《自然·代谢》：浙大团队揭开胆固醇诱发肝癌之迷！

肝癌（HCC），是全球第六大癌症，主要病因包括病毒性肝炎、酒精和非酒精性脂肪性肝炎、黄曲霉素污染等。

尽管肝炎病毒疫苗大规模接种、抗肝炎药物广泛应用以及饮食卫生大幅提高，但在过去的十年，肝癌发病率仍旧呈现上升趋势。最近有研究发现，非酒精性脂肪性肝炎是全球肝癌发病增长最快的病因[1]。

非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）是酒精和毒素之外的因素引起的肝脏脂代谢障碍疾病。NAFLD首先表现为肝细胞内脂肪过度沉积，随后从脂肪肝进展为脂肪性肝炎，再进一步导致肝硬化，最后癌变为肝癌[2]。在这个过程中，胆固醇被认为是主要的脂毒性分子。

mTOR信号通路在肝癌的发生中具有重要作用，以mTOR为核心的蛋白复合物mTORC1定位至溶酶体表面被激活，促进肝癌细胞增殖。有研究表明，胆固醇是mTORC1的必要激活剂，介导mTORC1在溶酶体的招募和激活[3]。内质网-溶酶体接触是激活胆固醇依赖性mTORC1信号的枢纽，然而，相关机制目前尚不清楚。

近日，浙江大学林爱福和周天华领衔的团队，发现lncRNA SNHG6能充当支架分子，通过结合FAF2和mTOR，增强内质网-溶酶体接触，促进胆固醇招募mTORC1至溶酶体激活，从而加速胆固醇驱动的NAFLD-HCC发展。

相关论文发表于医学顶级期刊《自然·代谢》上[4]。浙江大学生科院博士生刘方舟和张桢，以及暨南大学田甜博士为论文的共同第一作者。

论文首页截图

有研究表明，肿瘤的发生往往与lncRNAs的异常表达有关[5]。研究人员收集肝癌样本进行转录组测序，同时结合多个线上数据库，获得肝癌差异表达lncRNA，其中SNHG6在肝癌中的表达丰度最高。

生存分析显示SNHG6高表达患者预后不良，细胞实验证实SNHG6促进肝癌增殖，这些结果表明，SNHG6作为一个癌基因参与了肝癌的发生。

我们都知道，癌基因能通过改变细胞代谢诱导肿瘤细胞的恶性生物学行为[6]。为了研究SNHG6对肝癌细胞代谢重编程的影响，研究人员使用多种营养物质处理肝癌细胞，发现胆固醇等营养物质都能促进肝癌细胞增殖，但只有胆固醇特异性地上调了SNHG6的表达，敲除SNHG6则胆固醇无法诱导肝癌细胞增殖，表明SNHG6作为胆固醇的效应分子促进肝癌的进展。

随后，研究人员定位了SNHG6在肝癌细胞中的分布，发现SNHG6富集在内质网-溶酶体接触处，胆固醇能促进SNHG6定位于内质网和溶酶体，提示SNHG6作为胆固醇的效应分子，是在内质网-溶酶体接触点发挥生物功能。

那么，SNHG6是如何定位至内质网-溶酶体接触点的呢？

研究人员把目光聚焦在了与SNHG6结合的蛋白，发现蛋白FAF2和mTOR不仅可以结合SNHG6，而且在细胞器的分布也与SNHG6一致。

FAF2是内质网相关蛋白，位于内质网表面，mTOR则形成复合物mTORC1定位至溶酶体表面。进一步的实验证实SNHG6在肝癌细胞中分布于内质网-溶酶体接触点，需要先与FAF2和mTOR结合。

SNHG6在肝癌细胞中与FAF2和mTOR结合，并受到胆固醇的调节

接下来，研究人员对胆固醇和SNHG6-FAF2-mTOR复合物的关系进行了探究。

肝癌细胞补充胆固醇后，SNHG6-FAF2-mTOR复合物的形成显著增多，但敲除SNHG6，即使补充胆固醇，FAF2和mTOR的结合依旧明显降低；而敲除FAF2和mTOR中的任意一个，补充胆固醇也能增加SNHG6与另外一个蛋白的结合。这些结果表明，SNHG6作为一个支架，以胆固醇依赖的方式促进FAF2和mTOR的相互作用。

由于内质网-溶酶体接触是胆固醇激活mTORC1信号的前提，而SNHG6-FAF2-mTOR复合物中的FAF2位于内质网表面，研究人员探究了FAF2在mTORC1信号传导中的功能。

过表达或敲除FAF2，则胆固醇诱导的mTORC1激活增加或减少，肝癌细胞的增殖能力也相应地增强或减弱。

分子对接实验发现在内质网表面胆固醇能与FAF2直接结合，改变FAF2蛋白构象。FAF2构象发生变化后，招募SNHG6，而SNHG6结合了mTORC1复合物中的mTOR，由此SNHG6-FAF2-mTOR形成三元复合物，促进mTORC1转运至溶酶体表面。

这些结果表明，胆固醇在肝癌细胞中通过SNHG6-FAF2-mTOR轴调节mTORC1的激活，促进肝癌细胞恶性增殖。

胆固醇调节SNHG6-FAF2-mTOR复合物的形成

最后，研究人员进行动物实验，体内验证SNHG6在胆固醇诱导的肝癌中的作用。

肝癌诱导小鼠饲喂高胆固醇饮食，构建非酒精性脂肪肝癌变动物模型。在第10周，SNHG6过表达小鼠更早地出现肝脏重量增加，肝脏脂肪变性，脂肪生成和炎症相关基因表达水平升高；而SNHG6敲除小鼠肝脏脂肪变性程度降低，mTORC1信号减弱，提示SNHG6在高胆固醇饮食下加速了mTORC1的激活。

至第18周，在高胆固醇饮食的刺激下，SNHG6过表达小鼠进展为非酒精性脂肪性肝炎，肝脏在脂肪变性的基础上炎症水平进一步升高，出现纤维化，肝脏重量和肝脏/体重比显著增加；SNHG6敲除小鼠则更晚出现非酒精性脂肪性肝炎，而且表现更轻微。

至第30周，相比于SNHG6敲除鼠，SNHG6过表达小鼠的肝脏长出更多的肿瘤。这些结果证实，SNHG6通过促进mTORC1的激活，加剧胆固醇诱导非酒精性脂肪肝进展为肝癌。

此外，研究人员还在肝癌原位异种移植模型中验证了SNHG6的促肝癌作用。他们发现胆固醇饮食增加了肝癌移植瘤的体积和重量，而敲除SNHG6，肝癌细胞mTORC1激活减弱，增殖和血管生成减少，高胆固醇诱导的肿瘤生长被抑制。

胆固醇/FAF2/SNHG6/mTOR信号轴促进mTORC1激活机制示意图

总的来说，研究人员检测到lncRNA SNHG6在肝癌中高表达导致患者预后不良，是肝癌的一个癌基因，发现SNHG6在内质网-溶酶体接触处作为支架分子，一端连接被胆固醇改变构象的FAF2，另一端结合mTOR，形成SNHG6-FAF2-mTOR复合物，促进mTORC1在溶酶体的激活。

这项研究以SNHG6为突破点，发掘了胆固醇/FAF2/SNHG6/mTOR信号轴在内质网-溶酶体接触区域激活mTORC1信号的作用，揭示了胆固醇促进非酒精性脂肪肝进展为肝癌的机制，拓宽了对lncRNA功能模式及作用方式的认知，为非酒精性脂肪性肝病的干预和肝癌的防治提供了新靶点。

参考文献

[1] Huang DQ, Singal AG, Kono Y, Tan DJH, El-Serag HB, Loomba R. Changing global epidemiology of liver cancer from 2010 to 2019: NASH is the fastest growing cause of liver cancer. Cell Metab. 2022;34(7):969-977.e2. doi:10.1016/j.cmet.2022.05.003

[2] Huang DQ, El-Serag HB, Loomba R. Global epidemiology of NAFLD-related HCC: trends, predictions, risk factors and prevention. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2021;18(4):223-238. doi:10.1038/s41575-020-00381-6

[3] Lu X, Paliogiannis P, Calvisi DF, Chen X. Role of the Mammalian Target of Rapamycin Pathway in Liver Cancer: From Molecular Genetics to Targeted Therapies. Hepatology. 2021;73 Suppl 1(Suppl 1):49-61. doi:10.1002/hep.31310

[4] Liu F, Tian T, Zhang Z, et al. Long non-coding RNA SNHG6 couples cholesterol sensing with mTORC1 activation in hepatocellular carcinoma. Nat Metab. 2022;4(8):1022-1040. doi:10.1038/s42255-022-00616-7

[5] Xing Z, Lin A, Li C, et al. lncRNA directs cooperative epigenetic regulation downstream of chemokine signals. Cell. 2014;159(5):1110-1125. doi:10.1016/j.cell.2014.10.013

[6] Satriano L, Lewinska M, Rodrigues PM, Banales JM, Andersen JB. Metabolic rearrangements in primary liver cancers: cause and consequences. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2019;16(12):748-766. doi:10.1038/s41575-019-0217-8