《胃肠病学》：中国科学家破解肝癌对仑伐替尼耐药之谜，并发现肝癌治疗新靶点！

2023-03-13

·生物谷

CSCO会议临床研究

本研究发现在肝癌CSCs中高表达的FZD10一方面可以通过激活β-catenin和YAP1促进肝脏CSCs的自我更新、肿瘤发生和转移，另一方面可以通过c-Jun/MEK/ERK通路导致肝癌细胞对仑伐替

肝细胞癌（HCC）是世界上第六大常见恶性肿瘤，也是癌症相关死亡的第四大主要原因[1]。

中国肝癌患者中，HBV感染患者和中晚期患者占比较高，患者预后差，5年生存率仅12.1%。虽然仑伐替尼已被批准用于晚期HCC的一线治疗，但大多数HCC患者在接受治疗后几个月内仍会出现病情进展。

总体而言，耐药是目前HCC相关死亡的主要原因之一，但对其背后的机制仍知之甚少。

近日，同济大学医学院附属东方医院、海军军医大学第三附属医院和上海长海医院的研究人员，在胃肠疾病领域权威期刊Gastroenterology发表了最新研究成果[2]。

在该研究中，他们发现FZD10在肝癌肿瘤干细胞（CSCs）中表达上调，并在肝癌细胞自我更新、致瘤性、转移和仑伐替尼耐药中发挥重要作用，提示FZD10是一种新的肝CSCs生物标志物，有望成为对仑伐替尼耐药HCC治疗的潜在靶点。

Preview

来源: 生物谷

论文首页截图

CSCs是具有长期致瘤能力的肿瘤细胞的一个小亚群，是肿瘤内具有持续分裂、分化能力的一群细胞。通常这类的细胞被认为有形成肿瘤，发展成癌症的潜力，在癌症的发展和治疗耐药性中起着关键作用。在HCC患者中，大量CSCs的存在预示着较差的临床结果。然而，肝脏CSCs增殖的潜在机制仍不清楚。

因此，研究人员首先利用转录组学分析筛选出了可能与HCC中CSCs特性相关的潜在靶点，在所有上调的379个基因中，FZD10是上调倍数最多的，而且其表达水平与肝脏CSCs标记物EpCAM和CD24呈正相关。随着连续传代，FZD10的表达水平在原发性HCC球形细胞中逐渐升高。

考虑到肝CSCs与HCC复发、转移和化疗耐药密切相关，研究人员比较了FZD10在复发、转移和化疗耐药HCC组织中的表达。结果发现与原发病灶相比，FZD10在复发HCC、HCC转移灶中的表达显著上调。此外，仑伐替尼耐药HCC患者组织中FZD10的表达明显高于仑伐替尼敏感HCC患者组织。

总的来说，上述结果表明肝癌干细胞中FZD10表达上调，预示HCC患者预后不良。

Preview

来源: 生物谷

FZD10在肝脏CSCs中表达上调，预示着HCC预后不良

为了研究FZD10的临床意义，研究人员进一步分析了HCC患者FZD10的表达情况。相关回归分析显示，HCC组织中FZD10的高表达与侵袭性临床特征相关。Kaplan-Meier生存分析显示，HCC中FZD10的高表达与较短的无病生存期和总生存期相关。

随后，研究人员使用敲低、过表达实验探究了FZD10在肝脏CSCs中的潜在作用。结果发现FZD10敲低后，HCC的多能转录因子表达减少、球体形成受损、肝脏CSCs比例降低；相反，FZD10过表达则增加了HCC多能转录因子的数量、增强了HCC球体的形成能力、导致HCC细胞中CSCs比例增加，说明FZD10促进了肝脏CSCs的扩增。

此外，他们还注意到敲低FZD10削弱了HCC细胞的迁移和侵袭能力、显著降低肿瘤发生率，而FZD10的过表达则增强了细胞的迁移和侵袭能力，增加了肿瘤发病率，在小鼠中形成了更多的肺转移病灶。

Preview

来源: 生物谷

FZD10促进肝脏CSCs的扩增

为了阐明FZD10促进肝脏CSCs扩增的机制，研究人员使用RNA测序分析了FZD10过表达的HCC细胞中的基因表达情况。

KEGG信号通路富集分析显示，在过表达FZD10的HCC细胞中，MAPK、WNT/β-catenin和Hippo是前三大富集信号通路。鉴于已有研究报道WNT/β-catenin/TCF和Hippo信号通路在调控CSCs扩增中发挥重要作用，因此研究人员重点着眼于FZD10对WNT/β-catenin和Hippo信号通路的调控。

研究结果显示，FZD10敲除的HCC细胞中β-catenin的转录活性明显下调，核β-catenin的水平及其下游靶基因的表达均显著降低；而在FZD10过表达的HCC细胞中β-catenin的转录活性上调，核β-catenin的水平及其下游靶基因的表达明显增加。与之类似，过表达FZD10的HCC中YAP1核易位和靶基因表达上调，而FZD10敲除则观察到相反的结果。

此外，HCC患者的数据也进一步佐证了上述结果。在HCC患者中，FZD10的表达水平与核β-catenin和YAP1的水平呈正相关，β-catenin、YAP1高表达对应肝癌患者较短的生存期。

因此，上述实验结果表明，在肝癌患者肿瘤干细胞中高表达的FZD10通过WNT/β-catenin和Hippo通路增强了肝脏CSCs的特性，促进了肝脏CSCs的自我更新，最终导致肿瘤的发生和转移。

越来越多的证据表明，肝脏CSCs与耐药性密切相关[3]，基于上述研究结果，研究人员自然而然地想到，既然HCC中高表达的FZD10可以促进肝脏CSCs的特性，它是否也与肝癌患者对仑伐替尼的治疗耐受相关呢？

Kaplan-Meier分析显示，FZD10低表达的HCC患者在仑伐替尼治疗后存活时间更长，而FZD10高表达的患者对仑伐替尼治疗表现出较强的耐药性。与之相对应，FZD10过表达导致肝癌细胞抵抗仑伐替尼诱导的生长抑制和细胞凋亡。

进一步，研究人员利用患者源性肿瘤类器官（PDOs）和患者源性异种移植（PDXs）模型，验证了FZD10表达水平与仑伐替尼耐药性之间的相关性。结果发现FZD10表达水平较高的原发性HCC衍生的PDOs对仑伐替尼治疗具有耐药性，而FZD10表达水平较低的原发性HCC衍生的PDXs对仑伐替尼治疗极为敏感，仑伐替尼可以几乎完全阻断FZD10表达水平较低的PDXs的生长。

上述结果表明，FZD10低表达的HCC患者可能对仑伐替尼的治疗更为敏感，提示肝癌患者肿瘤中的FZD10水平，可以作为推断其对仑伐替尼反应性的可靠预测因子。

Preview

来源: 生物谷

FZD10表达水平与HCC患者仑伐替尼的治疗耐药性相关

研究人员还探究了FZD10高表达导致仑伐替尼耐药的机制。根据已有文献报道，MAPK信号通路异常激活与仑伐替尼耐药密切相关[4]。

与先前的研究结果相一致，本研究的RNA-seq数据显示MAPK信号通路在过表达FZD10的HCC细胞中富集。相比于对仑伐替尼仑伐替尼治疗敏感的HCC细胞系，对仑伐替尼耐药的HCC细胞系中MAPK信号通路之一c-Jun/MEK/ERK通路的表达水平显著上调，在仑伐替尼耐药的PDXs和仑伐替尼治疗后的临床复发肿瘤中，FZD10和c-Jun/MEK/ERK通路的表达水平也明显上调。

这表明c-Jun/MEK/ERK的激活与仑伐替尼耐药有关，肝癌中高表达的FZD10通过c-Jun/MEK/ERK通路导致HCC对仑伐替尼产生耐药性。

最后，研究人员评估了以FZD10为靶点对仑伐替尼耐药HCC的治疗潜力。

他们发现使用FZD10抑制剂可以恢复HCC对仑伐替尼治疗的敏感性，说明FZD10有望成为治疗仑伐替尼耐药HCC的潜在靶点。

Preview

来源: 生物谷

靶向FZD10可恢复HCC对仑伐替尼的敏感性

总的来说，本研究发现在肝癌CSCs中高表达的FZD10一方面可以通过激活β-catenin和YAP1促进肝脏CSCs的自我更新、肿瘤发生和转移，另一方面可以通过c-Jun/MEK/ERK通路导致肝癌细胞对仑伐替尼治疗产生耐药性。

Preview

来源: 生物谷

机制示意图

好消息是，靶向FZD10可以恢复HCC对仑伐替尼的治疗敏感性，提高其临床治疗效果，这也意味着FZD10可以作为一种新的肝癌预后生物标志物和仑伐替尼耐药HCC的治疗靶点。

参考文献：

[1] Siegel RL, Miller KD, Fuchs HE, et al. Cancer Statistics, 2021. CA Cancer J Clin 2021;71:7-33.

[2] Wang J, Yu H, Dong W, Zhang C, Hu M, Ma W, Jiang X, Li H, Yang P, Xiang D. M6A-mediated upregulation of FZD10 regulates liver cancer stem cells properties and lenvatinib resistance through WNT/β-catenin and Hippo signaling pathways. Gastroenterology. 2023 Feb 8:S0016-5085(23)00114-2.

[3] Han T, Zhang Y, Yang X, et al. miR-552 Regulates Liver Tumor-Initiating Cell Expansion and Sorafenib Resistance. Mol Ther Nucleic Acids 2020;19:1073-1085.

[4] Jin H, Shi Y, Lv Y, et al. EGFR activation limits the response of liver cancer to lenvatinib. Nature 2021.