Nature：肝癌大突破！科學家找到肝癌「抑癌蛋白」，有望帶來診療新思路

眾所周知，肝癌是一種嚴重的疾病，也是全球因癌症導致死亡的第二大原因。而在原發性肝癌中，肝細胞癌又佔了將近 90%，而50%的肝細胞癌又都涉及mTOR信號通路。肝癌之所以難治，一大原因在於其診斷的難度--由於缺乏明確的早期癥狀，大部分肝細胞癌患者在診斷時，都已經進入了晚期。此時，肝臟往往已經嚴重受損，患者的預後也因此極不樂觀。如果能找到全新的診療手段，無疑將為這些患者帶來福音。

今日，頂尖學術期刊Nature上刊登了一項來自瑞士巴塞爾大學的研究，Michael N. Hall教授帶領的研究團隊發現了一種之前從未被報道過的抑癌蛋白及其背後的抗癌機制，有望為肝癌的診療提供新思路。

在該項研究中為了解哪些蛋白可能在肝癌的發病過程中起作用， Michael N. Hall 教授團隊做了一個巧妙的實驗。他們在建立的L-dKO小鼠模型的肝臟中激活了 mTOR 信號通路，誘導肝細胞癌的發生。

L-dKO小鼠（右）會自發生長肝細胞癌（模型建立：研究者通過特異性敲除小鼠的PTEN、TSC1激活mTOR通路，改造小鼠在6周大時出現肝腫大，20周則完全發展為肝細胞癌，經過對小鼠肝臟的分子特徵分析，這種小鼠肝癌特徵幾乎與人類肝癌特徵一樣）

?隨後，研究者對20周大的L-dKO小鼠的腫瘤組織和正常的健康小鼠肝組織進行了蛋白質組學分析，他們分析了超過 4000 種蛋白，尋找其中的異同。其中，一款叫做 LHPP 的酶在兩類組織里展現出了顯著的數量差異。這種蛋白在健康組織中可以正常表達，在癌組織中卻幾乎不存在。「我們很驚訝地發現，LHPP 在健康組織中存在，但在腫瘤組織里幾乎消失了。」該研究的第一作者 Sravanth Hindupur 博士說道。

研究者通過免疫組化方法驗證了LHPP是一種組氨酸磷酸酶，也就是從蛋白中解除磷酸基團的酶，它的作用對象是蛋白質中與組氨酸相連的磷酸基團。

研究者分別對不同癌症發展階段的小鼠進行了蛋白表達分析，發現隨著癌症的發展，LHPP表達逐漸降低、乃至消失，同時NME1、NME2則與mTOR一同保持著很高的水平。而腫瘤周邊的非癌組織中，LHPP水平正常。另一方面，癌組織的磷酸化水平則整體升高了。?

癌組織和非癌組織中各蛋白水平的比較

??但是這也不能說明LHPP在肝癌發展中到底處於怎樣的地位，到底是因是果？

於是研究者利用腺病毒轉染，重新將LHPP基因導入了L-dKO小鼠中。在小鼠8周大時，通過尾靜脈注射，確保小鼠中LHPP蛋白會過量表達。他們發現在 LHPP 的作用下，小鼠肝臟腫瘤顯著減少。研究者還對小鼠的丙氨酸氨基轉移酶（ALT）、天冬氨酸氨基轉移酶（AST）、乳酸鹽脫氫酶（LDH）等肝損傷特徵指標進行了檢測，結果也顯示，LHPP蛋白對肝功能有良好的保護作用。這一結果表明 LHPP 有著抑制腫瘤形成、維持肝臟功能的作用。

引入 LHPP 顯著減少了腫瘤負擔

??類似的現象在人類中也同樣存在：研究者分析了20例肝細胞癌患者的組織樣本，並和它們自己的非癌組織樣本進行對比，發現癌組織中的LHPP水平有了大幅度的下降。「和小鼠模型類似，我們在肝癌患者的腫瘤里看到了 LHPP 水平的驚人下降。」 Hindupur 博士補充說。

研究者對前人公布的研究數據進行二次分析，分析結果發現，與小鼠研究一致，肝癌的嚴重程度與患者的預期壽命與 LHPP 的水平呈相關關係，低LHPP表達患者的中位生存期足足減少了近兩年！

無病生存期（上）和整體生存期（下）

研究人員們還分析了癌症基因圖譜（TCGA）和國際癌症基因組聯盟（ICGC）的數據，包括49種LHPP突變，其中24.5%發現於食管癌、頭頸癌、胃癌、膀胱癌、乳腺癌、皮膚癌、肝癌、肺癌、胰腺癌等多種癌症。這些突變的形式均屬於功能缺失型突變。這項數據也再次說明LHPP是一種抑癌基因。由於這一蛋白的作用是普遍的，研究人員們表示它可能在肝癌之外的其他癌症發病中也扮演了重要作用。除此以外，也曾有研究者發現LHPP與口腔癌、咽喉癌、急性淋巴細胞白血病有關。

該項研究表明，LHPP 是一種新的「抑癌蛋白」。研究者檢測了包括關鍵的DNA複製因子、p53抑製劑、以及會誘發突變的胞苷脫氨酶等等與癌症相關的組氨酸磷酸化蛋白，實驗發現倘若 LHPP 的水平出現了下調，細胞中的蛋白質組氨酸磷酸化水平就會增加，這會讓一些蛋白的活性上升，激活了有重要功能的通路，從而帶來不受控的細胞增殖，進而誘發癌症，並縮短患者的預期壽命。

這一研究有著重要的科研價值和應用價值。在科研上，我們了解到組氨酸的磷酸化水平和癌症息息相關，也可以通過分析 LHPP 的下游蛋白尋找到對癌症發展起到重要作用的蛋白靶點。在實際應用上，LHPP 本身就可以作為一個生物標誌物，評估患者的肝癌風險或進展程度。肝癌診療的新突破，或許就在不遠方。

參考來源：奇點網、浦美醫學

參考資料：

[1] https://www.nature.com/articles/nature26140

[2] Llovet, J. M. et al. Hepatocellular carcinoma. Nat. Rev. Dis. Primers 2,16018–16023 (2016).

[3] Schulze, K. et al. Exome sequencing of hepatocellular carcinomas identifies new mutational signatures and potential therapeutic targets. Nat. Genet. 47,505–511 (2015).

[4] Kenerson, H. L. et al. Akt and mTORC1 have di?erent roles during liver tumorigenesis in mice. Gastroenterology 144, 1055–1065 (2013).

[5] Guri, Y. et al. mTORC2 promotes tumorigenesis via lipid synthesis. Cancer Cell 32, 807–823 (2017).

[6] Makowska, Z. et al. Gene expression analysis of biopsy samples reveals critical limitations of transcriptome-based molecular classifcations of hepatocellular carcinoma. J. Pathol. Clin. Res. 2, 80–92 (2016).

[7] Vogelstein, B. et al. Cancer genome landscapes. Science 339, 1546–1558(2013).

[8] Vijayakrishnan, J. et al. A genome-wide association study identifes risk loci for childhood acute lymphoblastic leukemia at 10q26.13 and 12q23.1. Leukemia 31, 573–579 (2017).

[9] Lesseur, C. et al. Genome-wide association analyses identify new susceptibility loci for oral cavity and pharyngeal cancer. Nat. Genet. 48, 1544–1550 (2016).

（來源：協和肝膽實體瘤精準治療）