ACC1下调通过CXCL8-中性粒细胞胞外诱捕网轴促进食管鳞癌转移的机制与临床意义研究

《Communications Biology》：Acetyl-CoA carboxylase 1 knockdown promotes esophageal squamous cell carcinoma metastasis via the CXCL8–NET axis

本研究针对食管鳞癌（ESCC）转移机制不明确、缺乏有效生物标志物的问题，通过体内外实验揭示了乙酰辅酶A羧化酶1（ACC1）下调通过组蛋白乙酰化上调c-Fos/CXCL8表达，进而经CXCL8-CXCR1/2轴激活PI3K/AKT与MEK/ERK通路促进肿瘤细胞迁移侵袭，并通过诱导中性粒细胞胞外诱捕网（NET）形成加速转移的分子机制。该发现为ACC1低表达ESCC患者提供了新的预后标志物和治疗靶点。

　　

食管癌作为消化系统最具侵袭性的恶性肿瘤之一，其主要的组织学亚型食管鳞状细胞癌（ESCC）在中国具有全球最高的发病率和死亡率。尽管诊疗技术不断进步，ESCC患者术后5年生存率仍低于20%，肿瘤转移是导致预后不良的主要原因。然而，ESCC转移的分子机制尚未完全阐明，缺乏有效的生物标志物或靶向治疗策略。因此，探究ESCC转移的分子基础可能为改善患者预后提供潜在治疗策略。

乙酰辅酶A羧化酶1（ACC1）是脂肪酸合成途径中的限速酶，催化乙酰辅酶A羧化为丙二酰辅酶A，进而被脂肪酸合酶（FASN）用于脂肪酸合成。值得注意的是，乙酰辅酶A同时作为细胞内乙酰基团的唯一供体，参与蛋白质赖氨酸残基的乙酰化修饰，通过表观遗传机制调控基因转录。ACC1在肿瘤进展中发挥双重作用：一方面通过增强脂肪酸代谢促进肿瘤生长，另一方面通过提高乙酰辅酶A水平增强蛋白乙酰化从而促进肿瘤进展，这表明ACC1的功能具有组织特异性。

发表于《Communications Biology》的最新研究揭示了ACC1在ESCC转移中的关键作用。研究人员发现ACC1表达下调与ESCC患者不良预后显著相关，并通过系列实验阐明了ACC1-CXCL8-NET轴促进转移的分子机制。在机制上，ACC1 knockdown通过增加细胞内乙酰辅酶A水平，增强p300介导的组蛋白H3乙酰化，促进转录因子c-Fos表达。c-Fos直接结合CXCL8启动子区域，上调CXCL8转录水平。升高的CXCL8通过自分泌方式激活CXCR1/2受体，进而激活PI3K/AKT和MEK/ERK1/2信号通路，诱导上皮间质转化（EMT），最终增强ESCC细胞迁移和侵袭能力。

同时，ACC1 knockdown细胞分泌的CXCL8通过旁分泌作用招募中性粒细胞并诱导NET形成。NETs进一步促进ESCC细胞迁移，在体内实验中，ACC1 knockdown增加了肿瘤组织中性粒细胞浸润和NET形成，加速肺转移。临床数据分析显示，ACC1低表达、CXCL8高表达及NET水平升高均与ESCC患者不良预后相关，且三者之间存在显著负相关。

研究采用的关键技术方法包括：利用慢病毒载体构建ACC1稳定敲降细胞系，通过Transwell实验评估细胞迁移侵袭能力，采用蛋白质印迹（Western blot）和实时荧光定量PCR（RT-qPCR）分析信号通路激活情况，染色质免疫共沉淀（ChIP）验证转录因子结合，酶联免疫吸附试验（ELISA）检测细胞因子分泌，以及建立裸鼠皮下移植瘤和肺转移模型验证体内功能。临床样本分析基于98例ESCC患者组织标本的基因表达数据和91例组织芯片（TMA）的免疫组化结果。

ACC1低表达与ESCC不良预后显著相关

通过RT-qPCR分析98例ESCC临床标本发现，ACC1 mRNA在预后不良患者的肿瘤组织中显著降低，且N1分期患者ACC1表达低于N0分期患者。Kaplan-Meier分析显示ACC1低表达患者总生存期显著缩短。组织芯片免疫组化结果验证了ACC1蛋白在肿瘤组织中低表达，且与不良预后相关。

ACC1敲降通过上调CXCL8促进ESCC细胞迁移侵袭

在KYSE-450和KYSE-150细胞中敲降ACC1显著增强细胞迁移和侵袭能力。转录组测序发现CXCL8等CXC家族趋化因子表达上调，其中仅CXCL8高表达与患者不良预后显著相关。条件培养基实验表明ACC1敲降通过CXCL8依赖性方式促进细胞迁移侵袭，CXCL8中和抗体可逆转该效应。

ACC1敲降通过CXCL8-CXCR1/2轴激活PI3K/AKT和MEK/ERK1/2通路

CXCL8 siRNA敲降或CXCR1/2抑制剂reparixin处理均可部分逆转ACC1敲降诱导的迁移侵袭增强。ACC1敲降降低上皮标志物E-钙黏蛋白（E-cadherin）表达，增加间质标志物波形蛋白（vimentin）、纤溶酶原激活物抑制剂1（PAI-1）和转录因子Slug表达，诱导EMT表型。PI3K抑制剂LY294002和MEK抑制剂U0126处理可逆转ACC1敲降引起的AKT和ERK1/2磷酸化水平升高及EMT相关蛋白表达变化。

ACC1敲降通过c-Fos介导的机制上调CXCL8表达

ACC1敲降显著提高c-Fos mRNA水平，双荧光素酶报告基因和ChIP实验证实c-Fos直接结合CXCL8启动子并增强其转录活性。c-Fos敲降可逆转ACC1敲降引起的CXCL8上调及迁移侵袭增强，同时抑制AKT和ERK1/2磷酸化及EMT相关蛋白表达变化。

ACC1敲降通过组蛋白乙酰化机制增加c-Fos和CXCL8水平

ACC1敲降虽未显著改变细胞脂肪酸水平，但增加了乙酰辅酶A水平和组蛋白H3乙酰化。组蛋白乙酰转移酶抑制剂C646或p300敲降均可部分逆转ACC1敲降引起的c-Fos和CXCL8上调及迁移侵袭增强，表明ACC1敲降通过p300依赖性组蛋白乙酰化上调c-Fos和CXCL8。

ACC1过表达抑制ESCC细胞迁移侵袭

在低表达ACC1的KYSE-140细胞中过表达ACC1，可抑制CXCL8表达、细胞迁移侵袭及EMT进程，同时降低组蛋白乙酰化、c-Fos表达和AKT/ERK1/2磷酸化水平，进一步验证ACC1在ESCC进展中的调控作用。

ACC1敲降通过CXCL8依赖性旁分泌途径促进中性粒细胞招募和NET形成

ACC1敲降细胞的条件培养基通过CXCL8依赖性方式促进中性粒细胞迁移和NET形成。NET形成抑制剂（PAD4i、NEi、DNase I）或CXCL8中和抗体、reparixin处理均可抑制该效应。共培养实验表明ACC1敲降诱导的NETs可促进ESCC细胞迁移。

ACC1敲降促进ESCC移植瘤中性粒细胞浸润、NET形成和侵袭行为

体内实验显示，ACC1敲降虽不影响肿瘤生长，但增加肿瘤组织中性粒细胞浸润和NET形成，促进肿瘤细胞向周围组织侵袭。ACC1敲降肿瘤组织显示E-钙黏蛋白表达降低，波形蛋白、PAI-1和Slug表达升高，c-Fos表达和组蛋白乙酰化水平增加。

ACC1敲降通过NETs驱动ESCC体内转移

尾静脉注射建立肺转移模型显示，ACC1敲降显著增加肺转移结节数量和大小，PAD4i处理可抑制该转移增强效应。ACC1敲降组肺结节中NETs水平升高，PAD4i处理可有效抑制NET形成。

ESCC组织中CXCL8和NET水平升高与不良预后相关

临床样本分析显示，CXCL8 mRNA在预后不良患者肿瘤组织中显著高表达，且与ACC1表达负相关。组织芯片免疫荧光显示，晚期ESCC患者肿瘤和癌旁组织中NETs水平升高，NETs高表达与患者总生存期缩短显著相关。

研究结论表明，ACC1下调通过表观遗传机制调控CXCL8表达并促进NET形成，在ESCC转移中发挥关键作用。ACC1敲降增加乙酰辅酶A水平，增强p300介导的组蛋白乙酰化，促进c-Fos转录和CXCL8表达。CXCL8通过自分泌激活PI3K/AKT和MEK/ERK通路诱导EMT，同时通过旁分泌招募中性粒细胞并诱导NET形成，共同促进ESCC转移。临床数据支持ACC1-CXCL8-NET轴作为ESCC预后生物标志物和治疗靶点的潜力。

该研究首次揭示了ACC1在ESCC转移中的双重调控机制，阐明了代谢酶通过表观遗传调控趋化因子表达和肿瘤微环境重塑的新机制，为ACC1低表达ESCC患者提供了潜在的预后评估体系和靶向治疗策略。针对CXCL8或NET形成的干预措施可能为抑制ESCC转移提供新的治疗思路。