中國科學家利用重編程技術促使腫瘤細胞“改邪歸正”

　　雖然近年來肝癌診斷技術和治療水平不斷發展，但肝癌的早期診斷率依然較低。相當一部分患者在確診時已經是中晚期，失去了手術時機。常規放化療、肝動脈化療栓塞或分子靶向治療的效果均不理想。因此，肝癌的治療研究需要探索新的途徑。

　　2018年，12月18日，Cell Research在線發表了第二軍醫大學東方肝臟外科醫院丁勁教授/王紅陽院士研究團隊題為Conversion of hepatoma cells to hepatocyte-like cells by defined hepatocyte nuclear factors的最新研究成果。該團隊利用細胞重編程技術，將三個肝細胞核因子導入肝癌細胞，獲得了正常肝細胞樣的細胞，為肝癌的治療提供了新的思路。

　　肝細胞核因子(HNF， hepatocyte nuclear factor)是一類在肝細胞中相對特異性高表達的轉錄因子，包括HNF1、HNF3、HNF4、HNF6、C/EBP及DBP，它們在維持肝細胞形態和功能方面發揮重要作用。Yin等報道了肝癌的發生過程中多伴隨肝細胞核因子的表達下調，過表達HNF1A或HNF4A可以抑制肝癌的發生發展并誘導肝癌分化【2, 3】。

　　圖片引自：Haung et al., Cell Stem Cell，2014

　　Huang等曾利用HNF1A、HNF4A和FOXA3將人成纖維細胞重編程為誘導型肝細胞，其形態和基因表達譜與正常肝細胞類似（上圖），還具有許多成熟肝細胞的生物學功能【4】。正常細胞在惡性轉化后能變成癌細胞，但癌細胞能否逆轉到正常狀態仍然是一個謎。既然這三種核因子能將人成纖維細胞誘導成肝細胞，那它們能否將人肝癌細胞誘導成肝細胞非常值得探索。

　　丁勁教授/王紅陽院士/何志穎教授合作研究團隊通過腺病毒載體向肝癌細胞中導入HNF1A、HNF4A和FOXA3進行重編程后，獲得了形態類似肝細胞的細胞(reprogrammed hepatocytes, rHeps)。進一步研究結果顯示rHeps不僅失去了腫瘤細胞過度增殖、高轉移潛能和體內成瘤的惡性表型，并且重獲正常肝細胞的特性和功能，如糖原合成、低密度脂蛋白攝取、白蛋白分泌和藥物代謝等。將rHeps移植入 Fah基因敲除聯合免疫缺陷小鼠肝臟后，發現rHeps能夠重建肝板和肝小葉結構，并行使肝細胞的功能。這些結果顯示：HNF1A、HNF4A和FOXA3可以誘導肝癌細胞向正常肝細胞轉化。機制研究的結果提示：外源性表達的HNF1A、HNF4A和FOXA3可能協同啟動了多種肝細胞核因子的內源性表達，進而促進了肝癌細胞向肝細胞的轉變。該項研究首次證明實體腫瘤細胞可以重編程為具有一定正常功能的細胞，并為腫瘤治療提供了新思路。

　　基因治療經歷了幾十年的積累和螺旋式的發展，近年上升到一個新的階段。針對不同疾病的基因治療藥物和療法也相繼在歐洲和美國獲得FDA批準上市【5】。該團隊利用腺病毒及腺相關病毒(AAV)，將三種核因子導入源于病人肝癌組織的PDX(Patient-derived xenograft)，發現其可顯著抑制肝癌移植瘤在實驗動物體內的生長，并能誘導部分肝癌細胞向肝細胞轉變。這些結果提示：聯合應用三種核因子治療肝癌具有一定的應用前景。

　　丁勁教授/王紅陽院士團隊長期致力于肝癌的分子網絡調控和個體化診療研究，在肝癌研究領域取得過多項科研成果，前不久鄢和新/王紅陽合作團隊在Cell Res發表文章，報答他們實現了原代肝細胞的逆轉和擴增，開創肝病研治新細胞源。該項研究的結果不僅拓展了目前對細胞重編程的認識，也為癌癥治療提供了新的途徑。

　　據悉，第二軍醫大學東方肝膽外科醫院博士研究生程卓、張程和同濟大學附屬東方醫院何志穎教授、蔡永超助理研究員為本文的共同第一作者，丁勁教授和王紅陽院士為該文的通訊作者。

　　原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41422-018-0111-x

　　參考文獻：

　　1. Forner, A., M. Reig, and J. Bruix, Hepatocellular carcinoma. Lancet, 2018. 391(10127): p. 1301-1314.

　　2. Yin, C., et al., Differentiation therapy of hepatocellular carcinoma in mice with recombinant adenovirus carrying hepatocyte nuclear factor-4alpha gene. Hepatology. 2008.48(5):1528-1539.

　　3. Zeng, X., et al., Recombinant adenovirus carrying the hepatocyte nuclear factor-1alpha gene inhibits hepatocellular carcinoma xenograft growth in mice. Hepatology, 2011. 54(6): p. 2036-2047.

　　4. Huang, P., et al., Direct reprogramming of human fibroblasts to functional and expandable hepatocytes. Cell Stem Cell, 2014. 14(3): p. 370-384.

　　5. Russell, S., et al., Efficacy and safety of voretigene neparvovec (AAV2-hRPE65v2) in patients with RPE65-mediated inherited retinal dystrophy: a randomised, controlled, open-label, phase 3 trial. Lancet, 2017. 390(10097): p. 849-860.