J Adv Res|同济大学东方医院何志颖教授团队揭示CDK4/6抑制剂PD-0332991通过诱导肝肿瘤起始细胞衰老可预防肝癌

学术 2024-10-23 16:00 上海

撰文│何志颖

编辑│毕紫娟

审校│汤红明

全文1200余字，预计阅读6分钟

肝癌是全球致死率排名第三的癌症，其中75%~85%的病例为肝细胞癌（Hepatocellular Carcinoma, HCC）。由于HCC患者在早期通常缺乏明显症状，绝大多数病例在中晚期才被确诊。此外，HCC的致癌机制复杂，涉及多种基因突变，这使得现有的化疗药物（如索拉非尼和仑伐替尼）在治疗中的特异性和疗效有限，如何实现HCC的早期预防已成为当前研究的重点方向。研究表明，肝肿瘤起始细胞（Hepatic Tumor-Initiating Cells, hTICs）的异常增殖是HCC发生的关键因素之一。诱导细胞衰老可以选择性清除异常增殖的细胞，作为一种有前景的治疗策略，多项研究显示诱导肝癌细胞衰老可抑制HCC的进展。然而，诱导hTICs的衰老是否可以预防HCC发生，仍有待进一步研究。

2024年9月6日，上海市东方医院（同济大学附属东方医院）干细胞基地再生医学研究所、同济大学生命科学与技术学院何志颖教授团队在Journal of Advanced Research上发表题为“CDK4/6 inhibitor PD-0332991 suppresses hepatocarcinogenesis by inducing senescence of hepatic tumor-initiating cells”的研究论文。研究首次系统性探究了CDK4/6特异性抑制剂PD-0332991在慢性肝损伤下抑制HCC发生的作用和机制，证明了PD-0332991可通过抑制hTICs关键细胞周期通路Cyclin D-CDK4/6-INK4-Rb的异常活化，诱导hTICs的衰老，并激活免疫应答，从而有效降低HCC发生率。

研究团队采用了两种慢性肝损伤肝癌发生小鼠模型——Fah-/-小鼠和N-Ras/AKT小鼠，来模拟人类慢性肝损伤引发的肝癌发生过程。研究发现，PD-0332991处理显著降低了小鼠肝癌的发生率，减少了肿瘤数量和并降低了肿瘤大小，缓解了肝损伤程度。PD-0332991给药后的小鼠肝组织内，衰老标志物p21与衰老相关的β-半乳糖苷酶（SA-β-GAL）出现了显著上调，增殖标志物MCM2表达显著减少，且给药后MCM2与p21共表达，表明PD-0332991诱导了肝内增殖细胞的衰老。

研究进一步发现PD-0332991减少了慢性肝损伤小鼠肝脏中hTICs标志物阳性细胞的数量，而hTICs标志物之一GSTp与p21的共定位，表明PD-0332991诱导了hTICs的衰老。通过灌注分离模型小鼠肝脏中的hTICs，并进行体外与移植实验，研究团对进一步确认了hTICs是肝内异常增殖的细胞，且具有发展为HCC的潜力。PD-0332991特异性抑制了hTICs中异常激活的Cyclin D1-CDK4/6-INK4-Rb信号通路，并诱导了hTICs的衰老，而静息态的肝细胞未受影响。

通过分析临床肝脏样本的转录组测序数据，研究团队还发现在慢性肝损伤的早期进展阶段，免疫调控信号通路是主要富集通路。在癌前病变阶段，细胞周期相关信号通路显著激活，尤其是Cyclin D1-CDK4/6-INK4-Rb通路。小鼠肝脏的RNA-Seq分析结果进一步确认了Cyclin D1-CDK4/6-INK4-Rb通路在癌前阶段的显著激活，且PD-0332991有效抑制这一通路的异常激活。

此外，PD-0332991通过诱导hTICs衰老，促进了衰老相关分泌表型（SASP）因子的高表达，特别是与免疫调控相关的CXCL10和CCL2。这些因子的分泌激活并招募了巨噬细胞，增强了免疫监视功能，抑制了HCC的发生。

研究首次提出并证明通过诱导hTICs衰老可以预防HCC发生，不仅为PD-0332991的临床应用提供了重要理论支持，还为开发针对肝癌的早期干预药物提供了新方向。

同济大学附属东方医院干细胞基地再生医学研究所何志颖教授为文章通信作者，同济大学生科院博士后陈苗苗、原海军军医大学研究生陈文健及同济大学博士研究生孙士雯为共同第一作者。研究获得国家科技部重点专项、国家自然基金委、上海市科委及上海市高峰学科等项目的资助。

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