Cell Death & Disease：非酒精性脂肪肝竟会促进乳腺癌的发生！与这个因素有关

近些年来，「免疫」成为科研的“宠儿”。“免疫”相关研究的历史比较长，但近十年来仍呈爆发式增长，也是近年高分文章的焦点之一。在Pubmed数据库中输入Immunity”，文章数量高达1,604,067篇，仅2022年一年的发文量便达到了121,079篇。

在最新出炉的2023年最佳国自然中标研究热点，「免疫」荣登榜首，中标率高达985。其中，对近10年免疫调控项目的中标数进行统计，分析发现：免疫调控中，揭示“肿瘤潜在免疫调控机制”的中标数一直处于上升趋势。

如今，免疫调控的研究已成为医学领域的重要研究方向之一。免疫调控包括凋亡、炎症、自身免疫等多方面；其中，细胞凋亡作为一种重要的调节方式，收获了越来越多的关注。

近日，来自香港大学的研究员们在Nature出版集团旗下刊物《Cell Death & Disease》发表了题为“Non-alcoholic fatty liver disease promotes breast cancer progression through upregulated hepatic fibroblast growth factor 21”的研究论文，确定了HFD诱导的NAFLD中肝脏FGF21表达增加，通过增强乳腺癌细胞的抗凋亡能力，促进乳腺癌的进展。该研究强调了FGF21作为乳腺癌预后指标和潜在治疗靶点的临床意义，以及维持肝脏健康在乳腺癌预防和治疗中的重要性。

一、研究背景

乳腺癌（BC）是女性最常见的恶性肿瘤之一，其发生和发展受到多种因素的影响，目前仍在研究中。非酒精性脂肪肝病（NAFLD）是全球最常见的肝脏疾病，被认为是诱导乳腺癌的危险因素之一。然而，目前NAFLD对乳腺癌的直接影响和潜在机制仍知之甚少，因为肥胖、代谢综合征和2型糖尿病等流行病也与乳腺癌的发展有关，所以掩盖了特定的肝脏因素。NAFLD的肝功能障碍会导致全身代谢功能障碍，包括与癌症相关性激素的重编程，这表明NAFLD在乳腺癌中的重要性可能被低估了。

器官串扰依赖于循环系统，肝脏作为外分泌腺，通过产生肝因子与其他器官和组织相互作用。成纤维细胞生长因子21（FGF21）作为一种肝因子，主要由肝脏分泌，对肝外器官或组织发挥作用，因其在介导脂质代谢和维持能量稳态中的作用而被广泛探究。

很多研究表明，循环中的FGF21水平是由高脂饮食诱导的，并与NAFLD发展呈正相关。此外，在多种癌症中（如肝癌、甲状腺癌等）观察到FGF21过表达，FGF21可以通过特定的信号传导途径参与肿瘤进展的多个过程，具体信号传导途径取决于癌症类型和FGF21的来源。然而，关于FGF21在乳腺癌中的作用机制的研究数据有限，在乳腺肿瘤组织中的表达模式仍不清楚，且FGF21对肿瘤生长和进展的影响尚未见报道。 

二、研究思路方法与结论 

研究思路1：研究NAFLD与乳腺癌进展之间的关系 

研究方法： 

（1）饲喂高脂饮食（HFD）7周，在雌性MMTV-PyMT小鼠中建立NAFLD模型和伴有NAFLD的乳腺癌模型，检测其体重、体脂百分比、皮下和内脏脂肪的积累程度、肝酶水平、脂滴积累水平（H&E和油红O染色）、乳腺肿瘤的生长、体积和重量、肺转移负担、PCNA（免疫荧光染色）和Ki67（肿瘤细胞增殖活性）的表达水平。 

（2）建立另一个具有C57BL/6J背景的NAFLD乳腺癌模型，HFD饲喂12周，检测上述指标以及肝脏重量、肝脂肪变性程度、ALT、AST和ALP水平等肝功能指标。 

（3）利用条件培养基建立体外NAFLD模型，游离脂肪酸（FFA）处理肝细胞，并通过油红O染色检测脂滴丰度，MTS测定评估乳腺癌细胞活力。

研究结论：HFD诱发NAFLD并促进PyVT小鼠和C57BL/6J小鼠乳腺肿瘤的发展；此外，肝细胞的条件培养基也可促进乳腺癌细胞系的细胞活力。

研究思路2：探究NAFLD可能的致癌机制

研究方法：

（1）对饲喂标准饮食（SFD）和HFD的患有乳腺肿瘤的C57BL/6J小鼠的肝组织进行RNA测序分析。根据功能信息和基因表达水平，缩小特定功能基因范围。

（2）检测HFD组小鼠肝脏、NAFLD模型的血清和条件培养基中FGF21水平，评估FGF21在肿瘤中的分布，并进行蛋白质印迹分析验证。

研究结论：

（1）NAFLD条件下肝脏分泌系统改变，FGF21在NAFLD乳腺癌模型中过表达。

（2）NAFLD中肝脏FGF21水平升高可能循环至乳腺肿瘤并影响肿瘤生长。

研究思路3：探究FGF21对乳腺癌的影响 

研究方法：

（1）建立同种异体移植乳腺癌动物模型，将E0771细胞移植到C57BL/6J小鼠中，然后瘤周注射重组小鼠FGF21。FGF21干预2小时后收集的肿瘤样品进行免疫组织化学（IHC）染色，证实FGF21的原位富集，同时观察E0771肿瘤生长、体积和重量。

（2）通过含有FGF21的渗透泵来模拟NAFLD模型中检测到的循环FGF21的水平，评估循环FGF21对乳腺癌的影响，同时检测肿瘤密度、生长和重量。 

（3）通过FGF21敲除小鼠模型和FGF21 KO肝细胞的体外NAFLD模型，检测HFD诱导的乳腺癌肿瘤生长、体积和重量。 

研究结论：FGF21促进乳腺癌肿瘤生长，NAFLD中循环增加的FGF21可以在乳腺肿瘤组织中富集并促进乳腺癌进展。

研究思路4：进一步探究FGF21促肿瘤生长的分子机制

研究方法：

（1）重组FGF21处理乳腺癌细胞系，MTS测定乳腺癌细胞活力，检测STAT3、Akt和FoXO1的磷酸化水平、抗凋亡Bcl-2蛋白、促凋亡蛋白Bax的表达。

（2）通过化疗药物阿霉素（DOX）作为细胞凋亡诱导剂，检测DOX和FGF21之间对肿瘤细胞活力的拮抗作用，通过膜联蛋白V染色法、TUNEL测定和Caspase活性检测进一步来证实FGF21的抗细胞凋亡能力。 

（3）DOX处理的乳腺癌细胞进行FGF21干预时，检测线粒体膜电位（线粒体外膜透化作用），评估细胞色素c的释放，验证FGF21的抗凋亡能力。

研究结论：FGF21通过STAT3和Akt/FoXO1途径增强乳腺癌细胞的抗凋亡能力。

研究思路5：评估FGF21在乳腺癌中的临床相关性

研究方法：

（1）采用IHC染色分析不同分子类型的肿瘤样本以及配对的邻近正常组织（PNTAT）中FGF21的表达。

（2）将157名乳腺癌患者分为低或高FGF21表达亚组，评估对比总生存时间、无病生存期、生存率、复发率等，进一步研究FGF21表达与乳腺癌预后之间的关联。

研究结论：FGF21在乳腺癌组织中过表达，并与预后相关，表明肿瘤内FGF21可作为乳腺癌诊断和预后生物标志物。

三、小结

本研究中，研究员通过FGF21检测了NAFLD对乳腺癌肿瘤生长和细胞活力的影响。FGF21的瘤周和全身给药均促进乳腺癌肿瘤的生长，而FGF21敲除则减弱了高脂饮食的促瘤作用。从机制上讲，外源性FGF21干预通过STAT3和Akt/FoXO1信号通路增强乳腺癌细胞的抗凋亡能力，并减轻阿霉素诱导的细胞死亡。此外，乳腺癌患者的肿瘤组织中FGF21过表达与不良预后相关。

总之，此项研究表明，HFD诱导的NAFLD中肝脏FGF21表达增加，通过增强乳腺癌细胞的抗凋亡能力，促进乳腺癌的进展。强调了FGF21作为乳腺癌预后指标和潜在治疗靶点的临床意义，以及维持肝脏健康在乳腺癌预防和治疗中的重要性。

参考来源：

Sui Y, Liu Q, Xu C, et al. Non-alcoholic fatty liver disease promotes breast cancer progression through upregulated hepatic fibroblast growth factor 21. Cell Death Dis. 2024 Jan 18;15(1):67.