高脂饮食对肝脏的慢性代谢压力,会促进肿瘤发生

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来源:生物世界
2025-12-24 15:02:04
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核心提示:该研究表明,高脂饮食(HFD)不只会导致脂肪肝,其带来的慢性代谢压力会导致干细胞发生深刻变化,肝细胞对这种慢性代谢压力的适应会促进肿瘤发生。

  在慢性压力(Chronic Stress)状态下,细胞必须同时维持组织功能和自身的存活。肝细胞承担着代谢、合成和解毒等作用,但长期的营养失衡会导致肝细胞死亡,并引发代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)。尽管此前的研究已经确定了应激压力诱导肝细胞死亡的驱动因素,但慢性压力对存活细胞的功能影响仍不清楚。

  2025 年 12 月 22 日,麻省理工学院、哈佛大学医学院的研究人员在国际顶尖学术期刊 Cell 上发表了题为:Hepatic adaptation to chronic metabolic stress primes tumorigenesis 的研究论文。

  该研究表明,高脂饮食(HFD)不只会导致脂肪肝,其带来的慢性代谢压力会导致干细胞发生深刻变化,肝细胞对这种慢性代谢压力的适应会促进肿瘤发生。

  肝脏是身体的“化工厂”,负责代谢、解毒和蛋白质合成。但当我们长期暴露于高脂饮食(HFD)等代谢压力下,肝细胞会面临一个艰难选择:是优先保证自身生存,还是维持器官功能?

  这这项最新研究中,研究团队通过跨物种的多组学分析,发现肝细胞对慢性压力的早期适应性变化,竟能“预编程”未来肿瘤的发生。

  从小鼠到人类的多维度验证

  研究团队采用高脂饮食小鼠模型,模拟人类代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)的全程——从早期脂肪变性到自发肝癌。他们结合单细胞转录组、表观基因组和空间转录组学,纵向追踪肝细胞的变化,并通过基因敲除和过表达实验验证关键发现。

  研究团队发现,慢性代谢压力会激活肝细胞的两类核心程序:

  上调程序:促进细胞存活、再生相关基因(例如抗凋亡因子 Bcl2l1、WNT 信号通路成员),但同时降低肝细胞特有功能(例如代谢酶 HMGCS2)。

  下调程序:包括肝细胞“身份标识”基因(例如主调控因子 HNF4A)和分泌蛋白(例如白蛋白),导致肝功能下降。

  这些变化在转录组、蛋白组和脂质组层面均得到验证。例如,高脂饮食小鼠肝脏中甘油三酯堆积,胆固醇合成增加,而酮生成受阻。

  关键机制:HMGCS2 基因的“开关”作用

  酮生成限速酶 HMGCS2 的下降尤为关键。研究团队构建了肝细胞特异性 HMGCS2 敲除小鼠,发现其在高脂饮食下应激压力反应加剧,肿瘤发生率显著升高。这表明代谢重编程(例如酮生成抑制)直接促癌。

  分子推手:SOX4 和 RELB 的“恶性催化”

  研究团队通过计算模型预测并实验验证了转录因子 SOX4 和 RELB 的核心作用:

  SOX4:促进肝细胞去分化,增加增殖能力,即使在应激压力环境下。

  RELB:通过非经典 NF-κB 通路加剧应激压力反应,人类数据证实,SOX4 和 RELB 在 MASLD 患者中高表达,且预示肝癌不良预后。

  空间转录组学揭示细胞“邻里效应”

  在人类 MASH 肝硬化组织微阵列中,空间转录组学显示肝细胞应激压力程序与免疫细胞(例如 CD9+ TREM2+ 疤痕相关巨噬细胞)的空间共定位。细胞间信号(例如 LTB、JAG1)进一步塑造了应激压力微环境。

  临床意义:早期干预的新靶点

  这项研究不仅揭示了慢性压力的“记忆效应”,还提出了干预策略——

  监测指标:HMGCS2、SOX4 等基因的表达或成为早期风险标志。

  治疗方向:靶向代谢通路(例如酮生成)或转录因子(例如 SOX4)可能阻断癌前状态。

  总的来说,这项研究表明,肝脏应对慢性代谢压力的适应,虽然在短期内提升了细胞存活,但从长期来看,会牺牲肝脏功能、助长了肿瘤发生。因此,健康饮食、控制代谢压力,或许是预防肝癌的关键一步。

  论文链接:

  https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)01366-2

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