HIF-1α/STAT3通路调控TAMs分泌SPP1通过整合素αvβ3激活EMT促进结直肠癌恶性进展的机制研究

本研究聚焦结直肠癌（CRC）肝转移高复发难题，揭示了肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）在缺氧/酸性微环境中通过HIF-1α/STAT3通路上调SPP1表达，进而促进M2型极化并通过αvβ3整合素激活EMT（上皮-间质转化）的分子机制。团队发现靶向抑制HIF-1α或阻断SPP1-αvβ3互作可显著抑制CRC肝转移，为临床防治提供了新策略。

　　

结直肠癌（CRC）作为全球发病率第三、死亡率第二的恶性肿瘤，其治疗难点在于术后肝转移的高复发率。尽管手术联合新辅助治疗降低了局部复发，但肿瘤微环境（TME）中免疫细胞的异常调控仍是导致治疗失败的关键。其中，肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）作为TME的主要免疫组分，被发现通过分泌SPP1（分泌磷蛋白1）促进癌症进展，但具体机制尚未阐明。

来自山东的研究团队在《International Immunopharmacology》发表的研究，首次揭示了缺氧和乳酸协同激活HIF-1α/STAT3信号通路诱导TAMs高表达SPP1的分子开关，并阐明了SPP1通过αvβ3整合素（integrin αvβ3）激活EMT促进CRC转移的双重作用机制。研究采用TCGA/GEO数据库分析、免疫组化、体外共培养模型和小鼠肝转移模型，结合代谢组学和信号通路抑制剂验证，构建了从微环境调控到免疫代谢重塑的完整理论框架。

主要技术方法
研究通过TCGA和GTEx数据库筛选SPP1表达谱，利用免疫组化验证临床样本差异；建立缺氧（1% O₂）和乳酸（20 mM）处理的巨噬细胞模型；采用shRNA敲低和抑制剂（如HIF-1α抑制剂PX-478）干预关键通路；通过Transwell和小鼠尾静脉注射模型评估CRC转移能力；运用Seahorse分析线粒体代谢。

Hypoxia and lactate synergically increase the expression of SPP1 in macrophages
研究发现CRC微环境中的缺氧和乳酸可通过HIF-1α/STAT3轴协同上调TAMs中SPP1表达。免疫荧光显示缺氧条件下巨噬细胞HIF-1α核转位增加，而乳酸处理增强STAT3磷酸化（p-STAT3^Tyr705），双因素刺激使SPP1表达提升3.2倍。

SPP1 promotes M2-like polarization of macrophages by reducing mitochondrial damage
SPP1过表达巨噬细胞显示线粒体膜电位（ΔΨm）升高和ROS降低，伴随M2标志物CD206⁺细胞比例增加（62% vs 对照组28%）。代谢重编程分析显示SPP1促进糖酵解（LDHA活性提升1.8倍）并抑制三羧酸循环（SDHB下调40%）。

TAMs-derived SPP1 activates EMT via integrin αvβ3
共培养实验表明TAMs来源的SPP1通过结合CRC细胞表面αvβ3整合素，诱导E-cadherin下调和Vimentin上调，增强细胞迁移（伤口愈合速度提高2.4倍）。αvβ3封闭抗体可逆转此效应。

Inhibition of HIF-1α/SPP1 axis suppresses liver metastasis in vivo
小鼠模型中，HIF-1α抑制剂PX-478联合SPP1中和抗体使肝转移结节减少76%，显著优于单药组（p<0.01），且无显著毒性。

该研究创新性揭示了TME中缺氧-乳酸-SPP1的正反馈环路：CRC细胞通过"乳酸穿梭"（lactate shuttle）重塑TAMs代谢，而TAMs分泌的SPP1又通过αvβ3整合素激活EMT促进转移。这不仅解释了CRC肝转移的免疫逃逸机制，更提出了靶向HIF-1α/STAT3-SPP1-αvβ3轴的联合治疗策略。作者Yaru Qu等强调，针对SPP1上游调控通路或其下游作用靶点的干预，可能成为预防CRC术后转移复发的突破点，为目前疗效有限的免疫治疗提供了新的联合靶标。