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无论是中国还是世界其他国家，肝癌都是发病率和致死率最高的恶性肿瘤之一，但是目前可用于肝癌治疗的药物有限而且治疗效果不理想。因此鉴定新的治疗靶点并开发新的治疗药物显得尤为迫切。传统的癌症治疗靶点鉴定集中于癌症中发生突变的癌基因和抑癌基因。突变的癌基因和抑癌基因在造成癌症的同时也会赋予癌细胞不同于正常细胞的特性，使得他们的生长或存活选择性地依赖于某些特定的基因(选择性必需基因)。鉴定选择性必需基因是目前寻找癌症治疗靶点的新策略之一。
DepMap是Broad研究所联合其他科研单位建立的系统性地分析肿瘤细胞系基因依赖性的数据库。我们通过对DepMap数据库进行分析鉴定到了肝癌里的一个选择性必需基因——KLB(β-klotho)。之前研究表明生理条件下KLB在肝脏内作为FGF19的共受体去结合并激活FGFR4信号通路调控胆酸合成和肝细胞增殖。在FGF19基因扩增和过表达引起的肝癌的发生发展过程中该信号通路起促进作用。在肝癌细胞系里通过细胞竞争性生长实验和免疫缺陷小鼠移植瘤实验等我们验证了FGF19驱动的肝癌细胞存活对KLB基因的依赖性。但是我们在肝癌细胞系中发现KLB功能缺失对细胞生长造成的影响比FGFR4功能缺失产生的影响要大。经过进一步的生物化学和遗传学研究我们发现在肝癌细胞里FGFR3和FGFR4共同参与FGF19/KLB信号通路。FGFR3和FGFR4共同缺失可以达到与KLB单独缺失相同的抑制FGF19信号通路和肝癌细胞增殖的效果。因此我们认为在FGF19驱动的肝癌里KLB是一个比FGFR4更好的治疗靶点。
接下来我们通过结构预测并构建KLB突变体的方法鉴定到了KLB结合FGF19和FGFR的位点。这些位点突变的KLB既不能有效地与FGF19和FGFR形成复合物，也不能行使FGF19共受体的功能。我们在肝癌细胞里过表达结合KLB的FGFR4胞外区的D1-D3结构域就能阻断FGF19信号通路。基于这些研究结果我们推测靶向KLB并破坏FGF19/KLB/FGFR三元复合物的形成可以作为未来开发肝癌治疗药物的方向之一。
我们的研究结果表明单独靶向FGFR4并不能有效治疗肝癌，然而目前有许多处于临床试验阶段的FGFR4特异性抑制剂，而且在肝癌中表现出了一定的疗效。为了揭示FGFR4特异性抑制剂发挥疗效的原因，我们以BLU-554为例进行了研究。我们发现FGFR4特异性抑制剂发挥细胞毒性功能有三方面的作用机制:1)抑制FGFR4的激酶活性;2)丧失激酶活性的FGFR4产生显性失活效应;3)共同抑制FGFR3和FGFR4的活性。与泛FGFR抑制剂BGJ-398联用，能提高肝癌细胞对BLU-554的敏感性。提示联合用药或开发效果更好的FGFR3和FGFR4特异性抑制剂是未来肝癌治疗和药物研发的方向。我们还发现FGF19中和抗体并不能破坏FGF19与KLB的相互作用，无法有效阻断FGF19信号通路，从而无法有效地抑制肝癌细胞的增殖。
综上所述，本研究在肝癌中鉴定了一个新的选择性必需基因—KLB，而且我们发现在肝癌中KLB发挥作用的机制跟生理条件下不一样，在FGF19驱动的肝癌里KLB作为FGF19的共受体不仅能激活FGFR4也能激活FGFR3，说明在FGF19驱动的肝癌中靶向KLB是更好的选择，能够同时阻断FGFR3和FGFR4信号通路。
DepMap是Broad研究所联合其他科研单位建立的系统性地分析肿瘤细胞系基因依赖性的数据库。我们通过对DepMap数据库进行分析鉴定到了肝癌里的一个选择性必需基因——KLB(β-klotho)。之前研究表明生理条件下KLB在肝脏内作为FGF19的共受体去结合并激活FGFR4信号通路调控胆酸合成和肝细胞增殖。在FGF19基因扩增和过表达引起的肝癌的发生发展过程中该信号通路起促进作用。在肝癌细胞系里通过细胞竞争性生长实验和免疫缺陷小鼠移植瘤实验等我们验证了FGF19驱动的肝癌细胞存活对KLB基因的依赖性。但是我们在肝癌细胞系中发现KLB功能缺失对细胞生长造成的影响比FGFR4功能缺失产生的影响要大。经过进一步的生物化学和遗传学研究我们发现在肝癌细胞里FGFR3和FGFR4共同参与FGF19/KLB信号通路。FGFR3和FGFR4共同缺失可以达到与KLB单独缺失相同的抑制FGF19信号通路和肝癌细胞增殖的效果。因此我们认为在FGF19驱动的肝癌里KLB是一个比FGFR4更好的治疗靶点。
接下来我们通过结构预测并构建KLB突变体的方法鉴定到了KLB结合FGF19和FGFR的位点。这些位点突变的KLB既不能有效地与FGF19和FGFR形成复合物，也不能行使FGF19共受体的功能。我们在肝癌细胞里过表达结合KLB的FGFR4胞外区的D1-D3结构域就能阻断FGF19信号通路。基于这些研究结果我们推测靶向KLB并破坏FGF19/KLB/FGFR三元复合物的形成可以作为未来开发肝癌治疗药物的方向之一。
我们的研究结果表明单独靶向FGFR4并不能有效治疗肝癌，然而目前有许多处于临床试验阶段的FGFR4特异性抑制剂，而且在肝癌中表现出了一定的疗效。为了揭示FGFR4特异性抑制剂发挥疗效的原因，我们以BLU-554为例进行了研究。我们发现FGFR4特异性抑制剂发挥细胞毒性功能有三方面的作用机制:1)抑制FGFR4的激酶活性;2)丧失激酶活性的FGFR4产生显性失活效应;3)共同抑制FGFR3和FGFR4的活性。与泛FGFR抑制剂BGJ-398联用，能提高肝癌细胞对BLU-554的敏感性。提示联合用药或开发效果更好的FGFR3和FGFR4特异性抑制剂是未来肝癌治疗和药物研发的方向。我们还发现FGF19中和抗体并不能破坏FGF19与KLB的相互作用，无法有效阻断FGF19信号通路，从而无法有效地抑制肝癌细胞的增殖。
综上所述，本研究在肝癌中鉴定了一个新的选择性必需基因—KLB，而且我们发现在肝癌中KLB发挥作用的机制跟生理条件下不一样，在FGF19驱动的肝癌里KLB作为FGF19的共受体不仅能激活FGFR4也能激活FGFR3，说明在FGF19驱动的肝癌中靶向KLB是更好的选择，能够同时阻断FGFR3和FGFR4信号通路。