细胞器钙离子重分布通过p-cPLA2介导花生四烯酸释放促进镉诱导肾癌细胞上皮间质转化的机制研究

本研究针对环境污染物镉(Cd2+)促进肾细胞癌(RCC)转移的分子机制，揭示了细胞器Ca2+重分布通过激活p38 MAPK/cPLA2信号通路，促进花生四烯酸(AA)释放并诱导上皮间质转化(EMT)的新机制。研究不仅阐明了Cd2+通过IP3R介导的ER-线粒体Ca2+转运调控肿瘤代谢重编程的规律，还为RCC防治提供了新靶点。

　　

镉作为世界卫生组织认定的高危环境污染物，其与肾细胞癌(RCC)发病的关联性长期存在争议。尽管流行病学数据显示职业镉暴露人群RCC风险显著升高，但具体分子机制尚未阐明。更棘手的是，临床研究发现RCC组织中镉浓度显著高于癌旁组织，这种特殊的重金属蓄积现象暗示镉可能直接参与肿瘤进展。与此同时，脂质代谢异常尤其是花生四烯酸(AA)代谢紊乱已被证实与多种肿瘤转移相关，但镉暴露如何干扰肾癌细胞脂代谢并促进转移仍是未解之谜。

针对这一科学难题，中国研究人员在《Ecotoxicology and Environmental Safety》发表的研究，首次揭示了镉通过细胞器钙离子重编程激活p-cPLA₂介导的AA释放，进而驱动肾癌细胞EMT的分子机制。研究团队采用多组学联用策略，通过动物实验（BALB/c小鼠镉暴露模型）和三种RCC细胞系（Caki-1、786-O、769-P）模型，结合钙离子荧光探针（Rhod-2/AM、Mag-Fluo-4/AM）动态监测、siRNA基因沉默（IP3R-siRNA#3）、蛋白质印迹（检测EMT标志物E-cadherin/N-cadherin/Vimentin）和ELISA（定量AA/PGD2）等技术，系统解析了镉诱导肿瘤转移的代谢重编程机制。

3.1 镉暴露显著升高AA水平并诱导EMT
研究发现0.25-1μM Cd²⁺处理24小时使转移性Caki-1细胞AA水平升高2.1倍，伴随E-cadherin表达下降60%而N-cadherin升高3.5倍。值得注意的是，原发性786-O和769-P细胞虽呈现相似EMT变化，但AA水平无显著改变，提示不同RCC亚型存在异质性响应。

3.2 p38 MAPK/cPLA₂信号通路的关键作用
通过抑制剂（AACOCF3、SB203580）干预实验证实，镉通过磷酸化激活cPLA₂（p-cPLA₂）促进AA释放，该过程依赖p38 MAPK而非ERK/JNK通路。特别的是，GEPIA数据库分析显示cPLA₂与AA代谢基因PTGS2/ELOVL5存在显著共表达，为机制研究提供生物信息学支撑。

3.3 细胞器Ca²⁺重分布的核心调控
钙成像显示镉诱导内质网Ca²⁺减少42%而线粒体Ca²⁺增加2.8倍。使用IP3R抑制剂2-APB或VDAC1抑制剂VBIT-12处理，可分别阻断70%和55%的p38/cPLA₂激活，证实ER-线粒体Ca²⁺转运是信号传导的关键环节。

3.4 IP3R基因沉默的验证效应
IP3R-siRNA#3转染使Cd²⁺诱导的胞浆Ca²⁺波动降低65%，并显著逆转EMT标志物表达，证明IP3R介导的Ca²⁺释放是EMT启动的"分子开关"。

3.5 AA及其代谢产物的促转移效应
外源AA（20μM）处理使Caki-1细胞