PLPP4?癌症相关成纤维细胞通过神经酰胺介导的ECM沉积驱动肿瘤进展

《Journal of Experimental & Clinical Cancer Research》：PLPP4+ CAFs drive cancer progression by promoting ECM deposition via ceramide-mediated H3K27ac modification and CREB3L1 activation

摘要

背景

癌症相关成纤维细胞 (CAFs) 是肿瘤微环境 (TME) 中细胞外基质 (ECM) 的主要细胞来源。然而，CAF 亚群之间的异质性导致其 ECM 产生能力存在显著差异，且高 ECM 产生 CAF 亚群的确定性功能标志物仍有待鉴定。

方法

整合单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq) 分析对 CAF 亚群进行了分层，并鉴定了亚群特异性膜标志物，其功能通过功能获得和功能丧失实验进行验证。免疫组化、免疫荧光、马松三色染色和刚果红染色用于表征目标蛋白定位和 ECM 累积。体外类球体生长和患者来源类器官 (PDO)-CAF 共培养实验，以及体内同基因、异种移植和脾内肝转移小鼠模型，评估了 CAF 驱动的肿瘤生长和转移。非靶向脂质组学、ChIP-qPCR、荧光素酶报告基因和免疫共沉淀实验揭示了潜在的分子机制。公共 scRNA-seq、空间转录组和临床数据库在泛癌和纤维化组织中验证了我们的发现。

结果

我们鉴定出 PLPP4 是一种 ECM 富集 CAF 亚群的功能标志物。功能上，PLPP4 通过促进 ECM 过度沉积，在体外和体内驱动肿瘤生长和转移。机制上，PLPP4 通过其磷脂磷酸酶活性产生神经酰胺，后者通过双重协调机制上调 ECM 表达。一方面，神经酰胺促进 AMPK 介导的磷酸化以及随后的 ACSS2 核输入，从而扩大乙酰辅酶 A (acetyl-CoA) 的核内池，并增强 ECM 相关基因启动子区域的 H3K27ac 修饰。另一方面，神经酰胺促进转录因子 CREB3L1 的激活，该因子调控多种 ECM 基因的表达。共同地，这两条通路驱动了 ECM 基因（包括COL1A1、COL1A2和纤维连接蛋白 -1 (FN1)）的过度表达。此外，在谷氨酰胺剥夺条件下，PLPP4 在 CAFs 中的表达以 ATF4 依赖的方式上调。临床上，结直肠癌中 PLPP4 高表达与更密集的 ECM 沉积、受损的免疫细胞浸润和不良的患者预后相关。

结论

总之，我们的研究结果确立了 PLPP4? CAFs 作为一个关键的促肿瘤亚群，通过增强 ECM 沉积驱动癌症进展，突显了 PLPP4 作为抗癌策略的潜在治疗靶点。