Folliculin缺失通过MiT/TFE激活导致肝细胞损伤和胆管癌的机制研究

【字体: 时间:2025年04月07日 来源:Cell Death & Differentiation 13.7

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  本期推荐:意大利Telethon遗传与医学研究所团队揭示FLCN缺失通过TFE3/mTORC1轴驱动肝脏肿瘤发生的新机制。研究人员通过构建肝脏特异性Flcn条件敲除小鼠(FlcnLiKO),结合DEN/DDC诱导的肝癌模型,发现FLCN缺失导致TFE3而非TFEB的持续激活,进而诱发胆管癌样表型。该研究为理解肝脏肿瘤发生的分子机制提供了新视角,并为Birt-Hogg-Dubé综合征相关肝病治疗提供潜在靶点。

  肝脏作为人体重要的代谢器官,其肿瘤发生机制一直是医学研究的重点难点。原发性肝癌中,肝细胞癌(HCC)和胆管癌(CCA)因其高致死率备受关注,但现有治疗手段仍十分有限。有趣的是,肿瘤抑制基因Folliculin(FLCN)的突变会导致Birt-Hogg-Dubé(BHD)综合征,这种罕见遗传病主要表现为肾脏和皮肤肿瘤,但其在肝脏中的作用机制尚不明确。前期研究发现FLCN缺失在某些组织中具有保护作用,如在肝脏中可抵抗高脂饮食诱导的纤维化,这与其激活转录因子TFEB/TFE3和mTORC1信号通路有关。然而,这种"保护作用"是否暗藏长期风险?FLCN缺失是否会最终导致肝脏肿瘤发生?这些问题亟待解答。

意大利Telethon遗传与医学研究所的Bruno Maria Custode等研究人员在《Cell Death & Differentiation》发表了重要研究成果。团队通过构建肝脏特异性Flcn条件敲除小鼠(FlcnLiKO),结合转录组学、组织病理学和分子生物学方法,系统研究了FLCN在肝脏稳态和肿瘤发生中的作用。研究发现,FLCN缺失会导致TFE3而非TFEB的持续激活,进而通过上调SOX9表达驱动胆管癌样表型,这一过程具有显著的性别二态性。该研究不仅揭示了FLCN-TFE3/mTORC1轴在肝脏肿瘤发生中的关键作用,也为BHD综合征患者的肝脏病变风险提供了重要参考。

关键技术方法包括:1)构建肝脏特异性(Alb-Cre)和肝细胞特异性(AAV8-TBG-Cre)Flcn敲除小鼠模型;2)采用DEN和DDC诱导的肝脏损伤和肿瘤发生模型;3)通过核质分离和免疫印迹分析TFEB/TFE3的亚细胞定位;4)利用RNA-seq和生物信息学分析差异表达基因;5)组织病理学分析包括H&E染色、免疫组化(SOX9、CK19等标记)和特殊染色(PAS、Sirius red等)。

研究结果部分:
"Liver-specific depletion of FLCN leads to liver injury in young mice"显示,年轻FlcnLiKO雄性小鼠(4-12周龄)已出现肝损伤标志:血清ALT/AST升高、肝细胞气球样变、异常糖原沉积(PAS染色)和轻度纤维化(Sirius red染色)。免疫组化显示SOX9在肝细胞中异位表达,CK19标记显示胆管反应增强,提示FLCN缺失导致肝细胞去分化和胆管细胞增殖。

"Sexual dimorphism is due to gender-specific differential activation of TFE3 and TFEB"揭示性别差异机制:雄性小鼠TFE3蛋白水平和核转位显著高于雌性,且mTORC1活性(通过p-4EBP1检测)仅在雄性中增强。但在DEN诱导的急性损伤后,两性都表现出持续的肝损伤和TFEB/TFE3激活,表明基础状态下的性别差异可能由激素调控。

"Loss of hepatic FLCN induces spontaneous liver cancer"发现老年FlcnLiKO小鼠(>90周)自发产生肝脏肿瘤,雄性发生率(100%)显著高于雌性(30%)。组织学显示雄性小鼠出现CCA样特征:胆管增生、囊肿形成,伴随SOX9核表达和mTORC1活化(p-S6)。转录组分析显示雄性中肿瘤相关通路(缺氧反应、细胞增殖等)显著上调。

"Loss of Flcn in the liver enhances the susceptibility to DEN-and DDC-induced hepatocarcinogenesis"表明FlcnLiKO小鼠对化学诱导的肝癌更敏感。DEN处理后所有敲除小鼠均发生肿瘤,而对照组仅30%。DDC饮食处理后,敲除小鼠表现出更强的胆管反应和肝细胞去分化(HNF4α/SOX9共染色),AAV介导的肝细胞特异性敲除(FlcnHepKO)也重现了类似表型。

"TFE3 is the main driver of liver carcinogenesis in FlcnLiKO mice"通过三敲除实验证实TFE3的关键作用:同时敲除TFE3(FlcnLiKO;Tfe3KO)可完全挽救肿瘤表型,而敲除TFEB仅部分缓解。荧光素酶报告基因检测显示TFE3对SOX9启动子的激活强于TFEB,解释了其主导作用。

结论与讨论部分指出,该研究首次系统阐明FLCN在肝脏中的双重角色:短期保护作用(如抵抗代谢损伤)与长期致癌风险并存。TFE3(而非TFEB)是FLCN缺失诱导肝癌的主要驱动因子,通过调控SOX9表达和mTORC1活性促进胆管癌发生。这一发现为理解BHD综合征患者的肝脏病变风险提供了分子基础,也为肝癌治疗提供了新靶点。值得注意的是,肝脏多倍体特性可能使肝细胞难以发生二次突变(LOH),这可能是BHD患者肝癌罕见的原因。研究还提出激素可能通过调控TFEB/TFE3活性影响肝癌性别差异,这为后续机制研究指明了方向。

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