IGFBP1通过NR1H4介导的脂质稳态失调驱动肾透明细胞癌进展的代谢重编程机制研究

【字体: 时间:2025年07月29日 来源:Cancer Cell International 5.3

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  本研究针对肾透明细胞癌(ccRCC)特征性脂质积累表型,揭示了IGFBP1通过内质网应激-核受体NR1H4轴调控脂质代谢重编程的关键机制。研究人员通过临床样本分析、体外功能实验及非靶向脂质组学等技术,证实IGFBP1高表达通过下调脂肪酸β-氧化关键酶CPT1A、上调SCD1等脂质合成酶,促进肿瘤增殖转移,为ccRCC靶向治疗提供了新策略。

  

肾透明细胞癌(ccRCC)最显著的病理特征是肿瘤细胞内异常堆积的脂滴,这种独特的代谢表型长期以来被认为是疾病诊断的"金标准",但其驱动机制和临床意义却始终是未解之谜。随着代谢组学技术的发展,科学家们逐渐认识到这种脂质积累绝非简单的病理现象,而是肿瘤细胞精心策划的生存策略——通过重编程脂质代谢网络获取增殖优势并抵抗治疗压力。然而,调控这一复杂代谢程序的关键分子开关仍待揭示。

山东大学齐鲁医学院山东省立医院泌尿外科的研究团队在《Cancer Cell International》发表的重要研究,首次系统阐明了胰岛素样生长因子结合蛋白1(IGFBP1)作为ccRCC脂质代谢重编程核心调控因子的分子机制。研究人员通过整合临床队列分析、细胞模型构建和非靶向脂质组学等技术平台,发现IGFBP1通过内质网应激(ER stress)途径调控胆汁酸受体NR1H4的表达,进而影响脂肪酸合成酶SCD1和β-氧化限速酶CPT1A的平衡,最终驱动ccRCC特征性脂质积累和恶性进展。

关键技术方法包括:基于TCGA数据库的生物信息学分析验证IGFBP1临床意义;构建IGFBP1稳定敲除的ccRCC细胞系(786-O和ACHN);通过划痕实验、Transwell实验评估细胞迁移侵袭能力;油红O和尼罗红染色观察脂滴变化;非靶向脂质组学分析差异脂质种类;透射电镜观察内质网形态;以及裸鼠移植瘤模型验证体内效应。

研究结果部分:

  1. IGFBP1在ccRCC组织中的表达高于正常组织
    临床样本分析显示IGFBP1在ccRCC中显著高表达,且与患者不良预后相关(图1)。体外实验证实ccRCC细胞系中IGFBP1 mRNA和蛋白水平均高于正常肾小管上皮细胞HK-2。

  2. 敲低IGFBP1抑制ccRCC体外生长能力
    功能实验表明IGFBP1敲除显著抑制细胞增殖(CCK-8和克隆形成实验)、迁移侵袭(划痕和Transwell实验)并促进凋亡(Hoechst 33,342/PI染色)(图2)。

  3. IGFBP1影响ccRCC脂质积累
    脂质组学分析发现IGFBP1敲除导致1,177种脂质改变,特别是甘油三酯(TG)、游离脂肪酸(FFA)和胆固醇酯(CE)显著减少(图3)。关键代谢酶检测显示SCD1下调而CPT1A上调(图3I)。

  4. NR1H4可能是IGFBP1调控ccRCC生长和脂质稳态的靶点
    通路分析锁定核受体NR1H4为关键下游效应分子(图4A)。实验证实NR1H4过表达可逆转IGFBP1敲除导致的生长抑制和脂质减少(图4L-M)。

  5. IGFBP1通过内质网应激调控NR1H4
    透射电镜观察到IGFBP1敲除引起内质网肿胀和脱颗粒(图5B)。内质网应激激动剂衣霉素(Tm)处理可模拟IGFBP1敲除效应,下调NR1H4表达(图5E-G)。

  6. IGFBP1/NR1H4轴影响ccRCC体内生长
    动物实验证实IGFBP1敲除显著抑制肿瘤生长,而NR1H4过表达可部分挽救这一表型(图6)。

这项研究创新性地建立了"IGFBP1-内质网应激-NR1H4"调控轴在ccRCC脂质代谢重编程中的核心地位。从转化医学角度看,该发现具有双重意义:一方面,IGFBP1的高表达特征可作为ccRCC诊断和预后评估的新型分子标志物;另一方面,针对该通路的干预策略(如IGFBP1抑制剂或NR1H4调节剂)有望成为ccRCC精准治疗的新选择。特别值得注意的是,研究揭示的内质网应激与核受体信号对话机制,为理解代谢异常肿瘤的耐药性提供了新视角。

从临床治疗困境来看,当前ccRCC靶向治疗面临的最大挑战是药物耐药性的快速发展。该研究提示,通过同时靶向IGFBP1和脂质代谢关键节点(如SCD1或CPT1A),可能打破肿瘤细胞的代谢适应性,克服现有治疗方案的局限性。未来研究可进一步探索IGFBP1表达水平与ccRCC分子分型的关联,以及其在免疫治疗响应预测中的潜在价值。

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