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客观的我们调查了突变的哺乳动物雷帕霉素靶(mTOR)在肝细胞癌(hcc)的信号级联与慢性乙型背景,旨在评估和描绘mutation-dependent机制mTOR hyperactivation hepatocarcinogenesis。
设计我们进行下一代测序对人类肝癌样本和细胞系面板。系统的突变筛查mTOR pathway-related基因和突变基因进行评估是基于他们的复发。蛋白质的表达结节性硬化症(TSC) 1, TSC2和pRPS6评估免疫组织化学在人类肝癌样本。雷帕霉素敏感性估计肝癌细胞系集落形成试验和治疗的进一步测试是使用我们patient-derived肿瘤异种移植(PDTX)模型。
结果我们识别和确认多个循环mTOR组件作为突变HBV-associated肝癌。的意义,我们发现频繁(16.2%,n = 18/111)的突变TSC1和TSC2基因在肝癌样本。的光谱TSC1/2突变可能干扰内源性基因功能通过不同的机制和抑制mTOR下游活动导致更具侵略性肿瘤行为。突变的中断TSC1和TSC2我们也观察到在肝癌细胞株和PDTX模型。TSC雷帕霉素治疗突变细胞表现出减少克隆形成能力。与生物相关的使用TSC2突变PDTXs,我们证明了对雷帕霉素治疗过敏的疗效。
结论综上所述,我们的研究结果表明,先前的重要性无证mutation-dependent mTOR hyperactivation和频繁TSC1/2突变HBV-associated肝癌。他们定义一个分子的子集HCC在mTOR基因畸变信号,与潜在的意义具体有效的药物治疗。
- 肝细胞癌
- 基因突变
- 基因突变筛查
- 乙型肝炎
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本研究的意义
已知在这个问题上是什么?
肝细胞癌(HCC)是一种常见的癌症,全世界范围内导致死亡的主要原因。
肝癌是异构的各种风险因素,包括病毒感染(乙肝病毒和丙肝病毒)、酗酒和接触黄曲霉毒素B1。
激活的哺乳动物雷帕霉素靶(mTOR)信号级联是导致ligand-dependent信号从表皮生长因子和胰岛素样生长因子信号。
有什么新发现吗?
有频繁的突变破坏mTOR信号级联多个关键和规范的组成部分。
Mutation-dependent机制很可能是另一个主要原因导致mTOR hyperactivation。
结节性硬化症(TSC) 1和TSC2最常见的突变mTOR pathway-related基因和它们共同定义的小说人类肝癌的分子子集更具侵略性肿瘤行为。
我们的研究表明个性化治疗选择小说易感变异肝细胞癌患者的分子子集通过抑制mTOR信号。
它会如何影响临床实践在可预见的未来吗?
TSC1/2突变是最常见的单类中发现的基因改变人类肝细胞癌和mTOR信号级联代表一个最著名的是肝癌治疗的目标。
有频繁mutation-dependent mTOR hyperactivation,它定义了一种新颖的分子人类肝癌的子集和可能可行的通过抑制雷帕霉素或其衍生品。
通过完美结合的高通量下一代sequencing-based突变筛查和patient-derived肿瘤异种移植模型中,我们的研究表明,提供必要的支持证据相关突变的发现和药物测试,潜在的个性化治疗相关的肝细胞癌患者携带特定分子的改变。
介绍
肝癌(肝癌(HCC))是世界范围的一个主要恶性肿瘤,第二个最常见的致命癌症在中国,包括香港和东南亚。全球约55%的新病例发生在中国。1,2慢性乙型肝炎病毒感染是主要的潜在危险因素。肝癌是致命的,因为高复发率即使手术切除和频繁的转移。不幸的是,肝细胞癌对化疗患者的整体响应速度不满意是因为高度chemoresistant性质的肿瘤化疗药物的毒性。另一方面,索拉非尼,多个酪氨酸-抑制剂和唯一的食品和药品管理局批准了分子靶向治疗肝癌的药物,已经证明只有温和的肝细胞癌患者的生存利益,中位数生存只有2 - 3个月的时间比安慰剂的手臂在大规模试验中在白种人和亚洲人。3,4迫切需要识别战略分子靶点开发新的和有效的分子靶向治疗。突变景观的在这方面,调查肝癌的下一代测序(门店)的小说《循环地突变与治疗目标暗示将有价值,将有助于合理设计个性化的肝细胞癌患者的治疗策略。
最近的研究表明磷酸肌醇3-kinase (PI3K) /蛋白激酶B (PKB / AKT) /哺乳动物雷帕霉素靶(mTOR)信号通路在癌症的关键作用,包括肝细胞癌。5,6mTOR的组件经常调节信号通路在人类肝细胞癌。7激活mTOR信号级联被认为是由于ligand-dependent信号从表皮生长因子和胰岛素样生长因子信号,而不是从mutation-dependent机制。6根据文献报道显示低频率突变mTOR信号通路。7
系统地利用mTOR信号级联的突变景观在慢性乙肝病毒的背景,我们进行深NGS-based目标DNA测序(targeted-seq)在81年的选择mTOR pathway-related基因使用一大群95 HBV-associated肝癌病例。这最初的观察是进一步增强突变筛查使用whole-exome测序(韦斯)16日额外HBV-associated肝癌病例,以及whole-transcriptome测序(WTS)和桑格测序在肝癌细胞株。我们发现频繁突变mTOR信号级联的各种组件。在突变mTOR-related基因识别,结节性硬化症复杂(TSC)1和TSC2被发现是最常见的突变在肝细胞癌肿瘤样本。这样频繁的突变破坏TSC1/2复杂,起负监管Rheb,反过来能灭活mTORC1活动,可能会导致hyperactivation mTOR信号所显示的免疫组织化学染色(包含IHC)。值得注意的是,我们进一步提供必要的治疗的影响TSC通过对相关突变TSC突变细胞系和内部建立patient-derived肿瘤异种移植(PDTX)模型雷帕霉素治疗和证实了他们的过敏症。总的来说,我们的研究支持个性化治疗选择小说易感变异肝细胞癌患者的分子子集,通过抑制mTOR信号。
材料和方法
结果
Targeted-seq循环显示突变基因在肝癌mTOR通路
探索基因改变的模式和重要性mTOR通路基因,我们执行deep-targeted-seq群体的95人类肝细胞癌肿瘤样本(targeted-seq队列)81年mTOR pathway-related基因(见在线补充表S2)选择基于《京都议定书》百科全书的基因和基因组途径定义和文献检索,意味着基地覆盖深度为154.3×(范围:135.9 - -197.1)(见在线补充表S3)。正常的多态序列变异被移除背景过滤对报道变体存入公共存储库。95年人类肝癌的肿瘤研究,69(73%)至少有一个在我们选择mTOR-related基因突变集。在81个基因中,循环25(31%)被发现突变(图1,上部),22(27%)单例(图1一、下部)。剩下的34(42%)没有显示出突变基因在这个队列。所有的突变基因排序和列表根据其发生的频率(图1)并显示在一个路径图来说明其潜在角色mTOR信号(图1B)。以识别潜在的关键信号组件经常在肝细胞癌突变,我们特别注意到一流的突变基因。我们发现6(和相应的蛋白质)的基因,即TSC2(TSC2),HIF1A(HIF1α),PABPC3(PABPC3),RB1CC1(ATG17),RPS6KA3(RSK2)和TSC1(TSC1),经常被影响在5%以上的情况下在我们的群(图1左上角和图1B)。这些基因的突变频率高了几个关键节点mTOR途径,一旦转基因,可能支持适应效益和提供肝细胞的生存优势。这可能涉及的失调mTOR信号激活(TSC1/2和RSK2),其活性与下游耦合生物过程包括自噬和蛋白质翻译(ATG17和PABPC3)和细胞内重组肿瘤微环境的适应(HIF1α)。有趣的是,从我们的研究结果,mTOR激酶(2%)和其他知名的介质和监管机构等PI3Kβ/γ(3%和1%),PTEN(1%)和Akt1/2/3(1%;1%和1%)被发现的突变只是一个非常有限的子集肝癌样本并没有发现突变Rheb编码的直接下游效应器TSC1/2。
表示有针对性的DNA测序(targeted-seq)哺乳动物雷帕霉素靶(mTOR) pathway-related基因在肝细胞癌(HCC)发现队列。(一)共有95 HBV-associated人类肝细胞癌肿瘤样本受到targeted-seq mTOR pathway-related基因。六十九年肝癌样本被发现携带至少一个mTOR-related突变。在81 mTOR-related基因筛选,25个循环被发现突变在多个样本,而22单例。突变基因频率相应排名和上市。(B)原理图想象中列出的突变体(A)来说明mTOR-related信号的影响。TSC,结节性硬化症复杂。
频繁的TSC1和TSC2人类肝癌的突变定义了一个新颖的子群
目前,没有报道总会在肝细胞癌的研究已确定,这些变异率高TSC1和TSC2在肝细胞癌。我们的targeted-seq数据显示TSC2邵阳市突变基因,突变中发现95肝癌的肿瘤(12.6%)。相关的功能TSC1突变被发现在95肿瘤(5.3%)(5图1一个上部)。值得注意的是,四个,五个TSC1突变体在我们组肿瘤而不被发现TSC2突变,因此建议一个互斥的突变模式。这个互斥的模式也观察到在其他一流mTOR突变基因RB1CC1和RPS6KA3(图1一个上部)。通过进一步检索和分析肝癌外显子组测序数据(n = 202)的癌症基因组图谱(TCGA) mTOR-related突变体,TSC2和TSC1是一贯发现最常见的突变,影响到5.9%和4.95%,分别总数的情况下(看到在线吗补充图S1A)。TSC1和TSC2变异在不同癌症也检查了使用数据从TCGA癌症面板。25中癌症检查,7人,被发现携带TSC1和TSC2与肝细胞癌突变,在所有的癌症中排名第二。变异率高TSC1和TSC2在肝癌和其他癌症可能暗示mTOR信号失调的潜在参与潜在发展(见在线补充图印地)。此外,我们比较了巧合的TSC突变的以来HCC-related突变基因,包括TP53(p53),CTNNB1(β-catenin),AXIN1(Axin1)和ARID1A(ARID1A) (图2),我们发现TSC突变在场不分的遗传背景TP53突变。更重要的是,TSC突变可能分层小说子组的患者的肿瘤并不可能会受到影响CTNNB1,AXIN1和ARID1A变异,变异率(范围:11.6% - -15.8%)是可比较的TSC(图2B)。我们进一步发现和证实了另外两个TSC突变的外显子组测序数据集16肝癌病例(见在线补充表S4,补充图S2)。探讨这部小说的临床意义的基因群肝癌,病人样本分为三组:(1)TSC突变,(2)与HCC的司机突变TP53,CTNNB1,AXIN1和ARID1A但不是TSC突变和(3)其他没有提到的突变,紧随其后的是临床病理的相关性分析。有趣的是,TSC变异肝细胞癌明显更具侵略性肿瘤相关行为包括大的肿瘤大小(p = 0.034)和静脉入侵(p = 0.041) (表1)。这个观察进一步提供证据指向潜在的肿瘤抑制作用TSC复杂的人类肝细胞癌。损失函数TSC通过基因改变可能导致HCC进展通过支持肿瘤生长并提高癌症转移。
频繁的结节性硬化症(TSC) 1和TSC2突变定义一个新的人类肝细胞癌(hcc)的子群。(A)图清单中的关键基因发现突变肝癌发现队列(n = 95)。TP53,CTNNB1,AXIN1和ARID1A关键基因的突变在人类肝细胞癌。我们发现TSC1和TSC2编码蛋白质复杂的消极的哺乳动物雷帕霉素靶信号调节器,是经常发生突变。(B)维恩图显示利率的巧合TSC2或TSC1突变与TP53,CTNNB1,AXIN1和ARID1A突出显示的黑色线条。
突变TSC1/2呈现他们功能不活跃
我们确认所有的确认TSC1和TSC2突变的肿瘤样本独立Sanger测序(图3A, B,色谱图的左半部分,网上看到的补充图S3A, B)。大多数的TSC1和TSC2突变杂合的,突变频率在50%左右(读图3A、B)。因此,嘈杂的和重叠的信号在多个肝癌病例观察着两个副本的野生型和插入/删除(INDEL)变异TSC2(见在线补充图S4)。在进一步检查结果的相应ntl (图3A, B,一半的色谱图,网上看到的补充图S3B, C),有趣的是,在14TSC2变异在12个肝癌病例9(64.3%)体细胞,而另一5 (35.7%)。在五TSC1变异,两个(40%)被证实是躯体,而其余三个(60%)。通过结合突变数据验证和发现军团,我们确定了13的111总肝癌病例(11.7%)TSC2的突变和6 111例肝细胞癌病例(5.4%)TSC1突变(图3C)。总的来说,TSC1/2突变被发现在总共有16.2%(18/111)的病例,其中2/3(12/18)进行体细胞突变。通过考虑整个躯体和non-somatic变体,6TSC1变异识别,三个(50%)被INDEL突变,两个(33.3%)非同义的,导致单一氨基酸的变化,和其余的人(16.7%)是stop-gain突变(图3D,右面板)。的类型TSC2突变的识别更多样化。除了非同义突变(46.7%)、INDEL(20%)和两个stop-gain变异(13.3%)、splicing-related变化(20%)也被发现TSC2(图3D,左面板)。集体,我们预测,确定INDEL stop-gain和splicing-related突变会造成重大的有害影响TSC1/2复杂和渲染功能活动。类似地,非同义突变在计算机支持的本地蛋白质功能预测带来不利的结果。TSC失活是通过限制关键功能域(TSC1-binding和TSC2 GTPase激活蛋白(GAP)域;TSC1 TSC2-binding域)和通过一系列的机制可能影响其他结构性地区TSC1和TSC2蛋白(图3E)。
表示确认结节性硬化症(TSC) 1/2突变及其可能的影响负调节他们的肿瘤抑制活性。(一)Sanger测序确认的TSC2突变确定的目标DNA测序(targeted-seq)在肿瘤和相应non-tumorous肝脏。确定突变被归类为体细胞和non-somatic。(B) Sanger测序确认的TSC1targeted-seq突变确定肿瘤和相应non-tumorous肝脏。确定突变被归类为体细胞和non-somatic。(C)流程图总结肝细胞癌(HCC)的数量情况下携带TSC1和TSC2发现突变群体,验证队列或总结合肝癌病例。(D)图的类型进行总结和分类TSC2(n = 15)TSC1(n = 6)突变的发现在当前的研究中。(E)原理图显示的改变氨基酸的变化TSC1和TSC2由确定的基因变化。
TSC1和TSC2表达了人类肝癌携带TSC突变
我们检查了TSC1的蛋白表达水平和TSC2包含IHC人类肝癌的12例躯体TSC突变。得分TSC1强度和TSC2染色,我们演示了一个趋势在TSC差别(p = 0.05),对这些基因的表达在人类肝细胞癌TSC突变,相比ntl (图4S6蛋白质磷酸化)。增加携带体一直观察到具有代表性的例子TSC2突变(图4B和看到在线补充图S5A, B)。相比之下,我们观察到一些TSC2表达肝细胞癌病例野生型TSC2。更重要的是,这些野生型肿瘤病例显示低phospho-S6信号(图4C)。总的来说,我们的研究结果表明,TSC2突变会使TSC蛋白表达,进而上调mTOR活动,如图所示,其下游底物磷酸化的增加。
Downregulation结节性硬化症(TSC) 1/2表达在人类肝细胞癌(HCC)携带TSC突变。(一)12肝癌样本携带体TSC1/2突变和相应NTL受到包含IHC染色TSC1/2。的TSC1/2染色强度在肿瘤和non-tumour组织集体意味着包含IHC得分。他们的统计差异比较Wilcoxon符号秩检验(单边)。(B)代表包含IHC图像显示减少TSC2表达肝细胞癌肿瘤TSC2想法突变看起来相当不可理喻(TSC2 Q63X、案例PY003T)和剪接变异(330 t)和相应的phospho-S6染色作为下游标记为哺乳动物雷帕霉素靶途径激活。(C)代表包含IHC图像显示TSC2表达式和下游phospho-S6染色两例肝细胞癌(TSC2WT、病例361 t和368 t)没有TSC2突变。包含IHC,免疫组织化学;NTL, non-tumorous肝脏。
突变的状态TSC1和TSC2在肝癌细胞株
接下来,我们检查了TSC1和TSC2在肝癌细胞株突变状态。出世的七个肝癌细胞系(BEL7402、HepG2 Hep3B, Huh7, MHCC97L, PLC和SMMC),我们发现PLC细胞TSC2突变(图5),这导致了N1651S氨基酸替换在c端Rap-GAP域。证实了这种突变Sanger测序(图5B, E),免疫印迹TSC1和TSC2对应特定的抗体显示察觉TSC1 + H2P TSC2表达水平很低和H2M细胞(一对不同转移性肝癌细胞株潜在建立相同的病人)(图5C)。通过Sanger测序,我们进一步发现,察觉TSC1 H2P细胞蛋白表达源于C。C1525T替换导致过早停止增加。此外,H2P细胞也发现携带TSC2c。一个2833G substitution which leads to aK945D突变的中心地区TSC2(图5E)。综上所述,我们发现两个八肝癌细胞系(25%)显示TSC1和TSC2突变。
的突变状态和表现结节性硬化症复杂(TSC)1/2在人类肝细胞癌(HCC)的一个小组细胞系及其对哺乳动物雷帕霉素靶抑制剂治疗的敏感性。(A) RNA序列显示PLC肝癌细胞了TSC2突变。(B)TSC2突变由核糖核酸测序证实了在PLC Sanger测序在基因组水平。(C)蛋白表达水平的TSC1和TSC2肝癌细胞系的面板是由使用TSC1-specific和免疫印迹TSC2-specific抗体。PLC, H2P和H2M细胞显示TSC1相对较低以及TSC2蛋白表达。H2M是来自H2P。(D) Sanger测序显示stop-gain突变TSC1和一个错义突变TSC2在H2P细胞。stop-gain突变可能导致的损失TSC1 H2P细胞蛋白表达。(E)原理图显示TSC1和TSC2在PLC和H2P细胞突变体鉴定。(F)八肝癌细胞株与突变状态的定义TSC1/2受到雷帕霉素治疗表示浓度的4天,其次是固定和结晶紫染色可视化。
mTOR抑制剂能有效抑制细胞增殖TSC变异肝细胞
功能丧失的突变TSC1/2缓解Rheb蛋白失活和导致hyperactivation mTORC1活动。我们试图找出功能的影响TSC肝细胞的突变有关向mTOR抑制剂治疗肿瘤的敏感性。八个与定义良好的肝癌细胞株TSC1/2突变状态被镀和受到雷帕霉素治疗三种不同浓度介于1、10和100 nM (图5F) 4天。六个HCC中野生型TSC1/2,其中三(Huh7 97 l和HepG2)是敏感的雷帕霉素治疗从10纳米,而剩下的三个(SMMC, BEL7402和Hep3B)不敏感甚至在最高浓度。有趣,PLC和H2P细胞携带TSC1/2突变,其增殖抑制最小剂量的雷帕霉素治疗。低的过敏症mTOR抑制剂治疗支持的想法TSC1/2突变可以作为一个潜在的生物标志物来评估肝癌细胞的依赖mTOR信号,预测mTOR抑制剂治疗的反应。进一步评估和模拟的效果恢复TSC2在肝癌细胞中表达,我们稳定撞倒RhebTSC2野生型SMMC细胞和TSC2细胞突变PLC通过lentiviral-based小发夹(sh) RNA的方法(见在线补充图S6A, B)。尽管稳定shRheb SMMC细胞可以建立网上(见补充图S6C),相反,稳定shRheb PLC细胞无法建立慢病毒转导和随后的嘌呤霉素后选择。这是可能TSC2细胞突变使PLC Rheb-dependent和表达的成分对在线Rheb大大抑制其增殖补充图S6D)。
TSC2mutation-bearing hcc急于回应mTOR抑制剂在PDTX模型
进一步概括我们的体外观察,我们使用我们的两个HCC PDTX模特进行生物有关TSC2stop-gain突变(PDTX # 5: TSC2 Q1377X和PDTX # 9: TSC2 Q63X)和PDTX野生型TSC2(PDTX # 3)作为控制。每天PDTX模型受到雷帕霉素治疗,体重和肿瘤大小都是被监控的。雷帕霉素治疗浓度的1.0和2.5毫克/公斤是耐受性良好,作为治疗组相似的身体重量的车辆控制(图6)。雷帕霉素在1.0或2.5毫克/公斤足以几乎完全抑制肿瘤生长在PDTX # 5 (图6B,左面板)。然后,我们使用雷帕霉素工作浓度为1.0毫克/公斤。PDTX # 9 (图6B,中间面板)和PDTX # 5 (图6B,右面板)显示一个类似的非凡tumour-suppressive响应与雷帕霉素。相比之下,与野生型PDTX # 3TSC2,rapamycin-treated肿瘤体积逐渐增加,尽管适度(图6B,右面板)。贫穷对雷帕霉素治疗的反应表明,相对肿瘤体积(雷帕霉素:车辆)PDTX # 3明显高于PDTX # 5和PDTX # 9,从12日起(t检验,p < 0.001) (图6C)。vehicle-treated之间的更大差异肿瘤大小和rapamycin-treated肿瘤(图6D)以及更高意味着肿瘤质量比(车辆:雷帕霉素)被视为PDTX # 5和PDTX # 9,比PDTX # 3 (图6E)。有趣的是,非常小的肿瘤几乎可以忽略的肿瘤在rapamycin-treated大规模观察肿瘤PDTX # 5和PDTX # 9但不是PDTX # 3。过度敏感向mTOR抑制剂治疗进一步支持的显著降低相对肿瘤质量(雷帕霉素/车辆)PDTX # 5和PDTX # 9相比,PDTX # 3 (t检验,p < 0.001),实验的终点(图6F)。综上所述,我们的结果显示一个整体治疗的好处使用mTOR抑制剂在肝癌和治疗反应是优越的,尤其是在那些肿瘤突变导致这个途径激活。这些观察表明,暗示治疗含义和转化的潜力TSC1/2突变体在人类肝细胞癌。
肝细胞癌(HCC) patient-derived肿瘤异种移植(PDTX)模型结节性硬化症(TSC) 2突变是哺乳动物雷帕霉素靶抑制剂治疗更加敏感。(一)图形显示身体的重量TSC2突变体(PDTX # 5和PDTX # 9)TSC2野生型(PDTX # 3) PDTX tumour-bearing老鼠在整个治疗。每3天身体重量测量评估的一般毒性注射车辆和雷帕霉素。的相对身体重量(雷帕霉素/车辆)PDTX # 5, PDTX # 9和老鼠PDTX # 3所示。(B)的肿瘤体积PDTX tumour-bearing老鼠受到车辆或雷帕霉素治疗在1.0毫克/公斤/天,除非另有规定,所示。皮下肿瘤的体积测量每3天整个治疗。灰色的数字代表的意思是体积比之间的车辆和rapamycin-treated小组指定的时间点。学习任务;* * * p < 0.05, p < 0.01;* * * p < 0.001。(C)的相对肿瘤卷(雷帕霉素/车辆)PDTX # 5和PDTX # 9肿瘤与与PDTX # 3所示。 t-test; ***p<0.001. (D) An overview of the subcutaneous tumours formed and the corresponding dissected tumours at the end point of the experiment is shown. (E) The tumour masses of the dissected tumours at the end point of the treatment are shown. The numbers in grey represent the mean tumour mass ratio between the vehicle and rapamycin-treated groups. t-test; *p<0.05, **p<0.01; ***p<0.001. (F) The relative tumour masses (rapamycin/vehicle) of PDTX#5, PDTX#9 and PDTX#3 are shown. t-test; **p<0.01; ***p<0.001.
继续
讨论
尽管突变一直在循环地检测细胞周期调节基因(TP53),细胞增殖(CTNNB1)和开关/蔗糖non-fermentable(瑞士/ SNF) ATP-dependent染色质重塑(ARID1A),共识变异或突变基因中发现最近进行NGS-based研究是次优的。高遗传异质性的描述仍然是最大的挑战肝癌的分子机制。基于证据提取NGS-based数据集,大量组件mTOR信号级联突变在人类肝细胞癌。这些数据表明重大mutation-dependent监管机制提供新的见解mTOR信号,与多个键和规范mTOR pathway-related组件入围和确认港口突变频繁中断。这些基因目标是有吸引力和潜在的承诺目标进一步的调查,进一步理解底层的机械过程在推动mTOR hyperactivation。
mTOR / PI3K / Akt通路最近作为替代治疗高度重视,制药通路在肝细胞癌提高有限的生存优势由索拉非尼治疗。我们组之前和其他人证明mTOR的过度超过50%的肝癌。6,8mTOR信号是由上游信号严格监管细胞外生长因子,压力和营养。信号调节轴归磷酸酶和tensin同族体(PTEN)和TSC1/2。我们先前表明,PTEN表达下调我们的肝细胞癌患者与差别,对这些基因在肝细胞癌侵袭性行为增加。9有趣的是,我们的targeted-seq数据进一步显示,很少突变的PTEN在肝细胞癌(识别仅在单个案例中95患者样本)。在当前的研究中,我们发现了一个共同的机制在HCC患者携带的一个子集TSC突变,这使他们有管制mTOR的活动。目前,非常有限的信息知道的表达TSC1和TSC2在人类肝细胞癌。一个简短的报告的under-expression包含IHC演示使用TSC2在人类肝细胞癌。under-expression也发现阶段,与先进的肿瘤血管侵犯和不良预后。10的失活TSC1/ 2复杂被发现显著相关肝细胞癌发展,展示优雅的肝脏特异性TSC1基因敲除小鼠模型。11,12梅农等表明大约80%的TSC1-null肝脏发展自发肿瘤岁9个月,其中50%的肝癌。肝细胞癌形成TSC1淘汰赛被发现慢性mTORC1激活的结果。的参与慢性mTORC1激酶活性进一步支持的有效阻断TSC1-null肿瘤的形成与早期政府雷帕霉素岁5个月前宏观损伤的出现。12
在当前的研究中,体细胞突变被发现在肝细胞癌基因包括TP53,CTNNB1,AXIN1和ARID1A,揭示基因畸变的重要参与肝细胞癌的相对better-characterised基因。此外,mTOR通路的各个关键部件被确定由体细胞突变,改变突显出其潜在的重要性和可能的转化含义通过干预mTOR抑制剂敏感突变患者的使用。基于频率以及临床病理的相关性,TSC突变可能可能代表hepatocarcinogenesis主要单驱动因素,赋予至少可比效应已知HCC司机等TP53,CTNNB1,AXIN1和ARID1A。
舒尔茨的研究报告等13和Totoki等14目前最新的和最大的一个,在报道NGS-based突变筛选研究。他们的发现是基于门店数据243例和503例,分别。然而,乙型肝炎病毒感染仅占四分之一的情况下,同时我们的军团完全乙肝病毒阳性的。与我们的研究完全关注HBV-associated肝癌,同质性的病原学希望可以让我们更好地实现intra-study共识,鉴于我们有限的样本大小。我们相信这样的底层病原学的风险因素上的差异可能会可能负责显然更高的频率TSC在我们的群组研究中进行突变检测。这样频繁的中断(> 15%)TSC的监管mTOR mTOR激活的活动可能表明一个深远的影响TSC中断HBV-associated hepatocarcinogenesis。有趣的是,在回波与我们当前的研究结果,我们注意到最近的两项研究强调mTOR信号在HCC的重要性。Janku等15报道在面板上的突变筛查的182个癌症相关基因。最近,另一项研究同时强调了hyperactivation hepatocarcinogenesis mTOR信号。基于一个看似回顾性方法在解释他们的临床试验数据可用mTORC1抑制剂everolimus,他们提供了解释数据精确定位TSC2丧失导致高架mTOR信号。16使用肝癌细胞株和异种移植,更重要的是,他们展示了敏感性everolimus根据TSC2作为由包含IHC化验。他们的样品收集亚洲乙肝病毒阳性的肝癌(∼20%)经常发现TSC2损失等病人接受everolimus往往有较长的总体存活率比接受安慰剂。尽管他们的好工作在强调治疗和预后价值TSC2的机制TSC2损失肝癌仍不清楚。超出他们所报道的那样,我们现在发现系统地描述了综合突变景观mTOR信号突变基因,发现频繁TSC1/2在调节mTOR信号。高频率的TSC突变提供了关键和小说的解释在解决潜在的分子机制TSChyperactivation mTOR的信号损失。我们进一步证明,通过携带PDTX模型TSC2灭活突变,hyperactivation mTOR通过突变信号中断TSC监管是敏感的雷帕霉素治疗。PDTXs建立在免疫缺陷小鼠植入的主要肿瘤。它提供了更好的保护和代表性的自然生理人类肿瘤肿瘤异质性和架构。使用PDTX模型,发现临床前测试药物的反应会更相关和预测模型比传统的癌症细胞系。17通过两者的完美结合高通量NGS-based突变筛查和PDTX模型中,我们的研究表明,提供必要的支持证据相关突变与相应的药物测试,发现潜在的个性化治疗相关的肝细胞癌患者携带特定分子的改变。这些临床前发现打开的可能性使用雷帕霉素或其后续衍生品作为替代或补充与索拉非尼治疗特定mTOR hyperactivated病人。我们相信TSC突变代表的一个主要和以前无证机制导致mTOR hyperactivation HBV-associated肝癌。然而,我们强烈同意mTOR抑制可能是一个理性的患者的治疗选择展示mTOR hyperactivation,不管它的底层机制。因此,抑制mTOR治疗的治疗效果将大大提高分层的进一步探索和建立战略mTOR hyperactivation地位不限于TSC突变。
总之,我们的研究已经证实mTOR的意义信号在HCC的证据确定其小说与变异基因突变方面地发现在多种情况下在多个途径以及关键突变体组件。我们的研究结果意味着潜在的深刻mTOR信号参与肝细胞癌和画进一步关注个性化的治疗选择小说易感变异肝细胞癌患者的分子子集,通过抑制mTOR信号。
引用
脚注
DWHH和LKC同样起到了推波助澜的作用。
贡献者IOLN和小王提供研究和设计概念。DWHH、LKC MXL YTC收集和分析数据。DWHH、LKC MXL, YTC IOLN和小王解释数据。LKC IMJX, YTC进行了实验。ILOL、DTWY PWYL CNT, VWLT RTPP和TTC收集病人的样本。LKC、DWHH IOLN和小王写的手稿。所有作者同意的最终版本的手稿。
资金这项研究是由香港研究资助局一般研究基金会(17116414),研究资助委员会教案研究方案(病人- 704116 r), SK绮医学研究基金2011年,香港大学的大学发展基金和李虚家庭基金会。IOLN是死胡同紫杉病理学教授。
相互竞争的利益没有宣布。
伦理批准大学的机构审查委员会香港/香港医院管理局西方集群。
出处和同行评议不是委托;外部同行评议。
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