jìn)一步升高，出現(xiàn)纖維化，肝臟重量和肝臟/體重比顯著增加；SNHG6敲除小鼠則更晚出現(xiàn)非酒精性脂肪性肝炎，而且表現(xiàn)更輕微。
至第30周，相比于SNHG6敲除鼠，SNHG6過表達(dá)小鼠的肝臟長出更多的腫瘤。這些結(jié)果證實，SNHG6通過促進(jìn)mTORC1的激活，加劇膽固醇誘導(dǎo)非酒精性脂肪肝進(jìn)展為肝癌。
此外，研究人員還在肝癌原位異種移植模型中驗證了SNHG6的促肝癌作用。他們發(fā)現(xiàn)膽固醇飲食增加了肝癌移植瘤的體積和重量，而敲除SNHG6，肝癌細(xì)胞mTORC1激活減弱，增殖和血管生成減少，高膽固醇誘導(dǎo)的腫瘤生長被抑制。
膽固醇/FAF2/SNHG6/mTOR信號軸促進(jìn)mTORC1激活機(jī)制示意圖
總的來說，研究人員檢測到lncRNA SNHG6在肝癌中高表達(dá)導(dǎo)致患者預(yù)后不良，是肝癌的一個癌基因，發(fā)現(xiàn)SNHG6在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-溶酶體接觸處作為支架分子，一端連接被膽固醇改變構(gòu)象的FAF2，另一端結(jié)合mTOR，形成SNHG6-FAF2-mTOR復(fù)合物，促進(jìn)mTORC1在溶酶體的激活。
這項研究以SNHG6為突破點，發(fā)掘了膽固醇/FAF2/SNHG6/mTOR信號軸在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-溶酶體接觸區(qū)域激活mTORC1信號的作用，揭示了膽固醇促進(jìn)非酒精性脂肪肝進(jìn)展為肝癌的機(jī)制，拓寬了對lncRNA功能模式及作用方式的認(rèn)知，為非酒精性脂肪性肝病的干預(yù)和肝癌的防治提供了新靶點。
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