中大新聞網訊（通訊員陳伶君）肝癌細胞的能量代謝譜研究，對于闡明肝癌細胞的能量代謝調控并探索對應靶點治療具有重要意義。近日，中山大學附屬第三醫院吳斌教授團隊等在Journal of Experimental & Clinical Cancer Research上在線發表題為“Aerobic glycolysis enhances HBx-initiated hepatocellular carcinogenesis via NF-κBp65/HK2 signalling”的研究論著，發現在乙肝誘發肝癌過程中，乙型肝炎病毒X蛋白（HBx）顯著促進肝細胞的有氧糖酵解，進而促進肝細胞惡性增殖以誘導肝癌發生發展。
能量代謝的重編程是惡性腫瘤的十大特征之一，以滿足腫瘤發生、發展的能量需求。既往研究顯示腫瘤細胞即使在有氧的情況下，也傾向于利用葡萄糖酵解產生的乳酸，而不是選擇能夠高效產能的線粒體氧化磷酸化以提供腫瘤細胞所需能量，這種現象稱為有氧糖酵解，也稱Warburg效應。近年來研究發現，核因子κB (NF-κB)在細胞的代謝調控中起著重要作用。然而關于NF-κBp65在乙肝肝癌中如何調控有氧糖酵解的機制尚不明確。因此，闡明肝細胞中NF-κBp65對有氧糖酵解代謝重編程的調控機制尤其重要。
吳斌教授團隊通過研究發現，乙肝病毒表達的HBx蛋白從轉錄水平上顯著促進NF-κBp65表達，并從翻譯后修飾水平上增強NF-κBp65磷酸化。這種活化狀態的磷酸化NF-κBp65可以結合己糖激酶HK2基因的啟動子區域，上調HK2蛋白的表達，從而促進肝細胞的有氧糖酵解，增加乳酸的產生，過量的乳酸活化PI3K/Akt信號通路，進一步促進肝細胞的惡性增殖，最終導致肝細胞癌變。
圖1：在乙型肝炎病毒（HBV）誘發的肝癌患者中，肝癌細胞NF-κBp65的表達及磷酸化顯著升高。
團隊通過TCGA肝癌數據庫發現NF-κB信號通路關鍵的5個亞基NF-κB1、NF-κB2、NF-κBp65、RelB、c-Rel中，乙肝相關肝癌患者的NF-κBp65表達上調，且進一步在人乙肝肝癌組織樣本及組織芯片中檢測發現NF-κBp65蛋白表達及磷酸化顯著上調（圖1），并伴隨著有氧糖酵解增加。根據這個重要臨床發現，團隊進一步通過HBx轉基因小鼠與肝細胞特異性敲除NF-κBp65小鼠交配構建了過表達HBx和肝細胞特異性敲除NF-κBp65（HBx+/+/NF-κBp65Δhepa）小鼠。在18 個月小鼠自發性肝癌模型中，與HBx+/+/NF-κBp65+/+小鼠相比，HBx+/+/NF-κBp65Δhepa小鼠自發性肝癌的發生率和腫瘤直徑顯著低于HBx+/+/NF-κBp65+/+小鼠。通過體內和體外實驗，團隊發現HBx通過活化的NF-κBp65/HK2信號通路促進有氧糖酵解進而促進增殖，并進一步通過蛋白的相互作用、雙熒光素酶報告基因、染色質免疫沉淀等實驗進行深入的機制研究，發現HBx與NF-κBp65結合在NF-κBp65啟動子區域，以促進NF-κBp65轉錄及磷酸化，磷酸化的NF-κBp65可進一步結合HK2靶基因啟動子區域促進HK2的表達，促使有氧糖酵解產生乳酸增多，激活了下游PI3K/Akt信號通路、促進肝細胞的惡性增殖，從而誘發肝細胞的癌變，并促進肝癌的發展（圖2）。
圖2：乙型肝炎病毒（HBV）感染的肝細胞中，乙型肝炎病毒X蛋白（HBx）增強了肝細胞中NF-κBp65的表達和磷酸化，進一步通過NF-κBp65/HK2信號通路促進有氧糖酵解及乳酸的產生，過量乳酸進一步激活PI3K/Akt信號通路以誘導肝細胞惡性增殖，最終誘發肝細胞的癌變和促進肝癌的發展。
這一研究成果闡明了乙肝相關肝癌癌變過程中，能量代謝重編程的新機制，揭示了HBV表達的HBx可以通過NF-κBp65介導有氧糖酵解促進肝癌的發生、發展，為乙肝相關肝癌的防治提供了新的理論基礎及潛在的治療靶點。本研究是在Nat Commun、Autophagy、J Exp Clin Cancer Res等既往發表的研究成果基礎上的進一步擴展和深入。
吳斌教授的博士生陳伶君為論文的第一作者，吳斌教授為通訊作者，中山大學附屬第三醫院為論著的第一作者單位及通訊作者單位。該研究獲國家自然科學重點項目及面上項目（U1501224）、廣東省自然科學基金團隊項目（2018B030312009）支持。
論文鏈接：https://jeccr.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13046-022-02531-x
