脂肪干细胞中PIK3CA激活突变通过旁分泌机制驱动野生型细胞表型改变在巨趾症中的作用机制研究

本研究针对巨趾症（macrodactyly）中PIK3CA突变脂肪干细胞（ADSCs）如何通过旁分泌作用影响野生型细胞的科学问题，通过共培养体系结合RNA测序和细胞因子阵列分析，首次揭示PIK3CAH1047R突变通过激活PI3K-AKT通路促使ADSCs分泌IL-6、VEGFA等因子，驱动野生型ADSCs、成纤维细胞（FBs）和血管内皮细胞（VECs）的增殖、迁移及脂肪生成，为PIK3CA相关过度生长综合征（PROS）的治疗提供了新靶点。BYL-719（alpelisib）可有效抑制该旁分泌效应，具有临床转化潜力。

　　

巨趾症是一种罕见的先天性肢体过度生长疾病，以脂肪组织异常增殖为特征，给患者带来严重的功能障碍和心理负担。尽管已知其与PIK3CA基因的体细胞镶嵌突变相关，但突变细胞如何影响占组织多数的野生型细胞仍不清楚。这一科学问题的解答对理解疾病进展机制至关重要。上海第九人民医院的研究团队通过系统的实验设计，首次揭示了PIK3CA突变脂肪干细胞（Mac-ADSCs）通过旁分泌信号重塑微环境的关键作用，相关成果发表在《Cell Death and Disease》上。

研究采用的主要技术包括：1）从巨趾症和多指症患者（临床队列）分离ADSCs并进行基因测序；2）建立条件培养基（CM）和Transwell共培养体系分析细胞互作；3）通过CCK-8、划痕实验和Transwell实验评估增殖、迁移和侵袭能力；4）RNA测序和细胞因子阵列筛选差异分泌因子；5）使用BYL-719抑制PI3K通路验证治疗潜力。

PIK3CA gain-of-function mutation in Mac-ADSCs
研究发现巨趾症患者脂肪组织中存在PIK3CA c.3140 A>G（p.H1047R）突变，Western blot证实突变激活PI3K-AKT通路（p-AKT和p-S6上调）。流式细胞术显示Mac-ADSCs符合间充质干细胞表型（CD29⁺/CD90⁺/CD105⁺）。

Mac-ADSCs altered the biological behavior of wild-type cells
共培养实验表明，Mac-ADSCs的条件培养基显著促进野生型ADSCs、FBs和VECs的增殖（CCK-8）、迁移（划痕实验）和侵袭（Matrigel实验）。此外，Mac-ADSCs通过上调COL1A1和α-SMA增强FBs的胶原合成能力，并通过PPARγ和CEBPα诱导ADSCs成脂分化（Oil Red O染色）。血管形成实验显示VECs的管状结构生成能力增强。

Mac-ADSCs affected surrounding cells via paracrine mechanisms
RNA测序鉴定出115个差异表达的分泌蛋白基因，富集分析显示与ECM重塑、血管生成和脂代谢相关。细胞因子阵列发现Mac-ADSCs高分泌IL-6、IL-11、HGF和VEGFA。中和抗体实验证实VEGFA对三类细胞的促增殖/迁移作用最显著，而IL-6/IL-11抑制成脂分化。

PIK3CA-knockdown impaired the paracrine effects
shRNA沉默PIK3CA后，Mac-ADSCs的旁分泌效应被显著抑制，野生型细胞的PI3K-AKT通路激活水平降低，证实突变依赖性。

BYL-719 suppressed the paracrine effects
PI3Kα抑制剂BYL-719（IC₅₀=8.363 μM）可逆转Mac-ADSCs的旁分泌作用，抑制野生型细胞的异常表型，为临床治疗提供依据。

这项研究首次阐明PIK3CA突变ADSCs通过分泌VEGFA等因子激活野生型细胞的PI3K-AKT通路，形成“突变-旁分泌-微环境重塑”的正反馈循环，推动巨趾症进展。该机制可能普遍存在于PROS疾病中，而BYL-719通过靶向突变细胞及其旁分泌效应实现双重抑制，为PROS的精准治疗开辟了新途径。未来需进一步探索其他分泌因子的作用及临床转化方案。