2024年9月9日，我院张金华课题组在国际医学TOP期刊Theranostics（中科院一区期刊，影响因子12.4）上发表题为“Hepatocyte-specific Smad4 deficiency inhibits hepatocarcinogenesis by promoting CXCL10/CXCR3-dependent CD8+ T cell-mediated anti-tumor immunity”的最新科研成果。该研究成果论文第一作者为硕士研究生欣欣，通讯作者为张金华教授，侯玲玲副教授为共同通讯作者。

图1 科研成果论文标题和作者

       肝癌是致命的恶性肿瘤之一，最新统计2022年全球癌症发生和相关死亡病例分别位列第六和第三。其发病率在全球范围内不断增长。预计至2025年，全球肝癌患者数将超过100万人。肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma, HCC）是最常见的肝癌类型，约占总病例数的90%。Smad4（Sma mothers against decapentaplegic homologue 4）是一种DNA结合蛋白，与其他Smad蛋白如Smad2/3形成多聚体进入细胞核转录调控下游靶基因。Smad4作为TGF-β/SMAD信号通路的重要转录因子，与多种癌症发生密切相关。Smad4在不同细胞中发挥功能不同，肝细胞中Smad4在HCC中的作用尚不明确。

       本课题主要采用Cre-Loxp重组系统构建了肝细胞特异性敲除Smad4的小鼠（AlbSmad4−/−），通过DEN/CCl4诱导的肝癌模型，Hepa1-6皮下移植瘤模型，结合体外细胞实验，采用免疫学、分子生物学等手段，对肝细胞中Smad4在肝癌发生中的作用及分子机制进行了深入研究。并利用临床肝脏组织芯片、肝癌组织单细胞测序、GEO数据库等进行了临床相关性分析和验证。

       研究表明Smad4在人和小鼠肝癌组织以及肝细胞中的表达显著上调。在DEN/CCl4诱导肝癌模型中，肝细胞中特异性敲除Smad4的小鼠，肿瘤发生数量减少，肝纤维化减弱，肝癌组织中CD8+ T细胞浸润增加。深入研究发现肝细胞中敲除Smad4促进CXCL10的分泌。在体外，CXCL10重组蛋白促进CD8+ T细胞效应分子肿瘤坏死因子α（TNF-α）的分泌及CD8+ T细胞的糖酵解，如胞外酸化率（Extracellular acidification rate，ECAR）升高；耗氧率（Oxygen consumption rate，OCR）下降；葡萄糖消耗增加，乳酸生成和ATP生成增加；线粒体膜电位极化减少。通过添加哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（Mammalian target of rapamycin, mTOR）抑制剂和乳酸脱氢酶A（Lactate dehydrogenase A, LHDA）的抑制剂，证明CXCL10促进CD8+ 糖酵解这一过程依赖于CD8+ T细胞中mTOR/LDHA信号通路。 GEO数据库分析结果显示，Smad4高表达患者生存率较低，生存时间较短。单细胞测序结果表明Smad4高表达肝癌患者CD8+ T 比例下降，且糖酵解水平降低。 

       综上研究表明肝细胞中Smad4促进肝癌的发生，将肝细胞中Smad4敲除后促进CXCL10分泌，增强CD8+ T细胞抗肿瘤免疫从而抑制肝癌发生。Smad4有望成为癌症预防和治疗的潜在候选靶点。

图2 肝细胞中Smad4敲除促进CXCL10分泌，增强CD8⁺ T细胞抗肿瘤免疫模式图

       该研究由北京交通大学和北京大学人民医院合作完成。研究工作得到国家自然科学基金、北京自然科学基金等的支持。

论文链接：https://www.thno.org/v14p5853.htm