《自然·代谢》:浙大团队揭开胆固醇诱发肝癌之谜！

来源：奇点蛋糕2022-09-26 1:27

本研究以SNHG6为切入点，探索胆固醇/FAF2/SNHG6/mTOR信号轴在内质网-溶酶体接触区激活mTORC1信号的作用，揭示胆固醇促进非酒精性脂肪性肝病向肝癌转化的机制。

肝细胞癌(HCC)是世界上第六大癌症。其主要病因包括病毒性肝炎、酒精性和非酒精性脂肪性肝炎、黄曲霉毒素污染等。

尽管肝炎病毒疫苗的大规模接种、抗肝炎药物的广泛应用和食品卫生的大幅改善，肝癌的发病率在过去十年中一直呈上升趋势。最近发现，非酒精性脂肪性肝炎是世界上增长最快的肝癌病因[1]。

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是由酒精和毒素以外的因素引起的肝脏脂质代谢紊乱。NAFLD首先表现为肝细胞脂肪沉积过多，然后从脂肪肝进展为脂肪性肝炎，进一步导致肝硬化，最后癌变为肝癌[2]。在此过程中，它被认为是主要的脂毒性分子。

mTOR信号通路在肝癌的发生中起重要作用。以mtor为核心的蛋白质复合物mTORc1位于溶酶体表面并被激活，促进肝癌细胞增殖。研究表明，胆固醇是mTORC1的必要激活剂，它介导溶酶体中mTORC1的募集和激活[3]。内质网-溶酶体接触是激活胆固醇依赖的mTORC1信号的枢纽，然而相关机制尚不清楚。

最近，浙江大学林爱夫和周天华领导的团队发现，lncRNA SNHG6可以作为支架分子，通过结合FAF2和mTOR，增强内质网-溶酶体接触，促进胆固醇募集mTORC1激活溶酶体，从而加速胆固醇驱动的NAFLD-HCC的发展。

相关论文发表在顶级医学期刊《自然 代谢》 [4]。浙江生命科学院的刘方舟和张震博士以及暨南大学的田甜博士是本文的第一作者。

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研究表明，肿瘤的发生往往与lncRNAs的异常表达有关[5]。研究人员收集肝癌样本进行转录组测序，结合多个在线数据库，获得了肝癌差异表达的lncRNA，其中SNHG6在肝癌中的表达丰度最高。

生存分析显示SNHG6高表达患者预后差，细胞实验证实SNHG6促进肝癌增殖。这些结果表明，SNHG6作为一个癌基因，参与了肝癌的发生。

众所周知，癌基因可以通过改变细胞代谢诱发肿瘤细胞的恶性生物学行为[6]。为了研究SNHG6对肝癌细胞代谢重编程的影响，研究人员使用各种营养物质处理肝癌细胞。发现胆固醇等营养物质可以促进肝癌细胞的增殖，但只有胆固醇特异性上调SNHG6的表达，敲除SNHG6不能诱导肝癌细胞的增殖，说明SNHG6作为胆固醇的效应分子，促进了肝癌的进展。

随后，研究人员定位了SNHG6在肝癌细胞中的分布，发现SNHG6富集于内质网-溶酶体接触点，胆固醇可以促进SNHG6定位于内质网和溶酶体，提示SNHG6作为胆固醇的效应分子，在内质网-溶酶体接触点发挥了生物学作用。

那么，SNHG6是如何定位于内质网-溶酶体接触点的呢？

研究人员重点研究了与SNHG6结合的蛋白质，发现FAF2和mTOR不仅可以与SNHG6结合，而且在细胞器中的分布与SNHG6相同。

FAF2是内质网相关蛋白，位于内质网表面，而mTOR形成复合物mTORC1，位于溶酶体表面。进一步实验证实，SNHG6在肝癌细胞中分布于内质网-溶酶体接触点，需要先与FAF2和mTOR结合。

SNHG6与FAF2和m结合

在补充胆固醇后，SNHG6-FAF2-mTOR复合物的形成显著增加，但即使在SNHG6被敲除后，FAF2和mTOR的结合仍然显著减少。敲除FAF2或mTOR并补充胆固醇也可以增加SNHG6与另一种蛋白质的结合。这些结果表明，SNHG6作为一种支架，以胆固醇依赖的方式促进了FAF2和mTOR之间的相互作用。

由于内质网-溶酶体接触是胆固醇激活mTORC1信号的前提，而SNHG6-FAF2-mTOR复合物中的FAF2位于内质网表面，研究人员探索了FAF2在mTORC1信号转导中的功能。

FAF2的过表达或敲除会增加或减少胆固醇诱导的mTORC1的激活，肝癌细胞的增殖能力也会相应增加或降低。

分子对接实验发现在内质网表面胆固醇能与FAF2直接结合，改变FAF2蛋白构象。FAF2构象发生变化后，招募SNHG6，而SNHG6结合了mTORC1复合物中的mTOR，由此SNHG6-FAF2-mTOR形成三元复合物，促进mTORC1转运至溶酶体表面。

这些结果表明，胆固醇在肝癌细胞中通过SNHG6-FAF2-mTOR轴调节mTORC1的激活，促进肝癌细胞恶性增殖。

胆固醇调节SNHG6-FAF2-mTOR复合物的形成

最后，研究人员进行动物实验，体内验证SNHG6在胆固醇诱导的肝癌中的作用。

肝癌诱导小鼠饲喂高胆固醇饮食，构建癌变动物模型。在第10周，SNHG6过表达小鼠更早地出现肝脏重量增加，肝脏脂肪变性，脂肪生成和炎症相关基因表达水平升高；而SNHG6敲除小鼠肝脏脂肪变性程度降低，mTORC1信号减弱，提示SNHG6在高胆固醇饮食下加速了mTORC1的激活。

至第18周，在高胆固醇饮食的刺激下，SNHG6过表达小鼠进展为非酒精性脂肪性肝炎，肝脏在脂肪变性的基础上炎症水平进一步升高，出现纤维化，肝脏重量和肝脏/体重比显著增加；SNHG6敲除小鼠则更晚出现非酒精性脂肪性肝炎，而且表现更轻微。

至第30周，相比于SNHG6敲除鼠，SNHG6过表达小鼠的肝脏长出更多的肿瘤。这些结果证实，SNHG6通过促进mTORC1的激活，加剧胆固醇诱导非酒精性脂肪肝进展为肝癌。

此外，研究人员还在肝癌原位异种移植模型中验证了SNHG6的促肝癌作用。他们发现胆固醇饮食增加了肝癌移植瘤的体积和重量，而敲除SNHG6，肝癌细胞mTORC1激活减弱，增殖和生成减少，高胆固醇诱导的肿瘤生长被抑制。

胆固醇/FAF2/SNHG6/mTOR信号轴促进mTORC1激活机制示意图

总的来说，研究人员检测到lncRNA SNHG6在肝癌中高表达导致患者预后不良，是肝癌的一个癌基因，发现SNHG6在内质网-溶酶体接触处作为支架分子，一端连接被胆固醇改变构象的FAF2，另一端结合mTOR，形成SNHG6-FAF2-mTOR复合物，促进mTORC1在溶酶体的激活。