肝癌是全球第六大最常見的癌癥，也是全球癌癥相關死亡的第四大原因。肝細胞癌是肝癌的主要組織學亞型，占據原發性肝癌的75%-85%比例（1）。盡管近年包括手術切除、射頻消融和傳統中醫等多種方法能夠提高患者的生存率，但腫瘤的復發以及轉移仍然是目前治療難以解決的問題。因此，對腫瘤發病的分子機制的研究顯得尤為重要，其成果將有助于新型診斷標志物和抗HCC療法的開發。
TGFβ通路在細胞的生長、增殖、分化、遷移和凋亡，組織與器官的發生和形成、機體的免疫反應等生物過程發揮重要的功能，它是肝癌發生發展過程中腫瘤細胞與微環境之間的主要細胞因子信號通路。TGF-β1受體 TGFBR2的高表達能夠抑制肝細胞增殖，延長生存周期，TGFBR2的低表達則會促進轉移和血管生成，加重腫瘤的進展（2）。然而，這兩種信號的失衡在HCC進展中是否也發揮作用，免疫系統是否參與其中，其具體的分子機制是什么目前仍不清楚。
近日，來自中國天津醫科大學于津浦教授團隊在Molecular Therapy（IF=11.454）雜志發表文章。揭示在HCC炎癥環境中，M2型腫瘤相關巨噬細胞可以釋放并傳遞含有MIR17HG和miR-17-92簇組分的胞外小泡到HCC細胞中，誘導TGF-β1/BMP-7通路失衡(TGFBR2低表達/ACVR1高表達)，促進肝癌的進展，產生不良的臨床預后。因此，這項研究為肝癌的潛在治療方法的發展提供了新的分子靶點。
實驗部分
通過TCGA數據庫中分析了359例HCC樣本中，利用生物信息學方法篩選出TGF-β1/BMP-7通路失衡組(TGFBR2低表達/ACVR1高表達，imbalanced group)。
01#蛋白水平驗證#
在對收集的197例HCC樣本中，對64例樣本進行了TGFβ1信號通路（TGFβ1,TGFBR2,TGFBR1）和BMP-7信號通路（BMP-7,BMPR2,ACVR1）免疫組化染色；對133例樣本進行了免疫熒光染色（DAPI,HepPar-1,TGFBR2,ACVR1）。
利用TG公司的TissueFAXS
Spectra全景組織多光譜掃描系統成像，并使用 StrataQuest圖像分析軟件建立拆色多光譜庫，實現了多靶點的組織原位微環境單細胞精準定量分析。此外，還分析HepPar-1陽性細胞中TGFBR2與ACVR1的熒光強度，得出HCC細胞中二者的表達模式呈顯著的負相關。
之后，通過傳統的分子細胞生物學方法證明TGF-β1/BMP-7通路失衡能夠通過抑制分化抑制因子（ID1）的表達，以此上調EMT Marker和干細胞特性，最后促進腫瘤細胞的侵襲。在進一步的機制研究中，作者發現miR-17-92簇不同的miR-17和-20a miRNA能夠靶向TGFBR2 mRNA來抑制TGFBR2的表達，以及miR-17等能夠靶向Smuf1 mRNA以此抑制ACVR1蛋白的泛素化降解。
02#確定腫瘤浸潤免疫細胞是否參與通路失衡#
免疫組化與多重免疫熒光（DAPI,HepPar-1,TGFBR2,ACVR1,CD68，CD163）染色。
利用TG公司的TissueFAXS全景組織多光譜掃描系統成像，通過StrataQuest圖像分析軟件，對不同的marker的熒光強度進行計算，發現在 CD68 + TAMs和CD163 +M2-TAMs在TGF-β1/BMP-7通路失衡樣本中比例顯著上升，并且M2-TAMs總量與TGFBR2 的平均熒光強度(MFI)呈負相關(r = -0.467, p < 0.001)，與ACVR1的平均熒光強度成正相關(r = -0.494,p < 0.001)，表明M2-TAMs能夠誘導TGF-β1/BMP-7通路的失衡。
實驗發現miR-17-92正是來自于M2-TAMs向外分泌的外泌體中，同時證明逆轉TGF-β1/BMP-7通路的失衡，可有效抑制含有大量M2-TAMs HCC移植瘤在體內的生長和轉移。
在本文中，研究人員通過分子生物學，細胞生物學，生物信息學等方法，闡明TGF-β1/BMP-7通路失衡在HCC侵襲和轉移中起著十分重要的作用，為肝癌亞型的區分以及未來藥物靶點的方向提供了新的方向。
參考文獻：
1:Bray, F., Ferlay, J., Soerjomataram, I., Siegel, R.L.,
Torre, L.A., and Jemal, A. (2018).Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN
estimates of incidence and mortalityworldwide for 36 cancers in 185 countries.
CA Cancer J. Clin. 68, 394–424.1
2:Coulouarn, C., Factor, V.M., and Thorgeirsson, S.S. (2008). Transforming growth factor-beta gene expression signature in mouse hepatocytes predicts clinical outcome in human cancer. Hepatology 47, 2059–2067.