《FASEB BioAdvances》：Porphyromonas gingivalis-Derived Phosphoglycerol-isoC17:0-Dihydroceramide Reprograms Sphingolipid Metabolism in Human OECM-1 Oral Squamous Cell Carcinoma Cells
编辑推荐：
专业术语翻译摘要：胞内鞘脂在口腔鳞状细胞癌（oral squamous cell carcinoma, OSCC）的存活和迁移中发挥复杂作用。例如，二氢神经酰胺和神经酰胺鞘脂抑制增殖，而1-磷酸鞘氨醇（sphingosine-1-phosphate, S-1-
专业术语翻译摘要：胞内鞘脂在口腔鳞状细胞癌（oral squamous cell carcinoma, OSCC）的存活和迁移中发挥复杂作用。例如，二氢神经酰胺和神经酰胺鞘脂抑制增殖，而1-磷酸鞘氨醇（sphingosine-1-phosphate, S-1-P）促进增殖。神经酰胺/S-1-P之间的平衡受OSCC中神经酰胺水解酶——酸性神经酰胺酶（acid ceramidase, aCDase）的严格调控。事实上，与健康上皮细胞相比，aCDase mRNA表达显著上调。研究人员所在团队鉴定出牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis）合成一种结构独特的磷酸甘油-isoC17:0-二氢神经酰胺（phosphoglycerol-isoC17:0-dihydroceramide, PGDHC）鞘脂。目前关于PGDHC是否调节OSCC中关键的神经酰胺/S-1-P平衡及aCDase水平仍知之甚少。研究人员采用常规检测结合非靶向和神经酰胺靶向脂质组学筛查，在体外评估了PGDHC对人OSCC细胞系和健康口腔上皮细胞的作用。同时评估了来自同一患者的人舌部恶性肿瘤及其癌旁正常组织中抗牙龈卟啉单胞菌IgG的流行情况。此外，还在OSCC细胞系、临床口腔恶性肿瘤样本和4-硝基喹啉-1-氧化物（4-nitroquinoline-1-oxide, 4-NQO）诱导的OSCC小鼠模型中评估了aCDase水平。研究人员在临床和实验性恶性病变中观察到aCDase加速表达。相比之下，在恶性病变中检测到产生PGDHC的牙龈卟啉单胞菌流行率低于癌旁正常组织。事实上，体外观察进一步证明，PGDHC通过抑制酸性神经酰胺酶/ASAH1 mRNA表达，加速OSCC中C16:0二氢神经酰胺的积累。总之，PGDHC通过酸性神经酰胺酶/二氢神经酰胺轴改变人OSCC细胞的鞘脂代谢。该发现为利用PGDHC作为新型OSCC抑制化合物开发口腔癌新治疗策略奠定了基础。
论文解读文章：
口腔鳞状细胞癌（oral squamous cell carcinoma, OSCC）是头颈部最常见的恶性肿瘤之一，尽管诊断和治疗技术不断进步，其五年生存率仍仅为50%–60%。鞘脂代谢紊乱被认为是OSCC发生发展的重要驱动因素：神经酰胺和二氢神经酰胺等鞘脂可抑制肿瘤细胞增殖，而1-磷酸鞘氨醇（sphingosine-1-phosphate, S-1-P）则促进增殖。酸性神经酰胺酶（acid ceramidase, aCDase，由ASAH1基因编码）是调控神经酰胺/S-1-P平衡的关键酶，在OSCC中其表达显著高于健康上皮细胞。牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis）可合成一种结构独特的鞘脂代谢物——磷酸甘油-isoC17:0-二氢神经酰胺（phosphoglycerol-isoC17:0-dihydroceramide, PGDHC），该分子已被证明可促进宿主炎症反应并与多种系统性疾病相关，但其对OSCC细胞鞘脂代谢及aCDase的影响尚不清楚。为此，研究人员开展本研究，旨在探讨PGDHC是否通过调节aCDase/神经酰胺轴影响OSCC的增殖与迁移。
研究人员首先在实验和临床样本中评估aCDase的表达水平。在4-硝基喹啉-1-氧化物（4-nitroquinoline-1-oxide, 4-NQO）诱导的OSCC小鼠模型中，雄性小鼠舌肿瘤组织的aCDase免疫组化H-Score显著高于健康对照组；在OSCC病变中的aCDase水平也显著高于同性别小鼠的癌旁正常组织（normal adjacent tissue, NAT）。临床人舌OSCC样本中，无论男性还是女性，OSCC病变的aCDase H-Score均显著高于同一患者的NAT。随后，研究人员比较了PGDHC产生菌在OSCC病变与NAT中的流行情况。抗牙龈卟啉单胞菌IgG的免疫组化染色强度在OSCC舌病变中显著低于NAT，而抗福赛斯坦纳菌（Tannerella forsythia）IgG的染色强度在两组间无显著差异，提示产生PGDHC的牙龈卟啉单胞菌在NAT中更为丰富。
体外实验中，研究人员采用WST-1增殖实验发现，PGDHC可抑制人OSCC OECM-1细胞的增殖，但对健康口腔上皮OBA-9细胞和另一OSCC细胞系SCC-4无明显影响。免疫荧光染色显示，OECM-1细胞经PGDHC处理6小时后，aCDase荧光强度显著降低，而OBA-9细胞中aCDase水平几乎不变。实时PCR结果显示，PGDHC显著下调OECM-1细胞中ASAH1、ACER2和SPHK1等鞘脂代谢相关酶mRNA的表达。非靶向脂质组学筛查共鉴定出1063种极性脂质，其中810种满足MSI 1–3级置信水平；结果显示，PGDHC促进OECM-1细胞中多种神经酰胺及其异构体（如Cer 32:1;O2、Cer 34:1;O2、Cer 36:1;O2、Cer 42:2;O2等）积累，而在OBA-9细胞中未见类似趋势。过表达富集分析提示，PGDHC在OECM-1细胞中促进鞘氨醇碱基类似物的积累。靶向脂质组学（LC-MS/MS）进一步证实，PGDHC（1 μg/mL）显著升高OECM-1细胞中总二氢神经酰胺水平，并显著增加多种d18:1神经酰胺（C20:0、C26:0、C26:1）和d18:0二氢神经酰胺（dh-C14:0、dh-C16:0、dh-C18:0、dh-C20:0、dh-C20:1、dh-C22:1、dh-C22:0、dh-C24:1、dh-C24:0、dh-C26:1）的浓度；而0.1 μg/mL的PGDHC无显著作用。研究人员进一步验证了外源性二氢神经酰胺dh-C16:0可浓度依赖性地抑制OECM-1细胞增殖，并下调ASAH1、ACER2和ACER3 mRNA表达；而C16:0神经酰胺的作用有限。相关性分析显示，在PGDHC处理的OECM-1细胞中，ASAH1 mRNA表达与总神经酰胺水平呈显著负相关（r=?0.77），与总二氢神经酰胺水平的负相关更强（r=?0.95）；与dh-C16:0浓度同样呈显著负相关（r=?0.81），而ACER2和ACER3与上述脂质无显著相关性。最后，迁移实验表明，PGDHC可显著抑制OECM-1细胞的伤口愈合和跨膜迁移，并降低NF-κB/RELA和IL-6 mRNA表达；此外，PGDHC还能消除外源性S-1-P对RELA、IL-6表达的促进效应及对细胞迁移的促进作用。
讨论部分指出，哺乳动物鞘脂代谢在OSCC中常被重塑为促增殖方向。既往研究对牙龈卟啉单胞菌在OSCC中的作用存在争议，本研究的临床观察显示，产生PGDHC的牙龈卟啉单胞菌在OSCC病变中丰度降低，这可能有助于解释牙龈鳞状细胞癌为OSCC中最少见亚型的流行病学现象。研究人员还强调，aCDase在OSCC病变中显著升高，而PGDHC通过抑制ASAH1表达促进二氢神经酰胺积累，尤其是dh-C16:0，后者反过来抑制aCDase，形成负反馈环路。既往研究表明，多种抗肿瘤策略（如ABTL0812、光动力治疗等）均以积累dh-C16:0为机制，这与本研究结果一致。尽管二氢神经酰胺曾被视为无活性前体，现有证据支持其肿瘤抑制作用。研究人员也承认，未检测PGDHC对二氢神经酰胺合成酶的影响，且PGDHC生理浓度未知，是本研究的主要局限。
研究结论为：牙龈卟啉单胞菌来源的鞘脂PGDHC可在体外改变OSCC细胞的脂质组学特征，促进增殖抑制性二氢神经酰胺的积累，并抑制aCDase表达，从而削弱OSCC细胞的增殖和迁移能力。该研究为利用细菌来源的结构独特鞘脂代谢物靶向aCDase/神经酰胺轴，开发新型OSCC预防或治疗策略奠定了基础。
