《Journal of Lipid Research》：Low expression of SGPL1 promotes HCC progression by modulating LacCer metabolism via the S1P-STAT3-B4GALT6 axis
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肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是一种常见恶性肿瘤，与鞘脂代谢失调相关。鞘氨醇-1-磷酸（sphingosine-1-phosphate，S1P）是一种关键生物活性脂质，可促进肿瘤进展，而其降解由SGPL1（sphingos
肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是一种常见恶性肿瘤，与鞘脂代谢失调相关。鞘氨醇-1-磷酸（sphingosine-1-phosphate，S1P）是一种关键生物活性脂质，可促进肿瘤进展，而其降解由SGPL1（sphingosine-1-phosphate lyase，鞘氨醇-1-磷酸裂解酶）调控。然而，SGPL1在HCC中的作用仍不明确。在此，研究人员证明SGPL1在HCC中显著下调，其低表达与不良预后和增强的转移潜能相关。机制上，SGPL1下调升高S1P，后者激活STAT3（signal transducer and activator of transcription 3，信号转导与转录激活因子3）以转录抑制B4GALT6（beta-1,4-galactosyltransferase 6，β-1,4-半乳糖基转移酶6），导致乳糖神经酰胺（lactosylceramide，LacCer）生成减少。该S1P-STAT3-B4GALT6-LacCer轴代表连接两种关键鞘脂代谢物的新型调控网络。此外，褪黑素通过上调SGPL1抑制HCC恶性表型，从而降低S1P并升高LacCer水平以抑制HCC进展。总之，研究结果揭示了SGPL1在协调S1P与LacCer代谢相互作用中既往未被认识的作用，使其成为有前景的治疗靶点。此外，该研究为褪黑素的抗HCC活性提供了机制见解，并为肝细胞癌治疗提供了新的治疗策略。
肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是原发性肝癌的主要病理亚型，全球疾病负担重，诊断晚、可切除率低、复发率高且总体治疗效果不理想。代谢重编程是恶性肿瘤的重要特征，HCC存在独特代谢改变。鞘脂代谢与HCC发生发展密切相关，神经酰胺（ceramide，Cer）是中心分子，鞘脂变阻器分子平衡影响细胞存活和肿瘤进展。鞘氨醇-1-磷酸（sphingosine-1-phosphate，S1P）促进肿瘤进展，由鞘氨醇激酶（sphingosine kinase，SPHK）生成，经鞘氨醇-1-磷酸裂解酶（sphingosine-1-phosphate lyase，SGPL1）不可逆降解。既往研究提示SGPL1可能是HCC细胞S1P水平的关键调控酶，但SGPL1在HCC中的作用不明。乳糖神经酰胺（lactosylceramide，LacCer）是糖鞘脂生物合成关键中间体和生物活性信号分子，其合成调控及是否与SGPL1介导的鞘脂代谢相关尚不清楚。褪黑素（melatonin）具有抗癌作用，但其与HCC鞘脂代谢的关系需明确。因此，研究人员开展本研究以阐明SGPL1在HCC中的作用及褪黑素抗HCC机制。研究结论表明，SGPL1在HCC中低表达并与转移和不良预后相关；SGPL1缺失通过升高S1P、激活STAT3、转录抑制B4GALT6、降低LacCer促进HCC进展；褪黑素通过上调SGPL1并调节S1P/LacCer抑制HCC。该研究揭示新的鞘脂代谢调控网络，将SGPL1定位为有前景的治疗靶点，并为褪黑素抗HCC提供机制依据。
关键技术与样本来源：研究采用75对HCC及配对癌旁组织芯片行免疫组化（immunohistochemistry，IHC）；细胞系包括Huh7、HepG2（中国科学院上海细胞库）、SK-Hep1（ATCC）及MHCC-97L、MHCC-97H（复旦大学中山医院建立）；通过慢病毒、shRNA、siRNA和过表达构建稳定细胞模型，采用CCK-8、Transwell、Western blot、qRT-PCR、酶联免疫吸附试验（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）、UPLC-MS/MS脂质组学、双荧光素酶报告及裸鼠移植瘤实验。
3.1 SGPL1 downregulation in HCC promoted metastasis and was associated with poor prognosis：组织芯片IHC显示SGPL1蛋白在HCC组织低于配对癌旁组织，主要位于细胞质；其低表达与HCC转移相关（P=0.025），与其他临床病理参数无显著相关。Kaplan-Meier分析显示低、中、高IHC组总生存差异显著（log-rank P=0.032），低表达组中位总生存（overall survival，OS）为19.0个月，中表达组为26.0个月，高表达组未达到。结论为SGPL1下调与HCC转移及不良预后相关。
3.2 SGPL1 deficiency promotes the progression of HCC in vitro and in vivo：细胞系筛查显示SK-Hep1、MHCC-97H、MHCC-97L的SGPL1较低。过表达SGPL1抑制SK-Hep1增殖、迁移和侵袭；敲低SGPL1促进Huh7上述表型。裸鼠移植瘤实验中，SGPL1低表达增加肿瘤生长和体积，高表达抑制肿瘤生长和体积。结论为SGPL1缺失在体内外促进HCC进展。
3.3 SGPL1 deficiency promotes HCC progression by regulating S1P and LacCer levels：ELISA显示SGPL1过表达降低SK-Hep1的S1P，敲低增加Huh7细胞及上清S1P。脂质组学发现SGPL1敲低和过表达共同差异代谢物中Hex2Cer（d18:1/24:0）是唯一鞘脂相关脂质，敲低降低、过表达升高；LacCer ELISA呈相同趋势。PDMP降低LacCer促进SGPL1过表达SK-Hep1恶性，外源LacCer抑制SGPL1敲低Huh7恶性。结论为SGPL1缺失升高S1P并降低LacCer，LacCer抑制HCC恶性。
3.4 SGPL1 deficiency decreases the level of LacCer by inhibiting the synthetase of B4GALT6：Western blot显示B4GALT6表达随SGPL1变化一致，B4GALT5不一致。过表达B4GALT6可增加两种背景细胞LacCer并抑制增殖、迁移和侵袭。结论为SGPL1位于B4GALT6上游，SGPL1缺失通过抑制B4GALT6降低LacCer。
3.5 SGPL1 downregulation promotes STAT3 activation via intracellular S1P, which in turn transcriptionally represses B4GALT6 and suppresses LacCer production：SGPL1下调激活STAT3 Tyr705磷酸化，上调则抑制；B4GALT6启动子?609至?599区域存在STAT3响应区，荧光素酶报告显示STAT3降低B4GALT6启动子活性。siSTAT3增加SK-Hep1-SGPL1细胞B4GALT6 mRNA和蛋白。外源S1P降低LacCer；sonepcizumab中和胞外S1P不影响胞内S1P和LacCer，提示胞内S1P池发挥作用。结论为SGPL1下调经胞内S1P激活STAT3，STAT3转录抑制B4GALT6并减少LacCer。
3.6 Melatonin exerts anti-tumor effects in HCC by modulating the SGPL1–S1P–LacCer metabolic axis：褪黑素抑制SK-Hep1和Huh7增殖、迁移和侵袭，降低S1P、升高LacCer，并上调SGPL1和B4GALT6。在SGPL1敲低和过表达细胞中，褪黑素仍抑制恶性表型、降低S1P、升高LacCer并上调SGPL1/B4GALT6。结论为褪黑素至少部分经SGPL1-S1P-LacCer轴抗HCC，且存在不完全依赖SGPL1的作用，并与SGPL1过表达具有协同作用。
讨论部分总结：讨论指出鞘脂代谢网络Cer/S1P/SPH平衡关键，SGPL1降解S1P并具肿瘤抑制功能，本研究进一步将其扩展至LacCer代谢。LacCer在HCC中抑制恶性，与结直肠癌和肾癌中的促癌报道不同，提示组织背景依赖。STAT3可激活或抑制转录，本研究识别其作为B4GALT6转录抑制因子。临床意义包括SGPL1作为HCC进展和转移标志及该轴作为治疗靶点，但系统靶向可能存在脱靶风险。局限包括主要基于细胞模型，体内和临床需验证；STAT3结合启动子的精确机制及其他转录因子或共调控因子待研究；ELISA限制使具体LacCer亚型需质谱明确；高SGPL1表达样本较少可能限制生存分析统计效能和推广性。
研究结论翻译：总之，SGPL1不仅是HCC进展的标志物，还调控S1P/LacCer平衡。机制上，SGPL1下调升高S1P以激活STAT3，STAT3转录抑制B4GALT6并减少LacCer生成，从而促进HCC进展。褪黑素至少部分通过上调SGPL1经该SGPL1-S1P-LacCer轴抑制HCC。同时，鉴于ELISA的局限，SGPL1影响哪些具体LacCer亚型尚需质谱分析进一步阐明。总体而言，这些发现确立SGPL1为有前景的治疗靶点，并为褪黑素在HCC中的多层面机制提供新见解。
