Metabolic Regulation Through Acetylation Covalent modification of lysine residues in various proteins in the nucleus is a recognized mechanism for control of transcription. Now two papers suggest that acetylation may represent an important regulatory mechanism controlling the function of metabolic enzymes (see the Perspective by Norvell and McMahon ). Zhao et al. (p. 1000 ) found that a large proportion of enzymes in various metabolic pathways were acetylated in human liver cells. Acetylation regulated various enzymes by distinct mechanisms, directly activating some, inhibiting one, and controlling the stability of another. Control of metabolism by acetylation appears to be evolutionarily conserved: Wang et al. (p. 1004 ) found that the ability of the bacterium Salmonella entericum to optimize growth on distinct carbon sources required differential acetylation of key metabolic enzymes, thus controlling flux through metabolic pathways.

Background & AimsCancer progression/metastases and embryonic development share many properties including cellular plasticity, dynamic cell motility, and integral interaction with the microenvironment. We hypothesized that the heterogeneous nature of hepatocellular carcinoma (HCC), in part, may be owing to the presence of hepatic cancer cells with stem/progenitor features.MethodsGene expression profiling and immunohistochemistry analyses were used to analyze 235 tumor specimens derived from 2 recently identified HCC subtypes (EpCAM+ α-fetoprotein [AFP+] HCC and EpCAM− AFP− HCC). These subtypes differed in their expression of AFP, a molecule produced in the developing embryo, and EpCAM, a cell surface hepatic stem cell marker. Fluorescence-activated cell sorting was used to isolate EpCAM+ HCC cells, which were tested for hepatic stem/progenitor cell properties.ResultsGene expression and pathway analyses revealed that the EpCAM+ AFP+ HCC subtype had features of hepatic stem/progenitor cells. Indeed, the fluorescence-activated cell sorting–isolated EpCAM+ HCC cells displayed hepatic cancer stem cell–like traits including the abilities to self-renew and differentiate. Moreover, these cells were capable of initiating highly invasive HCC in nonobese diabetic, severe combined immunodeficient mice. Activation of Wnt/β-catenin signaling enriched the EpCAM+ cell population, whereas RNA interference-based blockage of EpCAM, a Wnt/β-catenin signaling target, attenuated the activities of these cells.ConclusionsTaken together, our results suggest that HCC growth and invasiveness is dictated by a subset of EpCAM+ cells, opening a new avenue for HCC cancer cell eradication by targeting Wnt/β-catenin signaling components such as EpCAM. Cancer progression/metastases and embryonic development share many properties including cellular plasticity, dynamic cell motility, and integral interaction with the microenvironment. We hypothesized that the heterogeneous nature of hepatocellular carcinoma (HCC), in part, may be owing to the presence of hepatic cancer cells with stem/progenitor features. Gene expression profiling and immunohistochemistry analyses were used to analyze 235 tumor specimens derived from 2 recently identified HCC subtypes (EpCAM+ α-fetoprotein [AFP+] HCC and EpCAM− AFP− HCC). These subtypes differed in their expression of AFP, a molecule produced in the developing embryo, and EpCAM, a cell surface hepatic stem cell marker. Fluorescence-activated cell sorting was used to isolate EpCAM+ HCC cells, which were tested for hepatic stem/progenitor cell properties. Gene expression and pathway analyses revealed that the EpCAM+ AFP+ HCC subtype had features of hepatic stem/progenitor cells. Indeed, the fluorescence-activated cell sorting–isolated EpCAM+ HCC cells displayed hepatic cancer stem cell–like traits including the abilities to self-renew and differentiate. Moreover, these cells were capable of initiating highly invasive HCC in nonobese diabetic, severe combined immunodeficient mice. Activation of Wnt/β-catenin signaling enriched the EpCAM+ cell population, whereas RNA interference-based blockage of EpCAM, a Wnt/β-catenin signaling target, attenuated the activities of these cells. Taken together, our results suggest that HCC growth and invasiveness is dictated by a subset of EpCAM+ cells, opening a new avenue for HCC cancer cell eradication by targeting Wnt/β-catenin signaling components such as EpCAM.

MicroRNAs (miRNAs) have been used as cancer-related biomarkers. Hepatocellular carcinoma (HCC) is an aggressive cancer with a dismal outcome largely due to metastasis and postsurgical recurrence. We investigated whether the expression of certain miRNAs are associated with HCC metastasis. We examined the miRNA expression profiles of 482 cancerous and noncancerous specimens from radical resection of 241 patients with HCC. Using a supervised algorithm and a clinically well-defined cohort of 131 cases, we built a unique 20-miRNA metastasis signature that could significantly predict (P < 0.001) primary HCC tissues with venous metastases from metastasis-free solitary tumors with 10-fold cross-validation. However, significant miRNAs could not be identified from the corresponding noncancerous hepatic tissues. A survival risk prediction analysis revealed that a majority of the metastasis-related miRNAs were associated with survival. Furthermore, the 20-miRNA tumor signature was validated in 110 additional cases as a significant independent predictor of survival (P = 0.009) and was significantly associated with both survival and relapse in 89 cases of early stage HCC (P = 0.022 and 0.002, respectively). These 20 miRNAs may provide a simple profiling method to assist in identifying patients with HCC who are likely to develop metastases/recurrence. In addition, functional analysis of these miRNAs may enhance our biological understanding of HCC metastasis. (HEPATOLOGY 2008.)

Abstract The heterogeneous nature of hepatocellular carcinoma (HCC) and the lack of appropriate biomarkers have hampered patient prognosis and treatment stratification. Recently, we have identified that a hepatic stem cell marker, epithelial cell adhesion molecule (EpCAM), may serve as an early biomarker of HCC because its expression is highly elevated in premalignant hepatic tissues and in a subset of HCC. In this study, we aimed to identify novel HCC subtypes that resemble certain stages of liver lineages by searching for EpCAM-coexpressed genes. A unique signature of EpCAM-positive HCCs was identified by cDNA microarray analysis of 40 HCC cases and validated by oligonucleotide microarray analysis of 238 independent HCC cases, which was further confirmed by immunohistochemical analysis of an additional 101 HCC cases. EpCAM-positive HCC displayed a distinct molecular signature with features of hepatic progenitor cells including the presence of known stem/progenitor markers such as cytokeratin 19, c-Kit, EpCAM, and activated Wnt-β-catenin signaling, whereas EpCAM-negative HCC displayed genes with features of mature hepatocytes. Moreover, EpCAM-positive and EpCAM-negative HCC could be further subclassified into four groups with prognostic implication by determining the level of α-fetoprotein (AFP). These four subtypes displayed distinct gene expression patterns with features resembling certain stages of hepatic lineages. Taken together, we proposed an easy classification system defined by EpCAM and AFP to reveal HCC subtypes similar to hepatic cell maturation lineages, which may enable prognostic stratification and assessment of HCC patients with adjuvant therapy and provide new insights into the potential cellular origin of HCC and its activated molecular pathways. [Cancer Res 2008;68(5):1451–61]

Summary

 The full scale of human miRNome in specific cell or tissue, especially in cancers, remains to be determined. An in-depth analysis of miRNomes in human normal liver, hepatitis liver, and hepatocellular carcinoma (HCC) was carried out in this study. We found nine miRNAs accounted for ∼88.2% of the miRNome in human liver. The third most highly expressed miR-199a/b-3p is consistently decreased in HCC, and its decrement significantly correlates with poor survival of HCC patients. Moreover, miR-199a/b-3p can target tumor-promoting PAK4 to suppress HCC growth through inhibiting PAK4/Raf/MEK/ERK pathway both in vitro and in vivo. Our study provides miRNomes of human liver and HCC and contributes to better understanding of the important deregulated miRNAs in HCC and liver diseases.

Abstract Down-regulation of microRNA-26a (miR-26a) is associated with poor prognosis of hepatocellular carcinoma (HCC), but its functional mechanism in HCC remains unclear. In this study, we investigated the roles of miR-26a in tumor growth and metastasis of HCC and found that miR-26a was frequently down-regulated in HCC tissues. Down-regulation of miR-26a correlated with HCC recurrence and metastasis. Through gain- and loss-of-function studies, miR-26a was demonstrated to significantly inhibit in vitro cell proliferation, migration, and invasion. In addition, miR-26a induced G1 arrest and promoted apoptosis of HCC cells. Importantly, miR-26a suppressed in vivo tumor growth and metastasis in nude mice models bearing human HCC. Interleukin-6 (IL-6) was identified as a target of miR-26a. Knockdown of IL-6 induced effects on HCC cells similar to those induced by miR-26a. In contrast, IL-6 treatment abrogated the effects induced by miR-26a up-regulation. Moreover, miR-26a dramatically suppressed expression of signal transducer and activator of transcription 3 (Stat3) target genes, including Bcl-2, Mcl-1, cyclin D1, and MMP2. IL-6 treatment antagonized this effect, while knockdown of IL-6 by IL-6 short hairpin RNA (shIL-6) induced inhibitory effects on the expression of p-Stat3 and its main target genes, similar to miR-26a. The messenger RNA and protein levels of IL-6 inversely correlated with miR-26a in HCCs. Patients with high miR-26a or low IL-6 in HCC tissues had a better prognosis with longer overall survival (OS) and time to recurrence (TTR). In multivariate analysis, miR-26a, IL-6, and their combination were demonstrated to be independent prognostic indicators for OS and TTR of HCC patients. Conclusion: miR-26a could suppress tumor growth and metastasis of HCC through IL-6-Stat3 signaling and is a novel prognostic marker and therapeutic target for HCC. (HEPATOLOGY 2013)

The propensity of the activated neutrophils to form extracellular traps (NETs) is demonstrated in multiple inflammatory conditions. In this study, we investigated the roles of NETs in metastasis of hepatocellular carcinoma (HCC) and further explored the underlying mechanism of how NETs affect metastasis as well as the therapeutic value.The neutrophils were isolated from the blood of human HCC patients and used to evaluate the formation of NETs. The expression of NET markers was detected in tumor specimens. A LPS-induced NET model was used to investigate the role of NETs on HCC metastasis. RNA-seq was performed to identify the key molecular event triggered by NETs, and their underlying mechanism and therapeutic significance were explored using both in vitro and in vivo assays.NET formation was enhanced in neutrophils derived from HCC patients, especially those with metastatic HCCs. NETs trapped HCC cells and subsequently induced cell-death resistance and enhanced invasiveness to trigger their metastatic potential, which was mediated by internalization of NETs into trapped HCC cells and activation of Toll-like receptors TLR4/9-COX2 signaling. Inhibition of TLR4/9-COX2 signaling abrogated the NET-aroused metastatic potential. A combination of DNase 1 directly wrecking NETs with anti-inflammation drugs aspirin/hydroxychloroquine effectively reduced HCC metastasis in mice model.NETs trigger tumorous inflammatory response and fuel HCC metastasis. Targeting NETs rather than neutrophils themselves can be a practice strategy against HCC metastasis.