肝癌不是突然出現(xiàn)的，而是從癌前細(xì)胞慢慢發(fā)展而來(lái)。Junyu Xiang所在團(tuán)隊(duì)在Nature cancer發(fā)表題為MEF2D-expressing cancer precursors reprogram tissue-resident macrophages to support liver tumorigenesis的論文。研究發(fā)現(xiàn)，這些早期異常細(xì)胞并非被動(dòng)等待命運(yùn)，而是會(huì)主動(dòng)改造周?chē)h(huán)境，為未來(lái)的腫瘤鋪路。

通過(guò)單細(xì)胞測(cè)序和空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄因子MEF2D在癌前階段異常升高，并讓這些細(xì)胞變得更具惡性，同時(shí)分泌多種信號(hào)分子。這些分泌信號(hào)作用在肝臟常駐巨噬細(xì)胞——Kupffer 細(xì)胞（KCs）。其中一種“干性”巨噬細(xì)胞亞群 KC2 會(huì)在 MEF2D 信號(hào)的刺激下被激活，通過(guò) NRP1 信號(hào)通路轉(zhuǎn)變?yōu)榇傺椎?KC1。KC1大量分泌 IL-6 等炎癥因子，進(jìn)一步推動(dòng)癌前細(xì)胞向腫瘤方向發(fā)展，形成一個(gè)相互促進(jìn)的“致癌生態(tài)位”。阻斷 KC2 → KC1 的關(guān)鍵通路 NRP1，可以明顯減少炎癥并抑制小鼠肝癌發(fā)生。這說(shuō)明：在癌癥尚未形成時(shí)，通過(guò)干預(yù)巨噬細(xì)胞亞群的異常轉(zhuǎn)化，或許能成為未來(lái)肝癌早期預(yù)防的新策略。

圖1主要展示MEF2D如何在肝癌最早階段出現(xiàn)，并對(duì)肝癌發(fā)生起決定作用。首先，研究者比較正常肝、肝硬化、癌前病灶（LGDN）以及不同分期 HCC 組織（圖1b）。結(jié)果顯示：MEF2D 在癌前階段就明顯升高，并呈現(xiàn)局灶性聚集。在大量人類(lèi)肝硬化鄰瘤組織中，MEF2D 高表達(dá)的患者術(shù)后復(fù)發(fā)率更高（圖1c），說(shuō)明它與腫瘤早期形成密切相關(guān)。為了驗(yàn)證 MEF2D 是否是“致癌因子”，作者使用了多種小鼠模型。無(wú)論是 DEN 誘導(dǎo)肝癌（圖1d–j）還是 PTEN 缺失誘導(dǎo)肝癌模型（圖1k–o），敲除肝細(xì)胞中 Mef2d 都顯著減少癌前病灶和腫瘤數(shù)量，并降低肝臟損傷指標(biāo)。說(shuō)明 MEF2D 對(duì)腫瘤啟動(dòng)至關(guān)重要。最后，通過(guò)細(xì)胞移植實(shí)驗(yàn)（圖1p、q），研究發(fā)現(xiàn)：只有 MEF2D+ 的癌前肝細(xì)胞能在小鼠體內(nèi)形成腫瘤；人工讓肝細(xì)胞過(guò)表達(dá) MEF2D，也能使其具備成瘤能力。圖 1 證明了：MEF2D是肝癌發(fā)生的“啟動(dòng)器”，它在癌前階段就已異常升高，并推動(dòng)肝細(xì)胞走向腫瘤化。

圖2主要說(shuō)明：MEF2D陽(yáng)性癌前肝細(xì)胞具有明顯的早期惡性特征和高分泌特征。首先利用多組學(xué)技術(shù)（RNA-seq、CUT&Tag、ATAC-seq、DSP等）深入分析正常肝、癌前組織以及早期 HCC（圖2a）。他們建立了一套“惡性評(píng)分體系”（malignancy signature）（圖2b），用來(lái)評(píng)價(jià)細(xì)胞的腫瘤化傾向。在癌前肝組織中，DSP空間分析顯示：MEF2D表達(dá)越高，肝細(xì)胞的惡性評(píng)分越高，且在三只小鼠中均看到相同趨勢(shì)（圖2d）。在人類(lèi)癌前病變（GSE6764數(shù)據(jù)）中也同樣正相關(guān)（圖2e），證明MEF2D升高與癌前細(xì)胞向惡性轉(zhuǎn)變密切相關(guān)。進(jìn)一步對(duì)MEF2D-high與MEF2D-low區(qū)域差異基因進(jìn)行整合（圖2f），發(fā)現(xiàn) MEF2D高表達(dá)的癌前區(qū)域大量上調(diào)促進(jìn)腫瘤發(fā)生的通路，包括：細(xì)胞周期、PI3K–AKT、TNF、MAPK、Hedgehog、mTOR以及肝癌相關(guān)信號(hào)。由此形成了一個(gè)“MEF2D標(biāo)記的癌前基因特征”（MPS）。在人類(lèi)多階段肝癌隊(duì)列中（GSE89377），MPS 分?jǐn)?shù)在癌前期（DN）、早期HCC中顯著升高（圖2g），說(shuō)明 MEF2D 相關(guān)基因表達(dá)變化從癌前階段就已出現(xiàn)。圖2證明MEF2D 陽(yáng)性的癌前細(xì)胞已具備惡性潛能，并激活多條腫瘤相關(guān)通路，是推動(dòng)肝癌發(fā)生的早期關(guān)鍵分子。

圖3說(shuō)明：MEF2D通過(guò)調(diào)控增強(qiáng)子（enhancers），直接激活一系列致癌基因和分泌基因，使癌前肝細(xì)胞獲得惡性與高分泌雙重能力。首先，作者檢測(cè)癌前肝細(xì)胞中的關(guān)鍵基因表達(dá)（圖3a、3b）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在Mef2d缺失的小鼠中，多種致癌通路相關(guān)基因（Notch3、Sox2、Wnt6、Flt1）明顯下降；與此同時(shí)，多種分泌因子（如VEGF、SEMA3家族、FGF家族）也顯著減少。相反，當(dāng)在 AML12 肝細(xì)胞中過(guò)表達(dá)MEF2D時(shí)，這些基因全部上調(diào)（圖3c），說(shuō)明MEF2D具有驅(qū)動(dòng)癌前細(xì)胞活化功能。ELISA結(jié)果表明，MEF2D 缺失顯著降低分泌的VEGF和SEMA蛋白水平（圖3d），證明MEF2D既調(diào)控轉(zhuǎn)錄，也影響細(xì)胞分泌能力。作者隨后探索 MEF2D的作用機(jī)制。通過(guò) CUT&RUN 技術(shù)（圖3f–3h）發(fā)現(xiàn)：MEF2D直接結(jié)合到這些致癌基因和分泌基因 enhancer 或 promoter 上；刪除這些結(jié)合位點(diǎn)后，MEF2D 無(wú)法招募 H3K27ac，也無(wú)法激活基因表達(dá)。圖3證明MEF2D通過(guò)結(jié)合增強(qiáng)子并提升H3K27ac修飾，直接驅(qū)動(dòng)癌前細(xì)胞進(jìn)入“高增殖+高分泌”的腫瘤前狀態(tài)，是早期致癌過(guò)程的核心分子。

本研究揭示了肝癌從“癌前階段”開(kāi)始的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。作者發(fā)現(xiàn)：在肝硬化或癌前病灶中，有一小群MEF2D高表達(dá)的肝細(xì)胞，它們不是普通受損細(xì)胞，而是具有強(qiáng)烈致癌潛能的癌前細(xì)胞。這些細(xì)胞通過(guò)表觀遺傳重塑激活一系列致癌與高分泌基因，釋放 VEGF、SEMA等信號(hào)分子，從而主動(dòng)改造周?chē)h(huán)境。這篇文章揭示了MEF2D+ 癌前肝細(xì)胞通過(guò)重塑巨噬細(xì)胞亞群，構(gòu)建促炎微環(huán)境，推動(dòng)肝癌發(fā)生；而靶向NRP1可能成為在癌癥發(fā)生前阻斷腫瘤的有效策略。