2025年12月22日,麻省理工学院(MIT)Alex K. Shalek 团队在《Cell》杂志发表重磅研究,题为 《Hepatic adaptation to chronic metabolic stress primes tumorigenesis》。

该研究首次利用跨物种的纵向单细胞多组学分析,揭示了慢性代谢应激如何在未发生突变的肝细胞中,触发癌前发育信号和肿瘤相关程序,从而削弱细胞的成熟功能,最终为肿瘤形成“铺路”。
慢性应激下的肝细胞:在“生存”与“功能”之间的权衡
肝脏是人体的重要代谢与解毒器官,正常情况下可通过强大的再生能力维持功能平衡。然而,当机体长期暴露于营养过剩或代谢紊乱等慢性应激状态时,肝细胞的修复机制会逐渐失衡。
这类代谢压力可诱导肝细胞死亡,引发代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH),其前身为非酒精性脂肪性肝炎(NASH)。随着病情加重,患者可能发展为肝纤维化、肝硬化甚至肝细胞癌(HCC)。
从功能适应到癌前状态:非突变机制的新证据
研究团队发现,肝细胞在慢性代谢负荷下会进入一种“非突变性癌前状态”——细胞虽然未发生基因突变,却表现出明显的功能再平衡:
增加与细胞增殖相关的基因表达;
下调代谢和免疫调节功能;
激活早期发育标志物,暗示细胞“返祖化”趋势。
这种状态既是细胞为生存而做出的应激适应,也成为未来癌变的潜在起点。
单细胞多组学揭示:肝细胞重塑的纵向轨迹
通过对长期高脂饮食小鼠模型的单细胞转录组与代谢组分析,研究者观察到从早期脂肪变性阶段到自发肿瘤形成阶段的连续变化过程。
他们进一步结合人类MASH/HCC患者样本,构建了一个“肝细胞功能再平衡模型”,展示了肝细胞如何在慢性代谢压力下逐步丧失稳态功能,并走向恶性转化。
关键调控因子的发现:计算与实验双验证
研究团队开发了一个综合计算框架,用于识别驱动肝细胞应激反应的关键调控因子。
通过体内外实验验证,他们锁定了若干转录与代谢主控分子——这些分子在慢性应激中被异常激活,促使肝细胞增殖并触发早期肿瘤信号。
此外,利用人类肝组织微阵列的空间转录组学技术,研究揭示了应激反应相关的多细胞空间网络结构,说明不同细胞类型之间存在复杂的信号互动,共同维持或加剧肝脏病理状态。
慢性代谢应激:癌症发生的“早期倒计时”
该研究首次系统地描绘了肝细胞在慢性代谢压力下的动态适应与功能崩溃路径,揭示了非突变性机制如何驱动癌变的发生。
研究者指出,这种“功能性癌前重塑”是癌症形成的关键早期事件,或可作为未来诊断和干预的重要靶点。
结语:揭开肝癌形成的隐藏逻辑
总的来说,MIT团队的研究为我们提供了一个全新视角:肝细胞在长期代谢压力下的生存策略,可能反而成为癌变的起点。
通过揭示这一从应激适应到肿瘤启动的完整过程,研究为MASH和肝细胞癌的早期预防与治疗策略提供了新的理论基础与潜在方向。



