TNFα激活PLEKHA5-FCRLA轴通过脂代谢重编程促进皮肤恶性黑色素瘤进展的机制研究

【字体: 时间:2025年06月04日 来源:Lipids in Health and Disease 3.9

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  本研究针对皮肤恶性黑色素瘤(CMM)预后差、脂代谢异常与肿瘤进展关联不清的问题,通过多组学分析构建了基于脂代谢基因(PLEKHA5、FCRLA等)的预后模型,揭示TNFα通过激活PLEKHA5-FCRLA轴促进中性脂质储存和能量代谢,驱动CMM恶性进展。该研究为CMM靶向治疗提供了新策略,发表于《Lipids in Health and Disease》。

  

皮肤恶性黑色素瘤(CMM)是最致命的皮肤癌类型之一,尽管免疫检查点抑制剂等疗法取得进展,但晚期患者预后仍不理想。近年来,代谢重编程尤其是脂代谢异常被证实与肿瘤进展密切相关,但CMM中脂代谢调控的具体机制和关键靶点尚未明确。脂质不仅是细胞膜的主要成分,还参与能量供应和信号传导,肿瘤细胞通过上调脂肪酸合成酶(FASN)、乙酰辅酶A羧化酶(ACC1)等酶促反应获取生长优势。然而,驱动CMM脂代谢异常的上游信号和效应分子仍有待揭示。

中国医学科学院皮肤病医院和南京大学的研究团队通过整合TCGA-SKCM和GSE65904队列数据,构建了包含PLEKHA5、FCRLA等6个基因的脂代谢相关预后模型,并深入解析了TNFα-PLEKHA5-FCRLA轴在CMM中的调控机制。该研究发表于《Lipids in Health and Disease》,为CMM的精准治疗提供了新靶点。

研究采用多学科技术方法:基于MSigDB筛选脂代谢相关基因,通过非负矩阵分解(NMF)和加权基因共表达网络分析(WGCNA)进行分子分型;利用LASSO回归构建预后模型;通过慢病毒转染建立基因敲低/过表达细胞系;结合转录组、蛋白质组和脂质组学分析分子机制;采用Seahorse能量代谢分析仪检测细胞耗氧率(OCR)和细胞外酸化率(ECAR)。

研究结果

  1. 脂代谢相关基因的预后模型构建
    通过NMF聚类将CMM分为C1/C2亚型,C2组患者总生存期显著缩短。WGCNA分析显示脂代谢基因富集于线粒体能量代谢和氧化磷酸化通路。LASSO回归筛选出PLEKHA5、FCRLA等6个关键基因,构建的风险评分模型在训练集和验证集(GSE65904)中均显示高评分患者预后更差。

  2. PLEKHA5促进CMM恶性生物学行为
    免疫组化显示PLEKHA5在CMM组织中表达显著高于痣组织(p<0.01)。体外实验证实,敲低PLEKHA5可抑制MV3细胞增殖(CCK-8实验)、迁移(Transwell实验)并诱导凋亡(流式细胞术),而过表达则呈现相反效应。小鼠移植瘤模型显示,sh-PLEKHA5组肿瘤体积和Ki-67阳性率显著降低。

  3. FCRLA作为PLEKHA5下游靶点的功能验证
    多组学联合分析发现FCRLA在PLEKHA5敲低后表达显著下调。RNA稳定性实验表明PLEKHA5通过维持FCRLA mRNA稳定性调控其表达。功能回复实验证明,FCRLA过表达可逆转PLEKHA5敲低对CMM细胞增殖和侵袭的抑制作用。

  4. TNFα激活PLEKHA5-FCRLA轴的机制
    GSEA分析提示TNFα-NFκB信号通路显著富集。低剂量TNFα处理可同时上调PLEKHA5和FCRLA表达,且能部分恢复基因敲低细胞的恶性表型,表明TNFα是该轴的上游激活因子。

  5. 脂代谢与能量代谢重编程
    脂质组学显示PLEKHA5敲低导致胆固醇酯(CE)和甘油三酯(TAG)水平下降,而神经酰胺积累。尼罗红染色和油红O染色证实该轴促进中性脂质储存。Seahorse检测发现TNFα通过该轴增强线粒体膜电位并抑制ROS产生,优化能量代谢。

结论与意义
该研究首次揭示TNFα-PLEKHA5-FCRLA轴通过促进中性脂质储存(CE/TAG)和能量代谢(OCR/ECAR)驱动CMM进展的机制。临床转化方面,PLEKHA5和FCRLA可作为预后标志物,而靶向该轴可能通过双重干预脂代谢和能量供应增强现有疗法效果。局限性在于未解析PLEKHA5转录调控的具体机制,且需进一步验证该轴在肿瘤微环境中的免疫调节作用。这些发现为开发针对CMM代谢脆弱性的联合治疗策略奠定了理论基础。

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