FBP1调控衰老MASH肝细胞向肝癌进展的机制

肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma, HCC）是全球范围内最常见的恶性肿瘤之一，通常由病毒感染或代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）引发的慢性肝损伤和代偿性增殖所致。尽管MASH增加了HCC的发生风险，其诱导的p53依赖性肝细胞衰老被认为具有肿瘤抑制作用。然而，衰老的双重作用——既通过细胞周期阻滞抑制肿瘤，又通过衰老相关分泌表型（SASP）促进癌变——使得MASH相关HCC的发生机制复杂且未完全明确。衰老肝细胞在代谢压力下积累，并通过免疫逃逸进一步进化为肿瘤前体细胞，这一过程需要克服衰老的肿瘤抑制屏障。

FBP1和p53在HCC中的显著下调

FBP1在71%的肝细胞癌（HCC）中下调，并与ALDOB缺失、AKT激活、MDM2磷酸化增加，以及p53、p21CIP1和p16INK4a下调密切相关。临床蛋白质组数据库分析支持FBP1和ALDOB在HCC中的广泛下调，且低FBP1水平与差生存率和TP53突变相关。FBP1启动子高甲基化是其下调的主要原因，与高DNMT1表达相关。进一步分析证实p53通过结合FBP1启动子调控其表达，且高脂/高果糖饮食诱导FBP1和p53的表达依赖于TP53功能。

图1：p53依赖性、FBP1下调及其在人体HCC中的启动子高甲基化。

MASH模型中FBP1和p53对HCC的调控作用

高果糖饮食（HFrD）喂养MUP-uPA小鼠可诱导p53、p21CIP1、p16INK4a和FBP1的升高，并抑制AKT激活。FBP1、ALDOB、p53和DNA损伤反应（DDR）标志物在HFrD喂养后32周达到高峰，随后下降，而NRF2呈相反趋势。肝细胞DNA损伤和DDR介质（如γH2AX和53BP1）升高，伴随有自噬紊乱和HcPCs的早期肿瘤病变。在小鼠和人类MASH模型中，FBP1的缺失加速HCC发展，且增加了DNA损伤、AKT激活和NRF2表达，表明FBP1在肝细胞衰老和HCC进展中的重要抑制作用。

图2：MASH中DNA损伤诱导的FBP1和p53上调。

FBP1缺失在NRASG12V诱导的肝癌发生中的作用

NRASG12V注射后，Fbp1ΔHep小鼠迅速诱导出轻度纤维化的HCC，并伴随AKT激活、GSK3β Ser9磷酸化、NRF2和MDM2激活，且p53、p21CIP1和p16INK4a下调。FBP1重建小鼠的肝脏抑制了HCC和纤维化，恢复了p53和p21表达，并抑制了AKT、NRF2和MDM2的激活。AKT抑制剂（AKTi）和MDM2抑制剂（nutlin-3a）均可阻止NRASG12V诱导的HCC，其中AKTi有效阻断AKT激活和NRF2，而nutlin-3a仅抑制MDM2。结果表明，AKT激活在FBP1缺失的肝癌发生中起关键作用。

图3：FBP1或p53丧失以及AKT激活促进NRAS^G12V肿瘤发生。

NRF2和FBP1之间的相互调控关系

FBP1缺失激活了NRF2，而FBP1过表达则抑制了GSK3β Ser9磷酸化，从而降低了NRF2的表达。NRF2(E79Q)突变体在肝脏中特异性表达时，导致FBP1和p53下调，并加速了FBP1的降解。FBP1通过ERK通路受磷酸化，并被TRIM28泛素化。NRF2激活和FBP1降解促进了肝细胞DNA损伤，并增加了NRASG12V诱导HCC的风险。FBP1低表达的人类HCC中也发现了NRF2、NQO1和ERK磷酸化的上调，进一步支持了两者之间的相互作用。

图4：NRF2诱导的FBP1降解缓解衰老，进而促进肿瘤发生。

NRF2和FBP1之间的逆转录组调控

在Fbp1ΔHep肝脏中，超过三分之一的差异表达基因与NRF2诱导相关，涉及脂肪酸、氨基酸等代谢路径，支持细胞增殖。缺失FBP1后下调的基因与核糖核蛋白生物合成、mRNA代谢、细胞衰老和凋亡等相关，并在Nrf2Act-Hep肝脏中被抑制。NRASG12V转导主要上调氧化应激、细胞周期等基因，但对代谢基因影响较小。进一步分析显示，NRF2激活和FBP1缺失对衰老和细胞周期的控制作用互为反向调节，且在人类肝脏组织中也有类似表现。

图5：NRF2和FBP1对肝细胞转录组具有相反的影响。

NRF2激活和FBP1缺失逆向影响突变发生

在HFD诱导的MUP-uPA肝细胞癌（HCC）中，Fbp1ΔHep小鼠表现出较高的突变率，特别是在HFrD诱导的HCC中，C>T突变较为丰盛，可能与ATR依赖的单链DNA损伤有关。进一步的全基因组测序显示，NRASG12V转导的Nrf2Act-Hep小鼠肝脏和肿瘤中突变显著增加，突变模式呈现T>C转变，类似人类HCC模式。通过谱系追踪实验，发现HCC来源于可逆性衰老的前体细胞，这些细胞在DNA损伤后重新进入细胞周期，促进肿瘤发生。