利用新型小鼠模型研究脂肪合成途径在Akt/Ras诱导的肝癌发生中的作用

Hepatocellular carcinoma (HCC), commonly known as liver cancer, is one of the leading causes of cancer related death world-wide. Yet, molecular mechanisms underlying hepatic carcinogenesis are still poorly understood. Accumulating evidence has demonstrated that metabolic imbalance is one of the hallmarks of cancer. Besides the well-known Warburg effect, increased de novo fatty acid synthesis is another important alteration of tumor cell physiology. However, how the abnormal lipid metabolic pathway regulates signaling cascades and how it contributes to tumor development remain unknown. ..In our recent publication, we showed that in human liver samples, de novo lipogenesis is progressively induced from non-tumor liver toward HCC. Mechanistic studies demonstrated that AKT/mTOR signaling promotes lipogenesis both in vivo and in vitro, and inhibition of lipogenic pathway genes reduces proliferation and survival of human HCC cell lines, as well as AKT-dependent accelerated cell growth in vitro. ..Here, in this proposal, we are trying to uncovere a novel function of fatty acid synthase (FASN), the rate limiting enzyme in de novo fatty acid synthesis. We hope by studying the funcion of FASN in hepatic carcinogenesis induced by Akt/Ras, to illlustrate the role of lipogenesis in hepatic carcinogenesis. In a word, the overall goal of this application is to define the functional significance of lipogenesis during HCC initiation and progression.

临床及实验研究表明肝癌发生和肝脏脂肪代谢失衡有关。我们发现Akt诱导的脂肪合成可以促使非肿瘤肝组织向肿瘤组织转化，在体外阻断脂肪合成可以抑制肝癌细胞依赖于AKT/mTOR信号途径的快速生长。这些证据提示脂肪合成异常可能会促进肝癌发生，但目前还缺乏体内的直接证据证明。.为了探寻脂肪合成在体内促进肝癌发生的直接证据，本研究将应用脂肪酸合成酶FASN条件敲除小鼠模型（FASN flox/flox），结合高压注射转染小鼠肝癌模型(Akt/Ras诱导的肝癌模型)，来研究脂肪合成在肿瘤发生中的重要作用。我们试图确认脂肪生成是导致肝癌的潜在因素，并希望观察到FASN的缺失/关闭导致的脂肪合成阻断不但可以抑制Akt/Ras诱导的肝癌发生，而且能够在肿瘤发生后诱导肿瘤萎缩。总之，我们希望通过小鼠模型来探索脂肪合成通路在体内对肝癌发生的促进作用，从而加深我们对肝癌发生机理的认识，并为肝癌靶向治疗提供新靶点。

临床及实验研究表明肝癌发生和肝脏脂肪代谢失衡有关，但脂肪合成在肝癌起始以及维持中的具体作用还不清楚。目前，大多数关于脂肪合成和肿瘤之间关系的研究都局限于体外实验。而在体内研究脂肪合成途径如何受AKT/mTOR信号途径调控以及肿瘤发生方面的作用还少有报道。为了深入理解驱动肝癌发生的关键机制问题，我们利用小鼠模型在体内探索异常脂代谢和关键信号通路如AKT/mTOR通路如何协同诱导肝癌发生。应用脂肪酸合成酶FASN条件敲除小鼠模型（FASN flox/flox），结合高压注射转染小鼠肝癌模型(Akt/Ras 诱导的肝癌模型)，来研究脂肪合成在肿瘤发生中的重要作用。我们试图确认脂肪生成是导致肝癌的潜在因素，并希望观察到FASN 的缺失/关闭导致的脂肪合成阻断不但可以抑制Akt/Ras 诱导的肝癌发生，而且能够在肿瘤发生后诱导肿瘤萎缩。实验进展顺利，获得了很好的结果。包括：1利用CRE-LoxP体系敲除FASN基因并抑制FASN蛋白的表达，三周后可观察到明显抑制AKT导致的小鼠肝脏脂肪病变，并且抑制效果稳定高效，验证了我们的观点脂肪酸合成酶FASN的表达是AKT诱导的脂肪合成所必需的。2 10周后可观察到到FASN缺失强烈抑制肝细胞的增殖和AKT诱导的腺瘤形成和AKT/Ras诱导的HCC发生。在FASN KOL小鼠中，观察到的结果包括延长肿瘤形成潜伏期，提高存活率、降低肿瘤负荷、更良性的肿瘤表型、减少增殖和增加肿瘤凋亡。因而证明了我们的第二个观点新生脂肪生成是AKT或AKT/Ras在小鼠体内诱发肝脏肿瘤的必要因素，这些研究结果将能够清楚地揭示异常脂肪合成在引发肝癌中的作用及其机制。有助于阐明异常脂代谢如何受癌基因通路调控并促进肝脏肿瘤发生（这里是AKT/mTOR信号通路），从而增进我们对肝癌发生分子机制的理解。最终将帮助我们确定是否可以通过靶向脂肪代谢来治疗或预防肝癌。