【Nat commun】国家蛋白质科学中心姜颖/贺福初团队揭示了NPC1通过稳定TGFBR1促进肝细胞癌（HCC）进展的新机制

肝细胞癌（HCC）是原发性肝癌中最常见的类型，占全球肝癌病例的约90%。HCC的发病率在全球范围内呈上升趋势，是全球第六大常见恶性肿瘤，其死亡率在所有癌症中排名第三。目前，HCC的治疗面临诸多挑战，包括高复发率和有限的生存期延长，现有的临床治疗手段效果欠佳。因此，深入研究HCC进展的分子机制，发现新的诊断标志物和治疗靶点，对于改善HCC患者的预后至关重要。

Niemann-Pick病C型蛋白1（NPC1）是一种主要定位于晚期内体/溶酶体膜的蛋白，其经典功能是参与胆固醇的转运以及病毒感染过程。NPC1在Niemann-Pick病C型中因基因突变导致胆固醇在溶酶体中过度积累，此外还与肥胖和多种病毒感染相关。近年来，NPC1在癌症中的作用逐渐受到关注，但其在肝细胞癌（HCC）中的具体功能尚不清楚。

研究者通过对TCGA数据库的分析，发现NPC1在多种肿瘤组织中显著上调，尤其是在HCC组织中，其蛋白和mRNA水平均高于非肿瘤组织，并且与不良预后相关。为了研究NPC1在HCC进展中的作用，研究人员构建了稳定过表达NPC1的PLC/PRF/5细胞系和稳定敲低NPC1的HepG2及MHCC-97H细胞系。实验结果显示，NPC1过表达显著增强了PLC/PRF/5细胞的增殖、迁移和侵袭能力，而NPC1敲低则抑制了HepG2和MHCC-97H细胞的这些能力。进一步的实验通过在NPC1敲低的细胞中重新引入NPC1，验证了其对细胞功能的调控作用，表明NPC1在HCC细胞的增殖和迁移中发挥关键作用。

为探究NPC1促进肝细胞癌的进展机制，对NPC1敲除后的PLC/PRF/5和HepG2细胞进行蛋白组学分析，鉴定出差异表达蛋白，分析了NPC1的过表达或敲低后在蛋白水平、RNA水平以及细胞水平结果发现NPC1敲低显著抑制了HCC细胞中TGF-β信号通路的激活，降低了TGFBR1、p-SMAD2和p-SMAD3的蛋白水平（图1b），并减少了细胞迁移和侵袭能力（图1f）。此外， NPC1通过调控TGF-β通路促进HCC的转移，且其作用可能涉及胆固醇转运功能之外的其他机制，为HCC治疗提供了新的潜在靶点。

图1 NPC1以不依赖胆固醇转运的方式调控TGF-ß通路

在研究NPC1对HCC细胞中TGF-β信号通路的调控机制时，研究者发现NPC1过表达显著延长了TGFBR1蛋白的半衰期，而不影响其mRNA水平，表明NPC1通过调节蛋白稳定性而非转录水平影响TGFBR1。进一步实验显示，NPC1过表达延长了TGF-β信号传导的持续时间，而NPC1敲低则加速了TGFBR1的蛋白酶体降解。通过蛋白酶体抑制剂MG132和溶酶体抑制剂NH₄Cl的处理，证实NPC1主要通过蛋白酶体途径调控TGFBR1的降解。此外，NPC1过表达降低了TGFBR1的Lys 48连接的多泛素化水平，而这种泛素化与蛋白酶体降解密切相关。这些结果揭示了NPC1通过抑制TGFBR1的Lys 48连接的泛素化来稳定TGFBR1蛋白，进而促进TGF-β信号通路的持续激活，为理解NPC1在HCC进展中的作用提供了新的机制见解。

通过共免疫沉淀实验和细胞共定位分析（图2a,b），研究者发现NPC1与TGFBR1在HCC细胞中存在相互作用，并且这种相互作用主要发生在溶酶体中，与NPC1的氨基酸692-854区域相关（图2d.f）。进一步研究发现，NPC1通过抑制TGFBR1与SMAD7及E3连接酶SMURF1/2的相互作用，减少了TGFBR1的Lys 48连接泛素化和蛋白酶体降解，从而稳定TGFBR1蛋白并促进细胞迁移。此外，NPC1的P691S突变体保留了与TGFBR1结合的能力，而缺失692-854区域的NPC1突变体则失去了这种功能。这些结果揭示了NPC1在HCC细胞中通过调节TGFBR1的稳定性及其与泛素化相关蛋白的相互作用，进而影响TGF-β信号通路的激活和细胞迁移能力的机制。

图2 NPC1与TGFBR1相互作用，抑制TGFBR1与SMAD7 / SMURFs的结合

研究者通过使用TGFBR1抑制剂LY2157299处理过表达NPC1的PLC/PRF/5细胞（图3g.h)，并在NPC1敲低且TGFBR1过表达的MHCC-97H细胞中进行小鼠尾静脉转移实验（图3i-l），发现TGFBR1的激活对NPC1介导的HCC细胞迁移和转移至关重要。在NPC1过表达的细胞中敲低TGFBR1显著抑制了细胞迁移，而在NPC1敲低的细胞中重新引入野生型NPC1或P691S突变体可恢复迁移能力，但缺失692-854区域的NPC1突变体则无法恢复。这些结果表明，NPC1通过TGFBR1激活促进HCC的迁移和转移，且TGFBR1在NPC1驱动的HCC进展中发挥关键作用。

图3 TGFBR1对于NPC1介导的促进HCC进展至关重要

研究者通过将Cre^AlbNpc1^f/f小鼠与H11-CAG-LSL-Myc小鼠杂交构建Myc驱动的HCC模型，并在DEN-CCl₄诱导的HCC模型中使用他莫昔芬诱导的Cre重组酶（ERT2-Cre）敲除NPC1，以及利用AAV8-shNPC1进行靶向治疗，研究发现NPC1敲除显著降低了肿瘤大小、重量、数量和肝体重比，并抑制了TGF-β信号传导和肿瘤进展。这些结果表明NPC1在调节TGF-β通路和促进HCC进展中发挥重要作用，并验证了其作为HCC潜在治疗靶点的可行性。

参考文献

[1] Li S, Yan L, Li C, et al. NPC1 controls TGFBR1 stability in a cholesterol transport-independent manner and promotes hepatocellular carcinoma progression[J]. Nature Communications, 2025, 16(1): 439.