实验不够？生信来凑！同济大学何志颖团队：GEO数据库+动物实验拿下细胞衰老11+SCI！审稿人看了都说好！

细胞衰老在肿瘤预防和治疗的研究领域中越来越广泛了，也逐渐成为国自然中标数越来越多的热点之一。小薇师姐怎么会错过这波热度呢？今天就和大家分享一篇通过诱导细胞衰老预防和改善肝癌的文章，不仅内容丰富，而且创新性高，真的是一篇宝藏文章呢！

本文是由同济大学何志颖团队今年8月发表在Journal of Advanced Research期刊上的文章。研究以CDK4/6抑制剂PD-0332991为出发点，结合动物实验和转录组数据分析全面揭示了PD-0332991通过诱导肝肿瘤起始细胞衰老从而抑制肝癌发生的分子机制，干湿结合，创新性高，一起学习一下吧！

1.研究首次证实了CDK4/6抑制剂PD-0332991对肝癌细胞具有直接的抑制作用，为肝癌的药物治疗提供了新的策略。

2.研究首次发现PD-0332991能够逆转非小细胞肺癌细胞中对表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂（EGFR-TKIs）并获得性耐药性，表明PD-0332991在逆转耐药性方面具有潜力，为未来的联合治疗提供了新的方向。

3.研究首次揭示了PD-0332991不仅可以直接影响肿瘤细胞，还可能通过调节肿瘤微环境中的免疫反应来发挥作用。

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题目：CDK4/6抑制剂PD-0332991通过诱导肝肿瘤起始细胞衰老抑制肝癌发生

期刊：Journal of Advanced Research

影响因子：11.4

发表日期：2024年8月

公众号回复“123”领取原文PDF，文献编号：20241103

研究背景

由于肝细胞癌 (HCC) 的治疗选择有限，现在针对HCC前期的干预措施引起了越来越多的关注。在HCC前期，肝肿瘤起始细胞 (hTIC) 异常增殖被认为是导致肝癌发生的原因。因此许多研究都将靶向衰老诱导作为HCC干预措施进行了探究。然而，hTIC的衰老诱导是否可以作为HCC前期的干预措施仍有待证明。

研究思路

研究者建立经PD-0332991处理的CLI诱导HCC模型，然后通过组织学染色、免疫组化染色、流式细胞术分析等方法评估其对HCC发生的影响。从这些模型中分离并培养hTICs，通过体外实验验证其对hTICs衰老的诱导作用，并分析探讨了Cyclin D-CDK4/6-INK4-Rb信号通路在HCC发展中的激活情况。

主要结果

1.PD-0332991 有效抑制 CLI 小鼠模型中的肝癌发生    

本研究结果揭示了CDK4/6抑制剂PD-0332991在CLI小鼠模型中预防HCC发生的效果。研究发现，与对照组相比，经PD-0332991处理的小鼠发生率显著降低，同时肿瘤的数量和大小及小鼠肝损伤程度也显著降低（图1A-E）。此外，HE染色结果也显示PD-0332991处理组小鼠肝脏肿瘤结节数量的减少（图1F）。

图1 PD-0332991可预防慢性肝损伤小鼠的肝癌发生

2.PD-0332991 诱导 CLI 小鼠肝细胞衰老但不诱导细胞凋亡

研究者发现与对照组相比，经PD-0332991处理的小鼠肝脏组织中SA-b-Gal阳性细胞和P21阳性肝细胞的数量显著增加，并且通过共染色实验进一步确认了SA-b-Gal阳性细胞与P21阳性细胞的共定位（图2A-D）。此外，研究还发现经PD-0332991处理的小鼠肝脏中关键炎症因子表达水平升高（图2E）。    

图2 PD-0332991诱导Fah-/-小鼠和N-Ras + AKT小鼠肝脏衰老

3.PD-0332991 诱导 CLI 小鼠肝脏 TIC 衰老

对PD-0332991在CLI小鼠模型中诱导hTICs衰老的作用研究表明，经PD-0332991处理的小鼠肝脏中MCM2呈阳性的细胞比例显著减少，P21阳性的比例增加（图3A）。研究发现hTICs在CLI小鼠肝脏中出现，并在PD-0332991处理下数量减少，与HCC发生率的下降正相关（图3B-C）。免疫荧光共染色显示也进一步证实了PD-0332991在CLI小鼠肝脏中诱导hTICs衰老的能力（图3D）。

图3 PD-0332991诱导Fah-/-小鼠慢性肝损伤小鼠hTICs衰老

4.PD-0332991 诱导从体外慢性损伤肝脏中分离出的 hTIC 衰老

研究者进一步分析了PD-0332991对从慢性损伤肝脏中分离的hTICs的直接影响。研究结果表明与非肿瘤起始细胞（non-TICs）相比，HCC 标志物的表达在TIC中上调（图4B）。hTICs对PD-0332991更为敏感，其半数抑制浓度（IC50）值较低（图4C-E）。体外实验结果发现PD-0332991显著抑制了hTICs的增殖能力，并增加了SA-b-Gal阳性hTICs的比例（图4F-H）。此外，研究者还发现经PD-0332991处理后，与细胞周期相关的信号通路中蛋白水平显著下降，而P21水平上升（图4I）。

图4 从Fah-/-小鼠慢性损伤肝脏中分离的TIC的体外特性及PD-0332991诱导衰老的特性

5.PD-0332991 在从 CLI 发展为 HCC 的过程中抑制 Cyclin D-CDK4/6-INK4-Rb 通路的激活

为探究Cyclin D-CDK4/6-INK4-Rb信号通路在CLI中向HCC发展过程中的激活模式，研究者通过对不同病理阶段的临床肝脏样本进行ssGSEA分析。研究结果表明该信号通路在癌前病变中激活得分较高，在低级别不典型结节（DL）样本中达到最高水平（图5A-D）。此外，在高纤维化（FH）、肝硬化（CS）和DL样本中，该通路激活得分更高。对Fah-/-小鼠模型的转录组测序结果分析显示，PD-0332991处理能够抑制与细胞周期相关的基因表达，特别是Cyclin D1（图5E-F）。    

图5 细胞周期蛋白D-CDK4/6-INK4-Rb通路从慢性肝损伤向HCC进展过程中的表达分析

本研究揭示了PD-0332991对CLI小鼠模型中Cyclin D-CDK4/6-INK4-Rb信号通路的抑制作用。研究发现在不同程度CLI的小鼠肝脏组织中，Cyclin D1等信号通路相关蛋白的表达水平随着肝损伤的严重程度而增加（图6A-B）。而经过PD-0332991治疗后，这些蛋白的表达水平显著下降，磷酸化水平降低（图6C-E）。

图6 慢性肝损伤患者中肝癌发生过程中细胞周期蛋白D-CDK4/6-INK4-Rb通路的上调    

6.hTIC 的衰老监测可抑制肝癌发生

研究者发现与对照组相比，经PD-0332991治疗的CLI小鼠肝脏中CCL2和CXCL10的表达水平显著增加，同时伴随着F4/80和CD86（M1型巨噬细胞标志物）的表达上升（图7A-D）。此外，CCR2和CXCR3（CCL2和CXCL10的受体）的表达也上调，免疫组织化学分析显示经PD-0332991处理的小鼠肝脏中衰老hTICs周围巨噬细胞显著增加，而流式细胞术实验也进一步证明了这个结果（图7E-I）。

图7 衰老的hTICs分泌SASP因子，从而激活有慢性肝损伤的Fah-/-小鼠肝脏中的巨噬细胞

文章小结

本文揭示了hTIC在HCC前期阶段可以被靶向并诱导进入衰老状态。衰老hTICs释放的SASP因子进一步激活免疫反应，促进hTICs的清除，从而抑制HCC的发生。研究强调HCC前期干预的重要性，并提出衰老诱导药物有望预防CLI下HCC的发生。怎么样，这篇文章的内容是不是很精彩呢，干湿结合，创新性拉满！如果你也对这种文章感兴趣，欢迎前来滴滴小薇师姐，这里有专业团队为你提供更多创新思路，助力小伙伴走在科研前沿！

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