氧浓度调控SDH缺陷型嗜铬细胞瘤RS0细胞系增殖与表型的机制研究及其临床意义

为解决SDHB基因突变导致的嗜铬细胞瘤/副神经节瘤(PPGL)缺乏实验模型和治疗靶点的难题，Tischler实验室团队通过建立SDH缺陷型大鼠RS0细胞系，系统研究了氧浓度(5% vs 20% O2)及EPAS1/HIF2A抑制剂对细胞增殖、超微结构、转录组和代谢的影响。研究发现低氧环境(5% O2)能维持RS0细胞的增殖能力并保留其与人类SDH缺陷型PPGL相似的分子特征，而高氧(20% O2)和HIF2A抑制剂可诱导可逆性细胞周期阻滞。该研究为开发靶向缺氧信号通路的治疗策略提供了重要模型依据，论文发表于《Endocrine-Related Cancer》。

　　

在神经内分泌肿瘤研究领域，SDHB基因突变导致的嗜铬细胞瘤/副神经节瘤(PPGL)因其高转移风险(30-40%)和缺乏有效治疗手段而备受关注。这类肿瘤的特征性SDH酶复合体缺陷会引发"假性缺氧"状态，即缺氧诱导因子EPAS1/HIF2A在常氧条件下异常激活。然而，长期以来该领域面临两大瓶颈：一是缺乏能准确模拟人类疾病特征的实验模型，二是传统细胞培养的20%氧浓度与体内肿瘤微环境存在显著差异。为此，国外研究团队通过建立全球首个SDH缺陷型大鼠RS0细胞系，开展了一项揭示氧浓度调控肿瘤生物学特性的创新研究。

研究团队采用RNA测序、代谢组学、免疫印迹和电子显微镜等关键技术，结合来自3例SDHB突变患者的原代肿瘤培养验证。通过比较5%与20%氧浓度下RS0细胞的差异，以及EPAS1/HIF2A抑制剂PT2399和belzutifan的处理效应，系统解析了氧敏感性的分子机制。

Morphological and immunohistochemical characteristics
电镜观察发现5% O₂培养的RS0细胞保留了与移植瘤相似的线粒体异常特征，而20% O₂导致线粒体严重损伤。免疫组化证实细胞系稳定表达酪氨酸羟化酶(TH)，且SDHB蛋白缺失的表型维持超过40代。

Effects of oxygen on cell proliferation and survival
低氧(5% O₂)是RS0细胞增殖的必要条件，而20% O₂导致完全增殖停滞。EPAS1/HIF2A抑制剂能模拟高氧的细胞周期阻滞效应，但该作用可逆，提示其单药治疗的局限性。HIF脯氨酰羟化酶抑制剂DMOG可部分逆转高氧的抑制作用。

Global effects of oxygen and HIF inhibition
转录组分析显示：
1）450个基因在20% O₂中表达下调，其中306个也受HIF2A抑制剂调控，包括细胞周期相关通路；
2）低氧上调的基因涉及神经前体细胞标志物(如DLK1、THY1)和潜在药物靶点(如LDHA、SLC16A1/MCT1)；
3）内分泌功能相关基因(TH、VMAT1等)的表达受氧浓度显著调控。代谢组学显示RS0细胞在5% O₂中主要将葡萄糖转化为琥珀酸，而RS1/2细胞则生成乳酸和谷氨酸。

Effects of oxygen on human PPGL cultures
临床样本验证显示低氧(1-5% O₂)能显著提高SDHB突变型人类PPGL细胞的存活率，但未能诱导增殖。

这项研究首次阐明氧浓度通过EPAS1/HIF2A依赖和非依赖双重途径调控SDH缺陷型PPGL的多维生物学特征。其重要意义体现在：
1）确立RS0细胞系作为研究SDHB相关PPGL的优选模型，填补了该领域长期缺乏细胞模型的空白；
2）揭示传统20%氧浓度培养会扭曲肿瘤细胞的分子特征，为优化实验条件提供依据；
3）鉴定出ADORA2A、LDHA等可靶向的缺氧相关分子，为开发联合治疗方案指明方向；
4）发现低氧环境维持"干性"基因表达的现象，为理解肿瘤干细胞特性提供新视角。值得注意的是，虽然EPAS1/HIF2A抑制剂显示出调控潜力，但其可逆性效应提示需探索联合治疗策略。该研究为推进SDH缺陷型PPGL的精准治疗奠定了重要理论基础。