结直肠癌中脂肪-肿瘤交互作用：(表观)遗传生物标志物鉴定揭示肿瘤进展与恶病质新机制

本刊推荐：为解决肥胖相关结直肠癌(CRC)进展及癌症恶病质(CAC)机制不明的问题，研究人员开展了脂肪组织(AT)与CRC分子交互作用研究。通过全基因组测序(WGS)和表观遗传分析，发现近肿瘤脂肪(Intra-VAT)存在代谢重编程(UCP-1+、TMEM26+)、纤维化(TGF-β+、胶原+)和致癌突变(KRAS、HLA、MET)。循环miR-92a与体脂率正相关，与瘦体质量负相关。PON3基因甲基化与营养状况相关，为CRC治疗提供了新靶点和生物标志物。

　　

在肿瘤生物学研究领域，结直肠癌(Colorectal Cancer, CRC)始终是全球癌症相关死亡的主要原因之一，而肥胖已被确认是其发生和发展的危险因素。脂肪组织(Adipose Tissue, AT)并非惰性的能量储存器官，近年来研究发现它积极参与肿瘤微环境的塑造，通过分泌多种脂肪因子和炎症因子，如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)和瘦素，激活肿瘤细胞内的代谢通路，进而促进CRC的进展和转移。尤其值得注意的是，癌症恶病质(Cancer-Associated Cachexia, CAC)作为CRC患者常见的并发症，表现为严重的体重减轻、肌肉萎缩和脂肪分解，但目前其分子机制尚未完全阐明，特别是不同部位的脂肪组织如何与肿瘤细胞相互作用，以及遗传和表观遗传因素在这一过程中的作用，仍有待深入探索。

为此，来自意大利坎帕尼亚大学的研究团队在《Cell Death & Disease》上发表了一项研究，通过对102例CRC患者和48例健康对照的临床样本进行多组学分析，系统探讨了肿瘤与不同部位内脏脂肪组织（包括正常脂肪、瘤周脂肪和瘤内脂肪）之间的分子对话。研究聚焦于代谢改变、(表观)遗传变异及其对肿瘤进展和恶病质的影响，为CRC的精准治疗和预后评估提供了新的见解。

研究采用了多种关键技术方法：首先，收集了CRC患者的肿瘤组织和不同距离的脂肪组织样本（包括瘤内脂肪Intra-VAT、瘤周脂肪Peri-VAT、正常内脏脂肪HVAT和皮下脂肪SAT），并分离外周血单核细胞(PBMC)进行后续分析；通过全基因组测序(WGS)检测遗传变异，使用实时定量PCR(rt-qPCR)和Western blot分析基因和蛋白表达；利用miRNA定量和DNA甲基化检测（如Pyrosequencing）探讨表观遗传调控；并结合生物信息学工具（如BioRender）进行通路富集分析；此外，详细记录了患者的临床和人体测量学参数（如体成分、营养评分和体力性能），以全面评估代谢与分子变化的相关性。

临床特征与代谢异常的空间分布

研究人群的临床特征显示，CRC患者的脂肪量和肌肉量显著降低，营养风险评分(NRS)升高，而预后营养指数(PNI)和迷你营养评估(MNA)得分较低，表明普遍存在营养不良和代谢紊乱。Short Physical Performance Battery(SPPB)评分下降进一步反映了身体功能受损。

脂肪组织代谢重塑的生物标志物

根据肿瘤距离，脂肪组织表现出梯度式代谢重塑。瘤内脂肪(Intra-VAT)中，白色脂肪向棕色脂肪转化标志物UCP-1和TMEM26的表达显著上调，脂代谢相关基因PON3也呈上升趋势，提示代谢活性增强。相反，脂肪周转标志物如adiponectin/Pref-1比率和Caspase-3蛋白表达在Intra-VAT中降低，表明脂肪细胞更新受损。

恶病质和纤维化标志物的表达

Intra-VAT中，促恶病质因子IL-8的基因表达显著升高，而抗恶病质因子IL-10和IL-15则逐步降低。纤维化标记物如胶原和TGF-β在Intra-VAT中表达最高，表明肿瘤邻近脂肪发生了显著的细胞外基质重构和炎症反应。

脂肪组织中的遗传变异促进肿瘤发生和免疫逃逸

全基因组测序分析显示，Intra-VAT具有最高频率的遗传变异，包括KRAS、HLA、MET和CD79A等基因的突变。这些突变富集于增殖、血管生成和细胞毒性T淋巴细胞(CTL) evasion等通路，表明脂肪细胞可能与肿瘤细胞共享致癌驱动突变，共同促进免疫逃逸和肿瘤进展。

CRC组织中的选择突变导致基因沉默

CRC组织中常见APC、TP53和KRAS等基因的突变，这些变异以无义突变和错义突变为主。RT-qPCR验证发现，特定突变（如APC的4314_4315dup和KRAS的38G>A）导致mRNA表达沉默，进一步证实了这些突变在驱动肿瘤进展中的功能作用。

CRC和脂肪组织中的共同突变促进肿瘤生长和免疫逃逸

研究发现KRAS、MET、HLA和CD79A等基因突变在CRC和脂肪组织中共同存在。这些突变通过激活ERK/MEK和PI3K-Akt等信号通路，促进细胞增殖、凋亡逃逸和血管生成。同时，HLA突变削弱了免疫监视功能，而脂肪细胞分泌的炎症因子进一步加剧了免疫抑制微环境，为肿瘤生长提供了有利条件。

miR-21和miR-92a在脂肪组织中的上调提示其参与CRC进展

表观遗传分析显示，Intra-VAT中miR-92a和miR-21的表达显著上调。在循环PBMC中，这两种miRNA的水平也升高，且miR-92a与体脂百分比呈正相关，与瘦体质量(FFM)和体细胞质量(BCM)呈负相关，表明它们可能作为系统性代谢紊乱和恶病质的潜在生物标志物。

循环PBMC中PON3甲基化状态

尽管CRC患者与健康对照之间的平均PON3 DNA甲基化水平无显著差异，但启动子区域第3位点的甲基化降低与营养参数和Karnofski指数相关。该位点甲基化与miR-92a表达呈负相关，提示表观遗传调控在代谢紊乱中的重要作用。

综上所述，这项研究系统揭示了脂肪组织在结直肠癌进展中的主动作用，特别是近肿瘤脂肪的代谢和遗传重塑。Intra-VAT作为肿瘤微环境的关键组成部分，不仅通过代谢重编程和纤维化支持肿瘤生长，还共享致癌突变促进免疫逃逸。循环miR-92a和PON3甲基化等表观遗传标志物与代谢参数的相关性，为CRC的液体活检和预后评估提供了新思路。从临床角度看，这些发现建议在肿瘤手术中应考虑切除Intra-VAT以降低复发风险，同时剩余脂肪组织的活检可能用于术后监测。未来研究应聚焦于靶向肿瘤-脂肪对话的治疗策略，例如抑制MET-KRAS-PI3CA网络或调节miRNA表达，以改善CRC患者的治疗效果和生活质量。总之，该研究深化了对CRC微环境复杂性的理解，为精准医疗和个体化治疗提供了重要的理论和实践依据。