骨是肝细胞癌转移的第二大器官。生物活性物质介导的“骨-肝轴”（Bone-liver axis）致使骨的病变能够影响肝脏的生理病理状态。细胞外囊泡 (extracellular vesicles, EVs) 在肝癌的形成和发展中发挥着重要作用。然而，EVs介导的原发性肝癌与骨性病变之间的相互作用尚不清楚，骨转移灶对肝癌进展的影响也尚未得到研究。
2023年4月25日，华中科技大学同济医学院附属同济医院陈孝平/张必翔/黄昭与华中科技大学生命科学与技术学院甘璐共同通讯在Advanced Science 在线发表题为“Bone Lesion-Derived Extracellular Vesicles Fuel Prometastatic Cascades in Hepatocellular Carcinoma by Transferring ALKBH5-Targeting miR-3190-5p”的研究论文，该研究表明，肝癌骨转移来源的EVs能传递靶向AlkB同源物5 ( AlkB homolog 5，ALKBH5) 的miR-3190-5p (miR-3190)，从而在原位肝癌中启动促转移的级联反应。
该研究建立了肝癌骨转移小鼠模型，发现了肝癌骨转移源性EVs能自发回到原位肝癌并促进其转移。探究机制发现，具有促转移作用的miR-3190在肝癌骨转移的细胞和EVs中特异性高表达。ALKBH5为miR-3190的下游负向效应因子，并以N6-甲基腺嘌呤 (N6-methyladenosine, m6A) 依赖和非依赖的方式激活下游促转移基因集。该研究还构建了装载miR-3190拮抗剂的肝癌靶向性脂质体，从而抑制肝癌骨转移源性EVs对肝癌的促进作用。
骨是癌症转移最常见的部位之一。除了癌细胞的内在特征外，骨微环境与癌细胞之间的相互作用也有助于骨病变的形成和进展。癌细胞可以扰乱骨重塑过程，启动促进播散性肿瘤细胞发展的恶性循环。值得注意的是，骨微环境还可以通过重新编程肿瘤细胞，赋予它们不同于原发性癌症的特征，从而促进肿瘤的二次转移[1]。这些研究有助于阐明癌症骨转移级联反应的机制，并为改善患者病情提供治疗方法。
近年来，肝细胞癌的发病率不断增加且预后较差，但肝癌骨转移并未得到应有的重视[2]。肝癌骨转移发生和进展的病理生理和分子机制仍有待探究。在之前的研究中，该团队建立了一个可重复的肝癌骨转移动物模型[3]，且分离出一系列具有不同骨转移能力的肝癌细胞亚群，并发现长链非编码RNA H19可以通过吸附miRNA-200b-3p诱导肝癌细胞上皮间质转化，并通过失活p38-MAPK信号传导通路减少骨保护素的表达，从而加剧溶骨性骨重塑[4]。尽管如此，临床治疗中肝癌骨转移仍以姑息性治疗为主，“骨-肝轴”对肝癌骨转移患者的进展和预后的影响仍不清楚。
在癌症进展过程中，细胞外囊泡 (extracellular vesicles, EVs) 通过转运生物活性物质调节细胞生长、迁移、血管生成和转移前生态位的形成。在肝癌中，EVs可作为潜在的早期肿瘤诊断生物标志物和预后预测因子，并促进肝癌的发生、耐药与转移。作为EVs递送的主要RNA类型，miRNA在促进肝癌进展方面发挥着重要作用。然而，远处转移部位分泌的EVs影响原位肝癌进展的相关报道较少，这一研究方向有待进一步探究。
AlkB同源物5 ( AlkB homolog 5，ALKBH5) 作为一种RNA去甲基化酶，能够降低N6-甲基腺嘌呤 (N6-methyladenosine, m6A) 的水平。许多证据表明，ALKBH5能够通过m6A途径调控一系列促癌或者抑癌基因，并对不同背景的肿瘤发挥双向影响。如ALKBH5可以通过调节LYPD1的m6A修饰促进其降解，从而抑制肝癌的进；也可以通过PD-L1阳性的巨噬细胞来促进肝癌进展。此外，ALKBH5还可以通过与HuR结合以调控miR-107/LATS2轴的表达，从而影响YAP的活性，该结果表明ALKBH5能以不依赖m6A的方式调控下游靶基因。
文章模式图（图源自Advanced Science ）
该研究建立了能释放GFP阳性 EVs的肝癌骨转移细胞系及其亲本细胞系，并通过肝原位注射和胫骨内注射构建了一种伴随骨肿瘤的肝癌小鼠模型，发现骨肿瘤自发分泌的EVs能经过体内循环回到原位肝癌细胞中，通过传递靶向ALKBH5的miR-3190-5p (miR-3190)，以m6A依赖和非依赖的方式促进肝癌进展。此外，还设计了一种装载miR-3190拮抗剂并能够特异性靶向肝癌的脂质体治疗系统，并通过动物模型实验证明了该脂质体载药系统能明显抑制骨转移EVs对肝癌的影响，减缓肝癌的进展。总之，该研究为EVs介导“骨-肝轴”的交流提供了新的认识，同时有力地补充了ALKBH5介导的下游因子调控机制，并为肝癌骨转移靶向治疗提供了潜在的策略。
该研究由华中科技大学同济医学院附属同济医院肝脏外科中心与华中科技大学生命科学与技术学院合作完成，陈孝平院士、张必翔教授、黄昭医师、甘璐教授为本论文共同通讯作者，韩沈琦博士、薛霖博士、韦祎硕士、雍土莹讲师为共同第一作者。陈孝平/张必翔/黄昭研究团队长期致力于肝癌骨转移发生发展的机制，外泌体介导的“骨-肝轴”交流机制，寻找诊断标志物、预后预测因子及治疗靶点，以期延缓肝癌骨转移病人疾病进展，改善病人预后。
参考文献：
[1] W. Zhang, I. L. Bado, J. Hu, Y.-W. Wan, L. Wu, H. Wang, Y. Gao, H.-H. Jeong, Z. Xu, X. Hao, B. M. Lege, R. Al-Ouran, L. Li, J. Li, L. Yu, S. Singh, H. C. Lo, M. Niu, J. Liu, W. Jiang, Y. Li, S. T. C. Wong, C. Cheng, Z. Liu, X. H. F. Zhang, Cell 2021, 184 (9), 2471, https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.03.011.
[2] Z. Huang, J. Wen, Y. Wang, S. Han, Z. Li, X. Hu, D. Zhu, Z. Wang, J. Liang, H. Liang, X. P. Chen, B. Zhang, Front Med 2022, 16 (4), 551, https://doi.org/10.1007/s11684-022-0928-z.
[3] R. Hou, Y.-W. Wang, H.-F. Liang, Z.-G. Zhang, Z.-M. Liu, B.-H. Zhang, B.-X. Zhang, X.-P. Chen, J. Cancer Res. Clin. Oncol. 2015, 141 (11), 1931, https://doi.org/10.1007/s00432-015-1958-6.
[4] Z. Huang, L. Chu, J. Liang, X. Tan, Y. Wang, J. Wen, J. Chen, Y. Wu, S. Liu, J. Liao, R. Hou, Z. Ding, Z. Zhang, H. Liang, S. Song, C. Yang, J. Zhang, T. Guo, X. Chen, B. Zhang, Hepatology (Baltimore, Md.) 2021, 74 (1), 214, https://doi.org/10.1002/hep.31673.
参考消息：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202207080
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