《Oral Oncology》：Targeting the lactate receptor GPR81 suppresses tumor progression by disrupting glycolytic metabolism in oral squamous cell carcinoma
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目的：癌细胞将葡萄糖代谢重编程为有氧糖酵解（aerobic glycolysis），即Warburg效应（Warburg effect）。该代谢转变导致肿瘤微环境（TME）中乳酸大量蓄积。尽管乳酸与肿瘤侵袭性相关，其机制仍不清楚。近期研究将乳酸鉴定为通过G蛋白
目的：癌细胞将葡萄糖代谢重编程为有氧糖酵解（aerobic glycolysis），即Warburg效应（Warburg effect）。该代谢转变导致肿瘤微环境（TME）中乳酸大量蓄积。尽管乳酸与肿瘤侵袭性相关，其机制仍不清楚。近期研究将乳酸鉴定为通过G蛋白偶联受体81（GPR81）发挥作用的活性信号分子。本研究旨在阐明GPR81在口腔鳞状细胞癌（OSCC）进展中的临床和功能意义。材料与方法：使用人类OSCC组织标本（n=84）评估GPR81表达。使用GPR81敲低的HSC-3和SAS细胞系进行体外功能实验和异种移植研究。进一步使用免疫健全的4-硝基喹啉-1-氧化物（4-NQO）诱导的Gpr81敲除小鼠癌变模型检查GPR81在口腔癌发生中的作用。结果：GPR81在OSCC标本中的表达显著高于正常口腔黏膜。GPR81敲低抑制OSCC模型中的细胞增殖和肿瘤形成。在4-NQO诱导的癌变模型中，Gpr81敲除小鼠舌内鳞状细胞癌面积较野生型对照显著减少。机制上，GPR81敲低降低ATP产生，并与包括PFKL、PKM2和LDHA在内的糖酵解基因表达下降相关。结论：通过多模型方法，研究人员鉴定GPR81是通过糖酵解重编程调控口腔癌发生的重要调节因子。这些发现提示靶向乳酸–GPR81信号轴可能成为侵袭性OSCC的有前景治疗策略。
口腔鳞状细胞癌（OSCC）是头颈部最常见恶性肿瘤，全球疾病负担重，并因进食、言语功能障碍及美学畸形显著影响患者生活质量（QOL）。尽管手术、放疗和化疗等多学科治疗不断进展，包括OSCC在内的头颈癌5年生存率仍约50%。代谢重编程是癌症的重要恶性表型，其中葡萄糖代谢重编程尤为突出；癌细胞即使氧充足仍优先进行糖酵解，即Warburg效应（Warburg effect），并产生大量乳酸。为维持细胞内pH稳态，癌细胞主要通过单羧酸转运体4（MCT4）将乳酸排出，使肿瘤微环境（TME）中乳酸浓度升高，OSCC中可达30 mM。临床证据显示，头颈癌组织或循环乳酸升高与侵袭性特征及生存率下降相关。乳酸长期被视为代谢废物，现被认为是调控TME、肿瘤进展和治疗抵抗的生物活性分子。G蛋白偶联受体81（GPR81）是乳酸感应受体，乳酸结合后经Gα
i蛋白抑制腺苷酸环化酶，降低细胞内环磷酸腺苷（cAMP）。GPR81在胰腺癌、乳腺癌和肝细胞癌等恶性肿瘤中高表达，但其在OSCC中的表达谱和功能意义尚未阐明。因此，研究人员整合临床标本、体外功能实验、异种移植和Gpr81敲除小鼠4-NQO诱导癌变模型，系统研究GPR81在OSCC中的临床和功能意义。研究得出结论：GPR81在OSCC中高表达，是口腔癌发生的重要调节因子，机制上通过糖酵解重编程调控PFKL、PKM2和LDHA等基因表达及ATP产生；靶向乳酸–GPR81信号轴可能成为侵袭性OSCC的有前景治疗策略。该研究加深了对乳酸驱动恶性进展机制的理解，并为靶向GPR81的药物干预提供了科学依据。
关键技术方法（≤250字）：研究人员使用商业口腔癌组织芯片OR481a和OR601c（TissueArray.com LLC），含84例OSCC和9例邻近正常口腔上皮，行GPR81免疫组化并以H-Score（0–300）定量；采用HSC-3和SAS细胞系建立shRNA（短发夹RNA）稳定敲低GPR81模型，进行增殖、锚定非依赖成球、乳酸与ATP测定、RT-qPCR和Western blot；以SAS shNT/shGPR81细胞行裸鼠皮下异种移植；通过CRISPR/Cas9（规律成簇间隔短回文重复序列/CRISPR相关蛋白9）编辑B6D2F1小鼠受精卵构建Gpr81敲除（Gpr81 KO）小鼠，并与C57BL/6J回交五代；参考Shirogane等的方法，对12周龄小鼠给予0.1 mg/mL 4-NQO（4-硝基喹啉-1-氧化物）饮水16周，停药10周后取材，行H&E（苏木精-伊红）染色和组织病理定量。
研究结果：
**GPR81在OSCC中表达**：通过组织芯片免疫组化H-Score分析，研究人员发现GPR81蛋白在OSCC组织中的表达显著高于正常口腔黏膜；GPR81表达与患者人口学特征或淋巴结转移无显著关联。Western blot显示，高恶性OSCC细胞系HSC-3和SAS的GPR81蛋白表达强于HSC-2、HSC-4及非致瘤性口腔上皮细胞系epi4；MCT4在epi4、HSC-2、HSC-3和SAS中均呈一致强表达。免疫荧光显示GPR81定位于HSC-3和SAS细胞质膜。结论提示，乳酸受体GPR81而非一般乳酸分泌机器与OSCC密切相关。
**GPR81敲低抑制细胞增殖和肿瘤生长**：研究人员建立GPR81敲低的HSC-3细胞（shGPR81#1和#2）及对照（shNT），Western blot确认敲低成功且不影响MCT4表达；乳酸刺激在shNT细胞中剂量依赖抑制cAMP，而在shGPR81细胞中该抑制消失，验证乳酸–GPR81信号轴功能阻断。HSC-3 shGPR81细胞锚定依赖增殖减少；SAS shGPR81细胞成球能力显著降低；SAS shGPR81异种移植肿瘤生长较shNT显著受损。结论表明GPR81对OSCC持续增殖和肿瘤生长至关重要。
**GPR81敲低抑制糖酵解依赖的能量产生**：HSC-3细胞乳酸产生随葡萄糖浓度升高而增加，提示活跃的Warburg代谢；糖酵解抑制剂2-脱氧-D-葡萄糖（2-DG）显著耗竭ATP，而氧化磷酸化（OXPHOS）抑制剂寡霉素不影响ATP；2-DG阻断乳酸产生，OXPHOS抑制则引起乳酸产生补偿性上调，表明HSC-3细胞严格依赖糖酵解维持生物能量稳态。GPR81敲低显著降低胞内ATP水平和胞外乳酸分泌，并下调限速酶PFKL（磷酸果糖激酶肝型）、PKM2（丙酮酸激酶M2）和LDHA（乳酸脱氢酶A）的mRNA表达。结论提示GPR81通过协调糖酵解依赖的能量重编程驱动OSCC恶性表型。
**Gpr81缺失对4-NQO诱导的OSCC具有保护作用**：研究人员通过CRISPR/Cas9介导的基因组编辑构建Gpr81 KO小鼠，并经PCR和测序确认Gpr81开放阅读框靶向缺失；12周龄Gpr81 KO小鼠大体表型和舌黏膜组织学正常。慢性4-NQO给药后，野生型（WT）和Gpr81 KO小鼠均出现舌部结节，H&E染色确认SCC；WT小鼠可见上皮异型增生、原位癌（CIS）和SCC等病变。组织病理定量显示，Gpr81 KO小鼠舌内SCC面积较WT对照显著减少，正常黏膜保留比例更高，上皮异型增生发生率两组相当；两组体重下降无显著差异，Gpr81 KO小鼠生存率有升高趋势但无统计学显著性。结论表明GPR81信号促进口腔黏膜向明显OSCC的恶性转化。
讨论部分总结：研究人员通过人类临床标本、异种移植模型和Gpr81 KO小鼠癌变模型的多模型整合，证明乳酸感应受体GPR81对OSCC增殖和肿瘤发生至关重要，机制上通过介导PFKL、PKM2和LDHA等关键糖酵解酶基因表达调控糖酵解途径能量产生。GPR81为七次跨膜G蛋白偶联受体（GPCR），适合高通量药物筛选，因而靶向GPR81的小分子抑制剂具有开发潜力。原文指出，传统免疫缺陷裸鼠移植模型简单通用，但无法观察正常组织癌变过程且缺乏宿主免疫机制；4-NQO诱导模型炎症反应较轻，组织病理和遗传异常类似人类OSCC，适合分析OSCC，但本研究取材于停用4-NQO后10周，几乎全部小鼠已见SCC，若在更早阶段分析Gpr81 KO小鼠可更细致研究GPR81在癌变过程中的作用。原文还讨论GPR81–cAMP–蛋白激酶A（PKA）–缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）轴的可能性，但指出直接实验验证各节点超出本研究范围。与乳腺癌、胰腺癌和结直肠癌研究相比，本研究提供OSCC临床标本蛋白水平证据、免疫健全4-NQO诱导Gpr81 KO模型证据，以及GPR81敲低后PFKL、PKM2和LDHA mRNA协同下降证据。原文还提到GPR81在癌症恶病质中的作用，以及免疫细胞GPR81、MHC II（主要组织相容性复合体II类）和PD-L1（程序性死亡配体1）相关免疫调节的潜在意义；本研究Gpr81 KO小鼠体重下降趋势与WT无统计学差异。局限性包括：临床样本分析仅限组织芯片，正常口腔黏膜样本量较小（n=9），需更大独立队列和全组织切片及长期预后数据验证；缺乏商业可用高特异性GPR81拮抗剂，未能进行药理学验证。研究结论翻译：通过多模型方法，研究人员鉴定GPR81是通过糖酵解重编程调控口腔癌发生的重要调节因子。这些发现提示，靶向乳酸–GPR81信号轴可能成为侵袭性OSCC的有前景治疗策略。
