Cell子刊靶向肝癌的“坏种子”

　　

生物通报道  研究人员在一项新研究中发现了肝癌的“坏种子”，并相信将来有一天能够重编程它们对癌症治疗保持反应。这项研究发布在2015年12月24日的《细胞代谢》（Cell Metabolism）杂志上。

论文的资深作者是南加州大学Keck医学院分子微生物学和免疫性副教授Keigo Machida说，阻止变为肝肿瘤的化疗耐药干细胞增殖的关键是靶向干细胞标记物NANOG。

NANOG在早期癌症中少见，但在III期肝癌中却有着丰富的NANOG。它通过重新连线细胞能量工厂——线粒体中的代谢促进了癌症扩散。

Machida说：“我们发现了癌症治疗中的阿喀琉斯之踵。在癌症中有一些坏种子。尽管我们用化疗治疗了患者，这些坏种子生存下来，促进了复发。这就是为什么我们要靶向癌症中的这些坏种子以消除复发问题和转移的原因。”

消除耐药

这项研究采用了患者来源的干细胞和数以百计的肝肿瘤小鼠。研究人员认为，这是第一篇科学论文鉴别出了干细胞标记物NANOG的致癌信号通路，并确定了NANOG是将消除患者对肝癌患者最常见的化疗药物——索拉非尼（Sorafenib）耐药的一个靶点。

肝癌的发病率不断地在增长。根据美国国家癌症研究所的统计，2015年估计有2.455万人死于这一疾病。只有17.2%的肝癌确诊患者生存期达到5年或以上（延伸阅读：第二军医大学Hepatology解析癌症相关lncRNA）。

一个新的癌症治疗靶点

论文共同作者、南加州大学表观基因组中心生物信息专家Vasu Punj说，为了了解NANOG是如何重编程促进肿瘤生长的干细胞的，研究人员检测了肝脏中的蛋白质、信使RNA和细胞代谢。

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Punj说：“人们日益认识到，线粒体代谢靶向疗法是未来开发出新的个体化治疗策略一个有前景的领域。如果你能够减少细胞对线粒体氧化磷酸化-脂肪酸氧化分子的反应，NANOG将无法促进肿瘤进展。这将促使研究人员开发出一些针对肝癌的新治疗策略。”

NANOG的功能

对于转变为肿瘤的干细胞，NANOG控制了形成“线粒体代谢信号通路”的一些基因表达。它重编程了细胞：不再利用葡萄糖作为汽油，而是命令它们利用了脂肪酸。

Machida 说：“如果我们关闭这一替代信号通路，肝癌将会再度对化疗恢复敏感。在未来，我们或许能够给肝癌患者打针注射，将NANOG靶向性治疗输注到血液中。无论血液循环至何处，我们都将能够把新指令传达给癌症的坏种子。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

NANOG Metabolically Reprograms Tumor-Initiating Stem-like Cells through Tumorigenic Changes in Oxidative Phosphorylation and Fatty Acid Metabolism

Stem cell markers, including NANOG, have been implicated in various cancers; however, the functional contribution of NANOG to cancer pathogenesis has remained unclear. Here, we show that NANOG is induced by Toll-like receptor 4 (TLR4) signaling via phosphorylation of E2F1 and that downregulation of Nanog slows down hepatocellular carcinoma (HCC) progression induced by alcohol western diet and hepatitis C virus protein in mice. NANOG ChIP-seq analyses reveal that NANOG regulates the expression of genes involved in mitochondrial metabolic pathways required to maintain tumor-initiating stem-like cells (TICs). NANOG represses mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) genes, as well as ROS generation, and activates fatty acid oxidation (FAO) to support TIC self-renewal and drug resistance. Restoration of OXPHOS activity and inhibition of FAO renders TICs susceptible to a standard care chemotherapy drug for HCC, sorafenib. This study provides insights into the mechanisms of NANOG-mediated generation of TICs, tumorigenesis, and chemoresistance through reprogramming of mitochondrial metabolism.