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在口腔鳞状细胞癌（OSCC）研究领域，肿瘤转移机制尚不明确，影响患者预后。研究人员聚焦 OSCC，探究脂肪酸及脂滴（LDs）作用机制。结果发现 PLIN2 依赖的 LDs 积累促进 OSCC 转移，PLIN2 可作潜在治疗靶点。该研究为 OSCC 治疗提供新思路。
在肿瘤研究的广阔领域中，口腔鳞状细胞癌（Oral Squamous Cell Carcinoma，OSCC）犹如一颗难以攻克的 “顽石”，严重威胁着人们的健康。OSCC 是一种极具侵袭性的上皮肿瘤，在口腔恶性肿瘤中占比高达约 90%，然而其 5 年生存率却仅在 60% 左右徘徊。肿瘤转移这一复杂的过程，成为导致癌症相关死亡的 “罪魁祸首”。随着全球肥胖人群比例的不断攀升，肥胖诱导的脂质代谢异常与多种肿瘤转移之间的联系逐渐浮出水面，包括乳腺癌、卵巢癌、结肠癌等。此前研究发现，肥胖不仅是 OSCC 的重要风险因素，还会进一步促使早期 OSCC 患者肿瘤转移和复发，部分脂质代谢相关基因或许能作为预测患者预后的生物标志物 。但肥胖和脂质代谢究竟如何调控 OSCC 的进展，其中具体的机制仍隐藏在重重迷雾之中，亟待科学家们去揭开，从而为 OSCC 的治疗提供潜在的新靶点。
脂肪酸（Fatty Acids，FAs）作为脂质代谢的核心产物之一，在肿瘤发展中扮演着重要角色。肥胖患者血浆中游离脂肪酸水平较高，肿瘤细胞可通过增强从头脂肪生成或摄取外源性脂肪酸来满足自身代谢需求 。棕榈酸（Palmitic Acid，PA）和油酸（Oleic Acid，OA）分别是饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸的典型代表，在血浆游离脂肪酸中占比颇高。然而，它们对癌症发展的影响却充满争议，其在 OSCC 转移中的具体作用更是有待探索。脂质滴（Lipid Droplets，LDs）作为储存脂质的动态细胞器，在脂质代谢中发挥着关键作用，LDs 积累已被视为癌症的新特征，与一些 LDs 相关蛋白密切相关，其中 Perilipin2（PLIN2）的作用近年来受到广泛关注。但 LDs 和 PLIN2 在 OSCC 中的具体作用机制尚未明确。上皮 - 间质转化（Epithelial - Mesenchymal Transition，EMT）在肿瘤远处转移的起始阶段发挥着关键作用，可由 LDs 积累诱导，不过其在 OSCC 中的详细机制仍不清楚。
为了深入探究这些谜团，中山大学附属口腔医院和广东省口腔医学重点实验室的研究人员开展了一系列研究。研究结果表明，PA 和 OA 能够促进 OSCC 细胞的迁移和侵袭能力，PA 可诱导 PLIN2 依赖的 LDs 积累，进而上调 OSCC 细胞中 EMT 的发生。PLIN2 与 OSCC 患者的高转移率和较差预后呈正相关，或可作为潜在的分子生物标志物和治疗靶点，为 OSCC 患者尤其是肥胖患者带来新的希望。该研究成果发表在《Cell Death Discovery》杂志上，为 OSCC 的治疗开辟了新的方向。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。首先是 RNA 测序及数据分析技术，对经 PA 处理的 HSC3 细胞进行 RNA 测序，筛选差异表达基因（Differentially Expressed Genes，DEGs），并进行基因本体论（Gene Ontology，GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）分析，从而探究相关基因的功能和富集通路。其次是细胞转染技术，通过构建 PLIN2 过表达慢病毒载体转染 HSC3 和 CAL33 细胞，以及用靶向 PLIN2 的小干扰 RNA（small interfering RNA，siRNA）转染 HSC6 细胞，实现对 PLIN2 表达的调控。另外，运用了多种细胞功能检测实验技术，如伤口愈合实验、Transwell 迁移和侵袭实验检测细胞迁移和侵袭能力，CCK - 8 实验检测细胞增殖能力，以及实时定量聚合酶链反应（Quantitative Real - Time PCR，qRT - PCR）和蛋白质免疫印迹（Western Blot，WB）分析检测基因和蛋白表达水平等。同时，还利用裸鼠肿瘤转移实验，将过表达 PLIN2 的 HSC3 细胞注射到裸鼠体内，观察肿瘤转移情况。此外，借助生物信息学分析，从公共数据库获取数据，分析 PLIN2 表达与患者临床特征及化疗药物敏感性的关系。
FAs 刺激促进 OSCC 细胞的迁移和侵袭
研究人员将 HSC3、HSC6、CAL33 等 OSCC 细胞系分别用不同浓度（12.5、25、50 μM）的 PA 或 OA 处理 24 小时，通过伤口愈合实验和 Transwell 实验检测细胞迁移和侵袭能力。结果显示，25 μM 的 PA 和 OA 对 OSCC 细胞迁移的促进作用最为显著，且该浓度下两者能有效增强细胞的迁移和侵袭能力，PA 的促进作用比 OA 更强。CCK - 8 实验表明，25 μM 的 FAs 对细胞活力无显著影响，而 50 μM 时则会显著降低细胞活力，说明高浓度 FAs 可能具有脂毒性，会削弱其促进细胞迁移 / 侵袭的作用。
FAs 刺激诱导 OSCC 细胞中 PLIN2 依赖的 LDs 积累
对经 25 μM PA 刺激的 HSC3 细胞进行 mRNA 测序，筛选出 148 个差异表达基因，其中 71 个上调，77 个下调。GO 和 KEGG 分析显示，这些差异表达基因富集在脂质代谢、生物黏附和运动等与肿瘤转移密切相关的方面。在众多差异表达基因中，PLIN2 因其在 LDs 生物合成、代谢疾病、神经退行性疾病和癌症等方面的多种功能而备受关注。测序结果显示，PA 刺激后 OSCC 细胞中 PLIN2 的表达显著上调。通过 PCR 和 WB 实验进一步验证，PA 处理后的 OSCC 细胞中 PLIN2 表达上调，同时 LDs 积累也增加。为了验证 PLIN2 在 LDs 形成中的作用，研究人员构建了 PLIN2 过表达和敲低的细胞系，BODIPY 染色结果表明，PLIN2 在 LDs 形成中发挥着不可或缺的作用，PA 可通过增加 PLIN2 表达来促进 LDs 积累。
PLIN2 依赖的 LDs 积累增加 OSCC 细胞的迁移和侵袭
Transwell 实验进一步证实，PLIN2 依赖的 LDs 积累与 OSCC 细胞的生物学行为变化趋势一致。过表达 PLIN2 显著增强了 OSCC 细胞的侵袭和迁移能力，而敲低 PLIN2 则抑制了这些能力。当 PLIN2 敲低时，PA 无法显著促进 OSCC 细胞的侵袭。CCK - 8 实验表明，PLIN2 过表达对 OSCC 细胞增殖无显著影响。此外，敲低甘油二酯酰基转移酶 1（Diacylglycerol O - Acyltransferase 1，DGAT1），即甘油三酯合成过程中的限速酶，会显著抑制过表达 PLIN2 的 OSCC 细胞中 LDs 的形成，同时降低细胞的侵袭和迁移能力，这强调了 LDs 成功合成是 PLIN2 过表达促进 OSCC 细胞迁移和侵袭的前提条件。
PLIN2 依赖的 LDs 积累通过激活 PI3K/AKT/mTOR 通路增强 OSCC 细胞的 EMT
基因集富集分析（Gene Set Enrichment Analysis，GSEA）结果显示，在 TCGA - OSCC 数据集中，PLIN2 相关基因富集在与肿瘤转移密切相关的通路中，如 EMT、血管生成、脂肪生成、缺氧等。考虑到 EMT 在肿瘤转移中的重要作用，研究人员检测了 PLIN2 过表达或敲低后 OSCC 细胞中 EMT 相关标志物的表达。结果发现，过表达 PLIN2 导致上皮细胞标志物 E - cadherin 表达降低，间充质细胞标志物 N - cadherin、Vimentin 和转录因子 Snail 表达增加；敲低 PLIN2 则呈现相反趋势。这表明 PLIN2 促进迁移和侵袭的作用可能与 EMT 有关。
PI3K/AKT/mTOR 通路在 EMT 过程中起着至关重要的作用。研究数据显示，过表达 PLIN2 上调了 PI3K 的表达，从而激活其下游靶蛋白 p - Akt 和 p - mTOR；敲低 PLIN2 则抑制了该通路。用 PI3K/mTOR 双抑制剂 BEZ235 处理细胞后，过表达 PLIN2 的 OSCC 细胞的迁移和侵袭能力显著降低，E - cadherin 表达增加，N - cadherin、Vimentin 和 Snail 表达降低。这些结果表明，PLIN2 依赖的 LDs 积累可能通过激活 PI3K/AKT/mTOR 通路诱导 OSCC 细胞发生 EMT，进而增强其迁移和侵袭能力。
PLIN2 上调加速 OSCC 细胞的体内转移并预测患者预后不良
为了进一步验证上述体外实验结果，研究人员将稳定过表达 PLIN2 的 HSC3 细胞或阴性对照细胞通过尾静脉注射到裸鼠体内（每组 15 只）。组织 HE 染色显示，过表达组有 7 只小鼠出现肺转移，而对照组仅有 2 只，两组转移率差异显著。相应的 PAN - CK 染色证实肺转移来源于上皮组织。此外，PLIN2 染色结果显示，在肺组织的肿瘤转移部位检测到高表达的 PLIN2，表明过表达 PLIN2 可促进 OSCC 细胞在体内的转移。
对 TCGA 和 GSE65858 数据集的生物信息学分析表明，有淋巴结转移的 OSCC 患者中 PLIN2 表达显著更高。高 PLIN2 表达的 OSCC 患者总体生存率和无转移生存率明显更差，说明 PLIN2 可能促进肿瘤进展并预测患者预后不良。进一步在 GDSC 数据库中探索发现，化疗药物 (1S,3R)-RSL3 和 ML - 210 对高 PLIN2 表达的 OSCC 患者具有更高的敏感性，这两种药物均为谷胱甘肽过氧化物酶 4（Glutathione Peroxidase 4，GPX4）的抑制剂。
研究结论表明，FAs 能够促进 OSCC 细胞的迁移和侵袭，PLIN2 依赖的 LDs 积累通过激活 PI3K/AKT/mTOR 通路介导了这一过程，最终导致 OSCC 细胞的 EMT 增强。此外，PLIN2 过表达增加了 OSCC 细胞在动物模型中的转移，并预示着患者预后不良。因此，OSCC 患者的饮食干预应考虑 FAs 的摄入，针对 PLIN2 的靶向治疗可能为 OSCC 患者尤其是肥胖患者提供新的治疗思路。
在讨论部分，研究人员指出，本研究揭示了外源性 FAs 对 OSCC 细胞迁移和侵袭的促进作用，以及 PLIN2 依赖的 LDs 积累在其中的关键机制。随着肥胖率的上升，肥胖与癌症死亡率之间的关联愈发受到关注，除了慢性炎症和氧化应激，脂质代谢在肿瘤发展中的作用逐渐凸显。转移是癌症相关死亡的主要原因，脂质代谢在癌症转移过程中为癌细胞提供能量、参与细胞膜形成和信号分子产生等 。本研究中，PA 和 OA 在适当浓度下促进了 OSCC 细胞的迁移和侵袭，因此 OSCC 患者应严格控制 PA 和 OA 的摄入。
LDs 积累已被视为多种癌症预后不良的标志物，PLIN2 作为 LDs 的包膜蛋白，其过表达与多种癌症的不良预后相关 。在本研究中，异常的 LDs 积累和 PLIN2 过表达被证实是 OSCC 预后的危险因素，抑制 DGAT1 可阻断 LDs 形成并减弱 OSCC 细胞的迁移和侵袭，进一步验证了 LDs 生物合成在癌症进展中的重要作用。
EMT 在肿瘤转移中的作用已得到充分证实，越来越多的证据表明癌症脂质代谢与 EMT 诱导之间存在联系 。本研究发现 PLIN2 的缺失或过表达会调节 EMT 标志物的表达，揭示了 LDs 密度对 EMT 发生的影响，以及 PLIN2 依赖的 LDs 积累通过激活 PI3K/AKT/mTOR 通路促进 OSCC 细胞迁移和侵袭的分子机制。
此外，研究还提出，高 PLIN2 表达的 OSCC 患者对两种 GPX4 抑制剂化疗药物更敏感，这暗示 PLIN2 过表达可能参与调节细胞内脂质过氧化物积累和铁死亡（Ferroptosis），尽管这一机制需要进一步实验验证，但为针对 PLIN2 的辅助治疗提供了理论参考。
总的来说，该研究深入揭示了 PLIN2 在 OSCC 转移中的关键作用和潜在机制，为 OSCC 的治疗提供了新的潜在靶点和理论依据，对推动 OSCC 的临床治疗和研究具有重要意义 。未来，还需要更多研究从整体和细节上深入了解 OSCC 的脂质代谢，为开发更有效的治疗策略奠定基础。
