脂蛋白响应型环状RNA circCTCF通过ACSL5将细胞外脂质可用性偶联至三阴性乳腺癌中的mTOR信号通路

《International Journal of Biological Macromolecules》：A lipoprotein-responsive circular RNA, circCTCF, couples extracellular lipid availability to mTOR signaling via ACSL5 in triple-negative breast cancer

　　

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  circCTCF是一种脂蛋白响应性环状RNA，在LPDS条件下下调
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  敲低circCTCF促进脂质储存并抑制TNBC生长
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  circCTCF通过G3BP2稳定ACSL5 mRNA以维持mTOR信号通路
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  circCTCF–ACSL5–PA–mTOR轴是TNBC的一种新型治疗脆弱性

引言

三阴性乳腺癌（TNBC）占所有乳腺癌的15–20%，其特征是缺乏孕激素受体、雌激素受体和HER2。TNBC是侵袭性最强的乳腺癌亚型，通常在治疗后的三年内早期复发[1]，[2]。亚型异质性使得一种普遍有效的靶向治疗始终难以实现。尽管基底样TNBC中EGFR高表达，但EGFR靶向药物仍未能奏效[3]，[4]，且贝伐珠单抗（抗VEGF）的效果仍有争议[5]，[6]。此外，PARP抑制剂奥拉帕利仅对一小部分携带胚系BRCA突变的TNBC患者有效，此类突变约发生在10–15%的病例中[7]。免疫治疗近期已成为TNBC的一种确立性治疗方式，尤其适用于早期疾病，但其获益仍局限于部分患者[8]，这推动了人们对预测性生物标志物和新型联合方案的持续探索。上述局限凸显了开发新型分子靶点以指导治疗发展并改善TNBC患者预后的迫切需求。

代谢重编程是癌症的关键标志之一，使肿瘤细胞能够适应波动变化的营养供应，同时维持生长和存活[9]，[10]，[11]。除已充分认识的葡萄糖和氨基酸代谢改变外，癌细胞还会动态调控脂质代谢以支持膜生物合成、能量储存和信号传导[12]，[13]。脂质稳态通过从头合成与细胞外脂质摄取之间的平衡来维持。迄今为止，从头脂质合成已成为癌症代谢研究中的焦点，"脂质生成表型"一词现在被广泛用于描述许多恶性肿瘤中脂质过度合成与积累的特征。这表现为多余脂质在脂滴中的储存，该特征常见于代谢综合征疾病的发病机制中[14]。

这种储存表型对癌细胞的好处是多方面的，脂滴通过以下机制促进肿瘤进展：（i）在营养应激期间提供β-氧化所需的脂肪酸库，支持持续的ATP产生；（ii）隔离脂毒性中间产物以保护细胞免受内质网应激和铁死亡的影响；（iii）为快速的膜合成提供原料；（iv）作为调节mTOR和AMPK通路的信号蛋白平台。综上所述，这些观察表明脂滴的积累代表了一种对压力的普遍适应性反应，增强了细胞韧性[12]，[15]，[16]，[17]。除细胞自主效应外，重编程的脂质代谢还会重塑肿瘤微环境，建立复杂的代谢串扰，从而主动驱动免疫逃逸[13]。因此，脂质代谢的改变不仅是转化过程的被动后果，更是癌细胞生物学的一个重要方面，从根本上支持能量产生、膜生物合成和信号转导，并与癌症病因学紧密相关。

尽管从头合成受到了大量关注，但越来越多的证据表明，癌细胞还积极利用外源性脂质来源来满足其生物合成需求。流行病学证据将升高的胆固醇水平与癌症的发生和发展联系起来[18]，且降胆固醇药物（他汀类药物）可降低癌症风险的研究结果也支持了这一观点[19]。脂蛋白是系统性脂质转运的主要载体，负责将胆固醇和甘油三酯递送至外周组织[20][20]。在乳腺癌中，与系统性脂质的关系复杂且具有时间依赖性：尽管基线循环脂质水平往往低于健康对照（与肿瘤消耗外源性脂质一致），但化疗会引发甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇的显著且持久性升高[21]，且脂质参数的升高与肿瘤侵袭性增强和临床预后不良相关[22]，[23]。

机制研究已开始阐明循环脂蛋白（尤其是LDL）如何参与这一过程。LDL可增强乳腺癌细胞的增殖、迁移和粘附丧失——这些特征与上皮-间质转化（EMT）相关——同时激活促存活信号通路，包括AKT和ERK[18]。在体内，高胆固醇血症进一步增强了肿瘤生长和转移，凸显了脂质可用性的生理相关性[18]。具体到TNBC，LDL促进脂滴积累，上调脂肪酸转位酶CD36，并增强侵袭行为[19]。在代谢层面，LDL暴露驱动向线粒体脂肪酸氧化的转变，且CD36依赖性的脂质摄取和线粒体脂肪酸转运是这些表型所必需的[19]。综上所述，这些发现表明TNBC细胞动态整合外源性脂蛋白来源的脂质，以同时驱动代谢适应和侵袭性行为。

为了更好地理解外源性脂质可用性如何塑造TNBC的生物学特性，我们研究了脂蛋白撤退对TNBC细胞增殖、脂质储存和基因表达的功能影响。通过无偏倚的转录组学和环状RNA图谱分析，我们鉴定了circCTCF——一种源自CTCF基因的环状RNA，作为一种先前未被表征的代谢调节因子，在脂质剥夺条件下显著下调。功能和获得性功能研究表明，circCTCF促进TNBC细胞增殖同时抑制脂滴积累。从机制上讲，circCTCF通过RNA结合蛋白G3BP2稳定ACSL5 mRNA，从而维持ACSL5表达以持续磷脂酸（PA）水平和mTOR信号通路。总之，本研究确立了circCTCF作为TNBC中脂质储存与利用之间平衡的关键调节因子，并鉴定circCTCF–ACSL5–PA–mTOR轴作为潜在的治疗靶点。

章节摘要

细胞和组织

所有细胞系均按照先前描述的方法获取，并通过STR分型进行鉴定，同时进行常规支原体检测[24]，[25]。细胞在37°C、5% CO₂的湿润环境中，在含有10% FBS（Servicebio，中国武汉，SO20250425）的完全培养基中维持，具体配方如下：MDA-MB-231和Hs578t在DMEM中（VivaCell，中国上海，C3113–0500），MDA-MB-468、HCC38和BT549细胞在RPMI-1640中（VivaCell，中国上海，C3010–0500），MCF10A在MCF10A培养基中（Procell，

脂蛋白缺乏损害TNBC细胞生长并促进脂质储存

为研究脂质可用性如何影响TNBC的生物学特性，我们评估了脂蛋白缺乏条件下的细胞增殖和克隆形成能力。CCK-8检测显示，与富含脂质的胎牛血清（10% FBS）相比，BT-549和Hs578t细胞在脂蛋白缺乏（10% LPDS）条件下培养72小时后，细胞增殖显著减弱（图1A、B）。该效应不依赖于接种密度，当BT-549细胞以

讨论

多种非编码RNA在癌症中失调，其中许多发挥原癌基因或抑癌基因的功能[37]，[38]，[39]。其中，环状RNA（circRNA）已成为癌细胞生物学的多功能调节因子，通过包括miRNA海绵吸附、蛋白支架、调节靶蛋白定位或活性以及转录调控亲本基因或邻近基因——在某些情况下还可编码功能性蛋白[40]，[41]，[42]。不断累积的

CRediT作者贡献声明

张圆圆：稿件写作–审阅与编辑，稿件写作–初稿，可视化，验证，方法学，调查研究，形式化分析，数据管理，概念构思。刘正一：资源，方法学。苏轩怡：调查研究。胡心源：方法学，调查研究。张晴：方法学，调查研究。张辉扬：方法学，调查研究。段师超：指导，资源，概念构思。程丽娜：指导，资源，概念构思。张旭东：稿件写作–

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资金支持

本研究得到国家自然科学基金委员会资助（82372661）。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

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