肝损伤修复中CD44阳性小肝细胞的代谢调控及对肝再生的影响

Small hepatocyte(SH) is a subpopulation of hepatocytes that have high growth potential in culture.The cells are less than half the size of mature hepatocytes(MHs) and express markers of both mature hepatocytes and oval cells.SHs specifically highly express CD44 and play a important role in liver regeneration.In our previous study,we found that SHs also highly express PKM2 which is essential for metabolic reprogramming.In the Warburg effect,rapid proliferating cells like stem cells and tumor cells have to establish the aerobic glycolysis to satisfy the demand of anabolism.PKM2 is necessary for the shift in cellular metabolism.This indicates SHs must have a different metabolic regulation compared with nomal hepatocytes.As it is known that p53 can suppress metabolic reprogramming,elucidation of p53-dependent metabolic regulation may help us understand the metabolism characteristics in SHs.Our study aims to compare the different expression of metabolism-related genes in SHs from wild type and p53-deficient rats and identify the p53-dependent genes involved in the metabolic regulation in SHs.We have recently established the first p53-deficient SH cell line which provide us a platform for functional screening of key genes in regulation of metabolism reprogramming in SHs with siRNA library targeting the p53-dependent genes as mentioned above. Further investigation will be performed to reveal the mechanisms underling p53-dependent metabolism regulation in SHs.This study may provide more informative evidences for understanding and improving the efficacy of SH-based hepatocyte therapy.

小肝细胞是一群体积为正常肝细胞一半大小的肝细胞，其特征是高表达CD44分子，增殖能力较强，表达正常肝细胞和肝前体细胞标志物，在肝损伤后的肝再生和重建中具有重要意义。我们前期研究发现小肝细胞高表达代谢重编程关键基因PKM2，后者通过启动有氧糖酵解满足快速增殖细胞进行合成代谢的需要，提示小肝细胞与正常肝细胞代谢方式不同。目前已知p53基因对抑制有氧糖酵解发挥关键作用，因此鉴定p53依赖的代谢相关基因将有助于理解小肝细胞的代谢特征和机制。本研究拟通过比较野生型和p53缺失大鼠小肝细胞代谢相关基因表达差异，筛选获得p53依赖的小肝细胞代谢调控基因，应用我们最近建立的首个p53缺失小肝细胞系，采用针对以上代谢相关基因的siRNA库进行体外功能性筛选，鉴定参与小肝细胞代谢调控的关键基因及其作用机制，并在体内明确代谢调控对小肝细胞介导的肝再生的影响，为其在肝细胞治疗中的应用提供科学基础。

本研究在比较了p53缺失后大鼠小肝细胞和野生型大鼠小肝细胞的代谢方式，发现二者在代谢方式和机制上非常类似，基因芯片分析也未发现显著差异的代谢相关基因，鉴定参与小肝细胞代谢调控的关键基因及其作用机制，为其在肝细胞治疗中的应用提供科学基础。.已有研究证实肝癌细胞的脂质代谢能力增强，并促进肝癌的进展。然而，在代谢应激的环境下，脂质合成代谢是怎样影响肝癌生物学特性、以及这种代谢特征对肝癌细胞在应激状态下的存活起到什么样的作用仍有待进一步阐明。既往也有研究证实，HBx能够调控脂质代谢并参与肝癌发生发展过程，但在代谢应激尤其是糖缺失的情况下，HBx如何调控肝癌细胞的代谢方式以及在维持肝癌细胞存活等方面起到怎么样的作用，却鲜有研究报道。我们探讨了在营养应激的微环境下脂质合成代谢途径对肝癌细胞存活的影响以及其具体的调控机制，进而找到并通过代谢表型来对不同的肝癌患者进行分型分类，从脂质代谢途径为肝癌的个性化治疗提供了新的分子靶点和研究思路。同时，本研究全面系统地研究了HBx在减糖代谢应激的情况下维持肝癌细胞存活的调控途径和相应的作用机制，并进一步在动物体内模型和临床肝癌标本中模拟体内环境进行了充分的验证，相关研究在国内外暂时未看到详细的报道。因此，我们的研究将有助于进一步阐明HBx在HBV相关肝癌的进展过程中所起到的作用和意义，也从脂质代谢的角度上为HBV相关肝癌的防治提供了新的思路。此外，通过本研究，我们首次采用大样本量队列以及更为灵敏的技术方法系统深入的解析了乙肝相关原发性肝癌肿瘤及癌旁组织中乙肝病毒的整合特性。我们的研究发现，在宿主基因组的基因富集区等特定重要区域以及一部分基因组重要关键位点上，乙肝病毒具有显著的整合偏好性。我们认为，乙肝病毒在宿主基因组上关键位点的整合使得肝细胞具有恶性转化的潜能，密切参与原发性肝癌发生发展的过程。相关研究论文分别发表于Hepatology, Nature Communications, Oncotarget等杂志。