孤舟蓑笠翁
(2025-11-08 20:54):
paper 【doi】10.1126/science.adv7129;【发表年份】2025年;【期刊】Science;【标题】The origin of hepatocellular carcinoma depends on metabolic zonation。【内容总结】这项研究的目标是探索肝癌(肝细胞癌,HCC)的起源是否与肝脏中不同代谢功能区(肝小叶分为1、2、3区)有关,因为肝脏细胞在不同区域有不同的代谢功能,但尚不清楚癌症是否更容易从某些区域开始。研究者使用基因工程小鼠模型,通过一种名为“他莫昔芬诱导的Cre重组酶”的技术,在肝脏特定区域(如1区或3区)的肝细胞中同时引入两种常见的肝癌相关基因突变(激活Ctnnb1基因和失活Arid2基因),并利用谷氨酰胺合成酶(GS)的表达来追踪这些突变细胞的命运;主要方法包括基因工程小鼠模型、谱系追踪、空间转录组学分析、单细胞核DNA测序、以及使用一种名为“水动力转染”的技术快速诱导肝癌来测试特定基因的功能。结果发现,尽管在1区的突变肝细胞比正常细胞更有竞争力、数量更稳定,但令人惊讶的是,起源于3区的突变肝细胞虽然数量减少,却更容易发展成肝癌(例如,在携带双重突变的小鼠中,90%的3区突变小鼠出现肿瘤,平均每个肝脏有9.62个表面肿瘤,而1区突变小鼠只有59%出现肿瘤,平均3.68个);进一步研究发现,3区高表达的基因Gstm2和Gstm3(属于谷胱甘肽S-转移酶家族)对于肝癌的发生至关重要,它们通过抑制一种名为“铁死亡”的细胞死亡方式来促进癌变,当在小鼠中删除这些基因或使用药物抑制其活性时,肝癌的发生被显著减少;此外,研究还发现这种癌症起源的区域偏好性也存在于其他肝癌驱动模型中。总之,这项研究表明,肝脏中细胞的位置和其独特的代谢环境(特别是3区的抗氧化机制)是决定肝癌起源的关键因素,这为理解肝癌风险和开发新的治疗策略提供了新视角。
Science,
2025-11-6.
DOI: 10.1126/science.adv7129
The origin of hepatocellular carcinoma depends on metabolic zonation
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Abstract:
The origin of cancer is poorly understood because premalignant cells are rarely followed in their native environments. While the spatial compartmentalization of metabolic functions is critical for proper liver function, it is unknown if cancers arise from some zones but not others, and if there are metabolic determinants of cancer risk. Zone-specific, mosaic introduction of Ctnnb1 and Arid2 mutations, commonly co-mutated genes in hepatocellular carcinoma (HCC), showed that position and metabolic context determine clone fates. Ctnnb1/Arid2 -driven cancers were much more likely to arise in zone 3. The zone 3 genes Gstm2 and Gstm3 were required for efficient HCC initiation, in part through inhibition of ferroptosis. In the liver, the zonal determinants of HCC development can reveal metabolic vulnerabilities of cancer.
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