中国科学家利用重编程技术促使肿瘤细胞“改邪归正”

　　虽然近年来肝癌诊断技术和治疗水平不断发展，但肝癌的早期诊断率依然较低。相当一部分患者在确诊时已经是中晚期，失去了手术时机。常规放化疗、肝动脉化疗栓塞或分子靶向治疗的效果均不理想。因此，肝癌的治疗研究需要探索新的途径。

　　2018年，12月18日，Cell Research在线发表了第二军医大学东方肝脏外科医院丁劲教授/王红阳院士研究团队题为Conversion of hepatoma cells to hepatocyte-like cells by defined hepatocyte nuclear factors的最新研究成果。该团队利用细胞重编程技术，将三个肝细胞核因子导入肝癌细胞，获得了正常肝细胞样的细胞，为肝癌的治疗提供了新的思路。

　　肝细胞核因子(HNF， hepatocyte nuclear factor)是一类在肝细胞中相对特异性高表达的转录因子，包括HNF1、HNF3、HNF4、HNF6、C/EBP及DBP，它们在维持肝细胞形态和功能方面发挥重要作用。Yin等报道了肝癌的发生过程中多伴随肝细胞核因子的表达下调，过表达HNF1A或HNF4A可以抑制肝癌的发生发展并诱导肝癌分化【2, 3】。

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

　　Huang等曾利用HNF1A、HNF4A和FOXA3将人成纤维细胞重编程为诱导型肝细胞，其形态和基因表达谱与正常肝细胞类似（上图），还具有许多成熟肝细胞的生物学功能【4】。正常细胞在恶性转化后能变成癌细胞，但癌细胞能否逆转到正常状态仍然是一个谜。既然这三种核因子能将人成纤维细胞诱导成肝细胞，那它们能否将人肝癌细胞诱导成肝细胞非常值得探索。

　　丁劲教授/王红阳院士/何志颖教授合作研究团队通过腺病毒载体向肝癌细胞中导入HNF1A、HNF4A和FOXA3进行重编程后，获得了形态类似肝细胞的细胞(reprogrammed hepatocytes, rHeps)。进一步研究结果显示rHeps不仅失去了肿瘤细胞过度增殖、高转移潜能和体内成瘤的恶性表型，并且重获正常肝细胞的特性和功能，如糖原合成、低密度脂蛋白摄取、白蛋白分泌和药物代谢等。将rHeps移植入 Fah基因敲除联合免疫缺陷小鼠肝脏后，发现rHeps能够重建肝板和肝小叶结构，并行使肝细胞的功能。这些结果显示：HNF1A、HNF4A和FOXA3可以诱导肝癌细胞向正常肝细胞转化。机制研究的结果提示：外源性表达的HNF1A、HNF4A和FOXA3可能协同启动了多种肝细胞核因子的内源性表达，进而促进了肝癌细胞向肝细胞的转变。该项研究首次证明实体肿瘤细胞可以重编程为具有一定正常功能的细胞，并为肿瘤治疗提供了新思路。

　　基因治疗经历了几十年的积累和螺旋式的发展，近年上升到一个新的阶段。针对不同疾病的基因治疗药物和疗法也相继在欧洲和美国获得FDA批准上市【5】。该团队利用腺病毒及腺相关病毒(AAV)，将三种核因子导入源于病人肝癌组织的PDX(Patient-derived xenograft)，发现其可显著抑制肝癌移植瘤在实验动物体内的生长，并能诱导部分肝癌细胞向肝细胞转变。这些结果提示：联合应用三种核因子治疗肝癌具有一定的应用前景。

　　丁劲教授/王红阳院士团队长期致力于肝癌的分子网络调控和个体化诊疗研究，在肝癌研究领域取得过多项科研成果，前不久鄢和新/王红阳合作团队在Cell Res发表文章，报答他们实现了原代肝细胞的逆转和扩增，开创肝病研治新细胞源。该项研究的结果不仅拓展了目前对细胞重编程的认识，也为癌症治疗提供了新的途径。

　　据悉，第二军医大学东方肝胆外科医院博士研究生程卓、张程和同济大学附属东方医院何志颖教授、蔡永超助理研究员为本文的共同第一作者，丁劲教授和王红阳院士为该文的通讯作者。

　　原文链接：https://www.nature.com/articles/s41422-018-0111-x

　　参考文献：

　　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.