线粒体和脂质周转的增加降低了患肝癌的风险

线粒体和脂质周转的增加降低了患肝癌的风险
BNIP3的缺失促进了HCC的发生和肿瘤的生长。(A) Bnip3肝脏中形成的HCC肿瘤的代表性图像+/+和bnip3−−/注射DEN后24和40周龄小鼠。刻度条,12.7 mm。(B) Bnip3肝脏中形成的肿瘤数量图+/+(红色)和bnip3−−/注射DEN后24周龄(每个基因型n = 9)、32周龄(每个基因型n = 14)和40周龄(每个基因型n = 13)(蓝色)小鼠。(NS,不重要;* * P < 0.01)。(C) Bnip3肝脏肿瘤大小图+/+(红色)和bnip3−−/(蓝色)小鼠在注射DEN后24周龄(每个基因型n = 9)、32周龄(每个基因型n = 14)和40周龄(每个基因型n = 13) (NS,不显著;** p < 0.01)。比例尺,100 μm(左上)。(D) Bnip3肝脏切片+/+DEN注射后24、32和40周龄小鼠,H&E染色(上排),Ki67染色(中排),BNIP3染色(下排)。(E) BNIP3肝切片上免疫组化染色的定量+/+注射DEN后24周龄(n = 5)、32周龄(n = 7)、40周龄(n = 5)小鼠(**P < 0.05, ***P < 0.005, ****P < 0.0005)。(F)从HCC病灶和相邻正常肝脏中分离的Bnip3 mRNA的qPCR+/+注射DEN后32周龄(n = 12)和40周龄(n = 12)小鼠(****P < 0.0001)。(G)从HCC肿瘤病灶(T)和相邻的正常肝脏(N)分离出的蛋白裂解物中的BNIP3进行Western blot检测+/+注射DEN后32和40周龄小鼠。信贷:科学的进步(2022)。DOI: 10.1126 / sciadv.abo2510

饮酒和丙型肝炎病毒感染是引起肝细胞癌的已知危险因素,肝细胞癌是最常见的肝癌形式。除此之外,在西方社会,肥胖相关的非酒精性脂肪性肝病已成为肝细胞癌的主要致病因素。肥胖诱发肝癌的潜在机制尚不清楚。

本周发表在该杂志上的一项新研究科学的进步芝加哥大学的研究人员表明,在一项研究中, BNIP3蛋白的缺失导致线粒体和线粒体的周转减少这导致了脂肪肝的发展,最终,肝癌。在人类肝癌中,他们还表明BNIP3表达的缺失与脂质增加和预后恶化有关。

“我的实验室对线粒体和正常生理环境下线粒体的周转很感兴趣,对癌症也很感兴趣。在我们的研究中,我们研究了一种名为BNIP3的蛋白质,它的功能是线粒体受体,”Kay Macleod博士说,他是这篇论文的资深作者,也是芝加哥大学医学综合癌症中心Ben May癌症研究部的教授。

“正常情况下,这种蛋白质在小鼠禁食后在肝脏中显著上调,它在保护肝脏免受脂肪堆积方面发挥着作用;然而,消除这种蛋白质会导致脂肪肝。因此,我们进一步研究了BNIP3的丢失如何导致正常肝脏和肝癌中的脂质积累的潜在机制。”

为了了解BNIP3在预防脂质积累和脂肪肝疾病中的作用,我们在两组小鼠中使用化学致癌物诱导肝癌,一组BNIP3完好,另一组BNIP3缺失。研究小组观察到,在删除了bnip3的小鼠中,肿瘤发育得更早,生长得更快。此外,这些肿瘤充满脂肪,而bnip3完好小鼠的肿瘤较小,且没有脂质。当这些肿瘤被随访一段时间后,bnip3完整的小鼠也出现了类似于bnip3缺失小鼠的脂质积累。更有趣的是,BNIP3已被沉默,这表明随着疾病的发展,BNIP3在肝癌中丢失是有选择的。

这些发现与人类一致患者数据显示,与脂肪合成相关基因表达非常高的患者相比,肿瘤中含有BNIP3和较少脂质的患者预后更好。这些数据再次表明,BNIP3在肝细胞癌中通过抑制脂质积累来抑制肿瘤的发生。那么下一个问题是BNIP3是如何调节脂质的?

当使用慢病毒将BNIP3重新引入缺乏BNIP3的肝细胞癌细胞时,停止积累脂质,它们也没有缺乏BNIP3的细胞繁殖或生长得快。研究人员表示,这是由于BNIP3在降解细胞过程中导致脂质与线粒体的周转,他们称之为“线粒体噬脂”。

由于饮食问题,脂肪肝在西方社会是一个日益严重的健康问题。“吃太多和吃错食物会导致额外的脂肪储存在肝脏中。当(肝细胞)的脂质负担过重,它们就会死亡,从而导致肝细胞的再生生长。如果这个过程不被打断,就会导致肝细胞癌。”

接下来,她的团队想知道减少脂滴周转是如何防止肝细胞癌的。脂滴储存各种脂质,用来制造细胞膜。如果一个细胞在生长或增殖,它需要更多的膜。BNIP3会限制细胞中磷脂的数量,从而限制新细胞生成所需的脂类。

Macleod说:“BNIP3既能阻止肿瘤的发生,也能通过阻止肿瘤生长更快或变得更具侵略性来限制已经形成的肿瘤的发展。”

这项研究表明,肝细胞癌要真正形成,必须去除BNIP3。这意味着,如果有一种方法可以阻止BNIP3被沉默,这就可以限制肝肿瘤的生长,或者从一开始就预防脂肪肝。

“我认为最令人兴奋的事情是,BNIP3不仅仅是促进线粒体的周转。通过促进线粒体的相互作用和功能,它实际上是在调节细胞中的其他细胞器,”麦克劳德说。

肿瘤代谢及其在癌症中的靶向作用已经引起了人们的广泛关注。大多数人倾向于关注而且但对脂质生物学的研究不多。关于癌症中脂质代谢是如何被解除调控的,目前还没有大量的研究。研究人员未来的工作重点是了解BNIP3在疾病条件下以及随着年龄的增长是如何被调节的。与此同时,他们也对一些在应对营养压力方面发挥重要作用的其他基因感兴趣。

研究表明,脂滴在溶酶体上的周转抑制了以依赖于BNIP3- 3的方式发表的科学的进步


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更多信息:Damian E. Berardi等,脂滴在溶酶体上的转换以bnip3依赖的方式抑制肝细胞癌的生长,科学的进步(2022)。DOI: 10.1126 / sciadv.abo2510
期刊信息: 科学的进步

引用:增加线粒体和脂质周转降低肝癌风险(2022,10月17日)检索自2022年10月19日//www.pyrotek-europe.com/news/2022-10-mitochondria-lipid-turnover-liver-cancer.html
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