脂肪酸代谢信号轴LPL/FABP4/CPT1b活化对非酒精性脂肪性肝炎向肝癌演进的效应及其机制

NAFLD, a nonalcoholic fatty liver disease, is about to become a major liver disease in the future. The advanced stage of NAFLD-Nonalcoholic steatohepatitis NASH can be transferred directly to HCC. However, the underlying mechanism of transformation is still unclear and there is no corresponding intervention strategy.In the early stage of this project, we established the NAFLD disease model by using lipodystrophic mice, and found that there was a reprogramming of lipid metabolism in the liver tissue of NASH stage, and the fatty acid metabolism of LPL/FABP4/CPT1b signal axis was activated.It is particularly important that this fatty acid metabolism signal axis is up-regulated in the HCC sample of TCGA database. Since metabolic reprogramming is an important feature of malignant tumors, the activation of fatty acid metabolic signal axis may be crucial to the malignant transformation of NASH to HCC. The project is proposed on the basis of previous work, through gain and loss of function study, cell morphological and functional analysis, metabonomics technology, combined with tumor-burdened mouse model building, to in-depth study the effects of LPL/FABP4 / CPT1b signal axis activation on HCC oncogenesis. The role and mechanism of the reprogramming of lipid metabolism on the transformation of NASH to HCC would be clarified and the intervention strategies were developed based on in vitro and in vivo data, thus providing a solution for the clinical prevention of NASH to HCC.

非酒精性脂肪性肝病NAFLD即将成为未来主要肝脏疾病。NAFLD的进展阶段非酒精性脂肪性肝炎NASH可直接向肝细胞癌HCC转化。然而，当前对转化的机制仍不明确，亦缺乏相应干预手段。本项目前期利用脂代谢缺陷小鼠建立NAFLD疾病模型，发现了NASH阶段肝组织内存在脂代谢重编程现象，发生了脂肪酸代谢LPL/FABP4/CPT1b信号轴活化。尤为重要的是，此脂肪酸代谢信号轴在TCGA数据库的HCC样本中也同步上调。鉴于代谢重编程是恶性肿瘤的重要特征，脂肪酸代谢信号轴活化可能是NASH向HCC恶性转化的关键因素。继续研究中，将通过基因与蛋白功能敲减，细胞形态功能学，代谢组学，荷瘤模型等技术手段，详细研究LPL/FABP4/CPT1b信号轴活化对HCC细胞恶性潜能的影响，明确脂代谢重编程编程对NASH向HCC演化的效应与机制，并在离体与在体水平研究干预策略，为临床防治NASH向HCC进展提供方案。

非酒精性脂肪性肝炎(NASH)作为非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)发展的关键阶段之一，可直接进展为肝癌（LC），但其潜在机制尚不完全清楚。我们通过构建NASH相关LC动物模型，包括DEN诱导的CGL2-HCC演化模型和STAM小鼠模型，分析疾病演进过程和基因表达改变的相关性。预实验中我们通过CGL2-HCC演化模型证实NAFLD是肝癌进展的促进因素。进一步，我们通过可以模拟人类NAFLD/NASH向LC的演变的STAM小鼠模型详细研究了疾病演进各阶段中基因的表达变化。我们首先分析基因组学数据，包括GEO数据库(GSE83596)的STAM小鼠基因芯片数据，以及从TCGA数据库中肝细胞癌样本的RNA-seq数据。通过R包“limma”对基因表达矩阵进行分析，获得疾病演进各阶段的差异基因并用维恩图展示共同差异基因，进而在人类NAFLD疾病基因表达数据集进行验证。接着用基因集变异GSVA研究了各阶段表达差异的致癌信号标记特征。进一步地，在STAM小鼠模型中对前述分析发现的在NASH阶段激活的LPL/FABP4/CPT1信号轴分子在蛋白水平进行了验证。接着通过体内抑制实验，将LPL/FABP4/CPT1小分子抑制剂应用于STAM小鼠，研究抑制LPL/FABP4/CPT1代谢信号轴能否在体预防NASH相关HCC的发生。为了分析代谢信号轴抑制HCC发生的具体作用机制，我们采用体外微球形成和克隆形成实验，研究对其抑制是否与肝癌干细胞(LCSCs)活性相关。最终我们发现LPL/FABP4/CPT1分子轴的上调是一个重要的代谢重编程事件，具体发生在NAFLD向HCC演进的NASH期。GSVA分析显示，在NASH阶段，大量致癌信号广泛激活，是肝细胞细胞恶性转化的分子基础。而LPL/FABP4/CPT1信号轴的激活则可能为肝细胞恶性转化提供物质和能量供应。体内实验证实，抑制LPL/FABP4/CPT1轴可有效延缓STAM小鼠体内肿瘤生长。细胞试验显示，靶向该代谢轴的抑制剂可以显著减少LCSCs的成球、增殖和体外克隆形成能力。总之我们发现，LPL/FABP4/CPT1轴的激活对LCSCs的维持至关重要，它与多种上调的致癌信号协同作用，在NASH向HCC进展过程中驱动肝细胞-LCSCs转化中可能发挥重要作用。而体内和体外抑制试验显示，靶向此信号轴可能为NASH相关HCC的预防提供潜在方法。