《Environmental Pollution》：Bisphenol A-mediated GPER1/PPARγ/ACC/FAS signaling induces de novo lipogenesis and lipid accumulation in luminal and triple-negative breast cancer cells to regulate epithelial-mesenchymal plasticity
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摘要增强的从头脂肪生成是转移性乳腺癌的典型特征。接触具有内分泌干扰作用的环境化学物质，如双酚类（如BPA），会显著影响脂质代谢并增加乳腺癌风险。然而，EDC引发的脂肪生成与乳腺癌转移之间的关联仍不十分清楚。本研究表明，长期接触BPA可通过激活PPARγ/ACC/FAS介导的脂肪生
摘要
增强的从头脂肪生成是转移性乳腺癌的典型特征。接触具有内分泌干扰作用的环境化学物质，如双酚类（如BPA），会显著影响脂质代谢并增加乳腺癌风险。然而，EDC引发的脂肪生成与乳腺癌转移之间的关联仍不十分清楚。本研究表明，长期接触BPA可通过激活PPARγ/ACC/FAS介导的脂肪生成信号通路，促进雌激素敏感型乳腺癌细胞（MCF-7）和三阴性乳腺癌细胞（MDA-MB-231）的脂肪生成。此外，该信号通路还能通过诱导上皮-间质转化来调节这两种乳腺癌细胞的迁移和侵袭能力。通过药物抑制PPARγ，可同时抑制BPA诱导的脂肪生成及上皮-间质转化现象。另外，研究发现BPA可诱导膜结合雌激素受体GPER1的表达，而GPER1又能调控PPARγ/ACC/FAS介导的脂肪生成信号通路，进而影响乳腺癌细胞的脂肪生成和上皮-间质转化。通过药物抑制或siRNA技术敲低GPER1，可阻止BPA诱导的PPARγ/ACC/FAS介导的脂肪生成及上皮-间质转化。总体而言，我们揭示了EDC与脂肪生成之间的新机制，即通过GPER1在三阴性乳腺癌和ERα阳性乳腺癌细胞中激活PPARγ/ACC/FAS信号通路，从而促进乳腺癌转移。因此，GPER1可能作为信号枢纽，介导EDC引起的乳腺癌细胞脂肪生成相关变化，推动上皮-间质转化过程。
引言
全球范围内，女性乳腺癌的发病率正处于历史最高水平。此外，年轻女性中乳腺癌的早期转移也已成为全球临床领域的重要威胁（Arnold等，2022；Gao等，2022）。恶性乳腺癌通常具有增殖速度快、易发生上皮-间质转化、能量代谢异常、分化程度低、易早期转移、易复发以及化疗和激素治疗效果差等特点（Park等，2022；Zheng等，2022；Haque等，2024）。事实上，侵袭性乳腺癌与女性癌症死亡率密切相关，由于缺乏有效的治疗手段，给临床治疗带来了巨大挑战。近年来，针对侵袭性乳腺癌，尤其是三阴性乳腺癌，人们在靶向治疗和新型植物化学物质研发方面取得了一些进展，至少在体外实验中如此（Haque等，2024；Shyanti等，2026）。不过，乳腺癌转移的病因机制仍不明确。多项流行病学和实验研究表明，体重指数升高或肥胖与多种乳腺癌亚型的发生有关，且会导致患者生存率降低、易复发（Bhardwaj等，2019；Cao等，2020；Matta等，2022）。实际上，增强的从头脂肪生成是三阴性乳腺癌和管状乳腺癌亚型的共同特征，有助于其生长和转移（Simeone等，2021）。
除了体内雌激素水平较高外，接触环境中的某些外源性雌激素，如BPA，也会增加乳腺癌的发生和发展风险。BPA兼具内分泌干扰物和致肥胖因子的作用，在多种体内和体外实验模型中都被证实具有这种风险（Calaf等，2020；Wan等，2022）。BPA是制造多种塑料产品的重要原料，比如聚碳酸酯塑料、环氧树脂和热敏纸等。多项流行病学研究显示，肥胖患者和乳腺癌患者体内的BPA含量均有所升高（Bi等，2022；Cao等，2020；Matta等，2022）。Keshavarz-Maleki等人发现，乳腺癌患者的尿液和脂肪组织中的BPA含量明显高于健康人群（Keshavarz-Maleki等，2021）。在一项乳腺癌病例对照研究中，约30%的脂肪组织样本中的BPA浓度也超过了检测阈值（Reeves等，2018）。不难想象，环境中致肥胖的EDC含量在过去几十年里大幅上升，而这些物质可能会影响脂肪生成。例如，BPA及其替代物（BPS、BPF、BPAF等）、全氟和多氟化合物（PFAS）、邻苯二甲酸盐、二噁英、多环芳烃（PAHs）、农药等，都被证实能够在体外和体内影响脂质代谢并促进脂肪生成（Maradonna和Carnevali，2018；Amato等，2021）。不过，EDC导致乳腺癌细胞代谢紊乱的机制仍不十分清楚。
即使在环境相关的浓度范围内（10-100 nM），致肥胖的BPA也可在人体脂肪组织中积累，而在不同暴露条件下，它可能会对脂质代谢产生长期影响（Tang等，2025；Valentino等，2016；Pfeifer等，2015）。目前尚不清楚这些影响是否源于BPA的雌激素活性，因为它的致肥胖效应在几乎所有发育阶段的男性和女性中都很常见，包括晚年（Heindel和Blumberg，2019）。此外，与绝经后女性相比，绝经前女性由于雌激素的调节作用，患肥胖的概率较低。因此，EDC暴露导致的脂质代谢紊乱可能无法仅用ERα信号通路来解释。
有趣的是，内源性雌激素和一些EDC，包括BPA，已被证明能够激活膜结合的雌激素受体，如GPER1（也称为GPR30），这类受体参与雌激素响应和乳腺癌的发展，同时还会在其他组织和器官中造成有害影响（Babiloni-Chust等，2022；Donini等，2020）。另有研究显示，一些EDC，如BPA、玉米赤霉烯酮和非诺苯酚，与GPER1的结合亲和力比与ERα的结合亲和力更高（Thomas和Dong，2006）。不过，GPER1在上皮乳腺癌细胞中由EDC引发的类似脂肪生成代谢改变中的作用尚未得到充分研究。因此，有必要进一步探讨GPER1在类似脂肪生成代谢改变中的作用。此外，关于EDC通过脂质代谢对癌细胞可塑性的急性作用与慢性作用，目前也存在不确定性。值得注意的是，关于直接暴露于乳腺癌细胞时是否会导致脂质代谢紊乱的急性暴露研究结果并不一致（Citarella等，2026），而由于缺乏能够模拟EDC暴露后类似脂肪生成代谢改变的体外模型，长期暴露研究也非常少。另外，有研究认为，长期暴露于常见的EDC（如BPA）会对癌细胞的可塑性，包括迁移能力、侵袭能力和代谢紊乱，产生比急性暴露更严重的影响。为此，我们之前研究了低转移性MCF-7细胞在长期暴露于BPA后的情况，结果显示，每24小时暴露一次，累计暴露150次左右，可通过过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1-α介导的线粒体生物生成，促使细胞出现明显的上皮-间质转化现象（Ansari等，2022）。这一发现强调了长期EDC暴露可能将低转移性乳腺癌细胞转变为高度侵袭性细胞的危险，尤其是通过线粒体生物生成途径（Ansari等，2022）。不过，长期暴露是否还会引发其他与癌细胞侵袭行为密切相关的代谢改变，如脂肪生成，目前还有待确定。
在本研究中，我们探讨了长期接触BPA是否会影响乳腺癌细胞的脂肪生成，进而调控上皮-间质转化，并增强细胞的迁移和侵袭能力。我们提供了新的、有力的体外证据，表明长期接触BPA可通过GPER1调控的PPARγ/ACC/FAS信号通路，在三阴性乳腺癌和ERα阳性乳腺癌细胞中引发脂肪生成，从而促进上皮-间质转化。
章节节选
化学品与试剂
高浓度葡萄糖、Dulbecco改良Eagle培养基（DMEM）（编号#12800-017）、胎牛血清（FBS）（编号#10270-106）、青霉素/链霉素混合溶液；ThermoFisher Scientific公司生产的Anti-Anti-100X试剂（编号#15240-062）。BPA（编号#239658）、尼罗红（编号#72458）、GW9662（编号#M6191）和氟维司群（编号#B7651）均购自美国Sigma-Aldrich公司。DMSO用于溶解BPA以制备储备溶液，这些溶液储存在-20℃环境中。G15试剂（编号#S6651）购自Selleckchem公司。BPA的工作浓度为
长期BPA暴露通过PPARγ/ACC/FAS信号通路诱导乳腺癌细胞中的从头脂肪生成
此前我们已发现，长期暴露于BPA可促使MCF-7细胞在经过150次暴露后，主要通过PGC-1α驱动的线粒体生物生成，出现不可逆的上皮-间质转化现象（Ansari等，2022）。基于这些观察结果，我们现在着手研究在相似暴露条件下，BPA是否会在乳腺癌上皮细胞中引发类似脂肪生成的代谢改变。为探究长期暴露于100 nM浓度的BPA是否会导致乳腺癌细胞中的脂肪生成，我们首先检测了细胞中的脂质
讨论
肿瘤细胞代谢是一个极为复杂的过程，它与肿瘤进展和细胞可塑性紧密相关，同时受多种基因组和非基因组因素的调控，其中包括环境因素的影响。由于EDC具有亲脂性，同时也具有致肥胖作用，因此它们对癌细胞及其周围基质细胞（主要是脂肪细胞）的代谢变化所产生的影响，近年来引起了学界的高度关注，人们试图通过这些研究揭示它们的代谢干扰机制
CRediT作者贡献说明
Nuzhat Bano：撰写——审阅与编辑、方法学、实验研究。Kainat Kainat：撰写——审阅与编辑、方法学、实验研究。Anjali Pal：撰写——审阅与编辑、方法学、实验研究。Pradeep Kumar Sharma：撰写——审阅与编辑、研究指导、资金获取、正式分析、概念构建。Satya Prakash Yadav：数据整理、实验研究、方法学、软件应用、可视化处理、撰写——审阅与编辑。Mohammad Imran Ansari：撰写——审阅与编辑，
利益冲突声明
? 作者声明不存在任何已知的、可能影响本文研究结果的财务利益关系或个人关系。
致谢
特别感谢印度UGC为Mohammad Imran Ansari、Anjali Pal和Satya Prakash Yadav提供的初级和高级研究奖学金，以及印度CSIR为Nuzhat Bano和Kainat提供的相应奖学金。作者们还衷心感谢印度科学工业研究委员会提供的资金支持（编号#MLP003）。同时，作者们也要感谢CSIR-印度毒理学研究所共聚焦成像实验室的Shireen Fatima博士所提供的帮助，
Mohammad Imran Ansari|Anjali Pal|Nuzhat Bano|Kainat|Satya Prakash Yadav|Pradeep Kumar Sharma
印度北方邦勒克瑙市马哈特玛·甘地路31号Vishvigyan Bhawan，CSIR-印度毒理学研究所食品、药品与化学、环境及系统毒理学部门食品毒理学小组，邮编226001
