HBV 相关肝癌新机制:lncRNA HDAC2-AS2 调控 CD8+ T 细胞助力精准治疗

【字体: 时间:2025年03月01日 来源:Nature Communications

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  为探究 HBV 相关肝癌进展机制,研究人员聚焦肿瘤细胞外 lncRNA,发现 HDAC2-AS2 抑制 CD8+ T 细胞,可作诊疗靶点。

  肝癌,作为全球范围内常见且致命的恶性肿瘤,严重威胁着人类的生命健康。尤其是乙肝病毒(HBV)感染相关的肝癌,在东亚地区,特别是中国人群中高发。由于肝癌早期症状隐匿,多数患者确诊时已处于晚期,手术切除后复发率高,5 年生存率较低。肿瘤微环境在肝癌的发生、发展过程中起着关键作用,其中肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)是机体抗肿瘤免疫反应的重要参与者。然而,目前对于肿瘤细胞如何通过细胞外机制影响 TIL 功能,进而促进肝癌进展的具体机制仍知之甚少。
为了深入揭示这一谜题,中国科学院生物物理研究所的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《Nature Communications》上,为 HBV 相关肝癌的诊疗提供了新的方向和潜在靶点。

在这项研究中,研究人员主要运用了细胞实验、动物模型实验、分子生物学技术以及生物信息学分析等关键技术方法。细胞实验方面,使用多种肝癌细胞系和正常肝细胞系进行体外培养;动物模型实验则构建了裸鼠皮下移植瘤模型和免疫健全的 C57BL/6 小鼠原位肿瘤模型;分子生物学技术涵盖 RNA 提取、定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)、RNA 免疫沉淀(RIP)、蛋白质免疫印迹(Western blot)等;生物信息学分析则对癌症基因组图谱(TCGA)数据库等进行挖掘分析。此外,研究还使用了临床样本队列,收集患者的肿瘤组织和非肿瘤组织样本进行检测分析。

研究结果主要如下:

  1. HDAC2-AS2 的表达调控及临床意义:TGF-β 信号通路在肝脏疾病进程中发挥着关键作用,研究人员发现 TGF-β1 在肝癌组织中的表达水平高于非癌肝组织。通过筛选 TGF-β 调控的长链非编码 RNA(lncRNA),发现 HDAC2-AS2(Ensembl ID: ENSG00000228624)在候选 lncRNA 中脱颖而出。TGF-β 能够上调 HDAC2-AS2 的表达,而抑制 TGF-β 信号通路(如使用 SB431542 抑制或敲除 Smad4)或阻断 HBV 感染可消除这种上调。进一步研究发现,HDAC2-AS2 在临床肝癌样本和 TCGA 数据库中的多种肿瘤组织(包括肝癌、胃癌、肾乳头状细胞癌和肾透明细胞癌)中均高表达,且其表达与 TGFB1 水平一致,与肝癌患者的不良生存预后相关。
  2. HDAC2-AS2 对肿瘤生长的影响:研究人员发现 HDAC2-AS2 对肿瘤细胞自身的生长并无直接影响,但在免疫健全的 C57BL/6 小鼠模型中,过表达 HDAC2-AS2 可显著促进肿瘤生长。通过对肿瘤微环境中免疫细胞的分析发现,HDAC2-AS2 过表达导致肿瘤组织中细胞毒性 IFN-γ+和颗粒酶 B+ CD8+ T 细胞减少,而免疫抑制性调节性 T 细胞(Treg)、肿瘤相关巨噬细胞(TAM)和髓源性抑制细胞(MDSC)显著增加,使得肿瘤微环境更具免疫抑制性,从而促进肿瘤生长。
  3. HDAC2-AS2 的细胞外运输机制:肿瘤细胞分泌的细胞外囊泡(EV)可在细胞间传递 RNA 和蛋白质,研究人员发现肝癌细胞分泌的 HDAC2-AS2 主要存在于 EV 中。通过多种实验方法证实,HDAC2-AS2 主要以 EV 依赖的方式分泌到细胞外,且 TGF-β 处理或 HBV 感染可增加 EV 中 HDAC2-AS2 的表达水平,同时发现肝癌患者血浆 EV 中的 HDAC2-AS2 水平显著高于健康人,表明其可作为肝癌诊断的新生物标志物。
  4. HDAC2-AS2 对 CD8+ T 细胞功能的影响及机制:研究发现携带 HDAC2-AS2 的 EV 可被 CD8+ T 细胞摄取,进而影响其功能。过表达 HDAC2-AS2 会导致 CD8+ T 细胞凋亡增加、细胞毒性降低,而敲低 HDAC2-AS2 则可挽救 CD8+ T 细胞的凋亡和耗竭,增强其抗肿瘤反应。进一步探究机制发现,HDAC2-AS2 可与细胞周期蛋白依赖性激酶 9(CDK9)结合,导致 CDK9 降解,影响 CD8+ T 细胞的激活和分化。通过单细胞表观基因组分析和转录组分析发现,CDK9 与 CD8+ T 细胞的激活、细胞毒性密切相关,抑制 CDK9 会导致 CD8+ T 细胞凋亡、衰老和耗竭。
  5. 免疫检查点阻断治疗的作用:考虑到 HDAC2-AS2 靶向 CDK9 导致 CD8+ T 细胞耗竭的现象,研究人员分析了免疫检查点阻断(ICB)治疗对肝癌患者 T 细胞反应的影响。结果发现,接受 ICB 治疗的患者中,CDK9+CD8+ T 细胞表达更高水平的 CDK9 和细胞毒性相关基因,且耗竭基因表达较低。在小鼠实验中,抗 PD-1 治疗显著抑制了 HDAC2-AS2 促进的肿瘤生长,表明 HDAC2-AS2-CDK9 轴介导的肿瘤进展对 ICB 治疗更为敏感,为肝癌免疫治疗提供了新的契机。

研究结论和讨论部分指出,本研究首次揭示了肿瘤来源的细胞外 lncRNA HDAC2-AS2 在 HBV 相关肝癌进展中的重要作用。HDAC2-AS2 通过抑制 CD8+ T 细胞的抗肿瘤功能,重塑肿瘤微环境,促进肿瘤生长和免疫逃逸。同时,HDAC2-AS2 可作为肝癌诊断的潜在生物标志物和治疗靶点,为肝癌的精准治疗提供了新的思路。此外,免疫检查点阻断治疗对 HDAC2-AS2-CDK9 轴介导的肿瘤进展具有显著疗效,提示联合治疗可能是肝癌治疗的更优策略。然而,目前仍有一些问题有待进一步研究,例如 HDAC2-AS2 与其他免疫调节因子之间的相互作用,以及如何更精准地靶向 HDAC2-AS2-CDK9 轴进行治疗等。

总之,这项研究为深入理解 HBV 相关肝癌的发病机制提供了新的视角,为肝癌的诊断和治疗开辟了新的方向,具有重要的理论意义和临床应用价值,有望为肝癌患者带来新的希望。

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