磷脂代谢平衡调控酶LPCAT1促进肾透明细胞癌恶性进展的机制研究

Clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) is characterized by lipid droplets storage in tumor cytoplasm. Previous studies suggested that fatty acids and cholesterol metabolic abnormalities play an important role in the progression of the disease. However, as one of the main components of lipid droplets, the role of phospholipid metabolism in the malignant progression of ccRCC has not been systematically and deeply studied. Thus, our group has carried on the preliminary exploration in view of this question. The results showed that the expression of LPCAT1 and accompanying phospholipid metabolic alterations in ccRCC tissues were closely related to the malignancy, prognosis and biological behavior of ccRCC; LPCAT1 is one of the key enzymes that catalyze the synthesis of intracellular lipid droplets, and its expression may affect the activation of PI3K/AKT/mTOR signaling pathway. Based on this, we hypothesis that the overexpression of LPCAT1 promotes the development and progression of ccRCC, likely via promotion of lipid droplets accumulation and activation of PI3K/AKT/mTOR pathway. In this study, we intended to confirm the above scientific hypothesis at cell line, animal model and clinical specimen levels. In order to further clarify the role of lipid metabolism alterations in the progression of ccRCC.

胞浆内存在大量脂滴蓄积是肾透明细胞癌（ccRCC）的一个重要特点，既往研究结果提示脂肪酸和胆固醇等脂质代谢异常在该疾病恶性进展中发挥重要作用。但作为胞浆内脂滴主要构成成分之一的磷脂，其代谢改变在ccRCC恶性进展中的作用尚无系统深入研究。本课题组针对这一问题进行前期探索，结果发现ccRCC组织中溶血磷脂酰胆碱酰基转移酶1（LPCAT1）的表达变化及其所致的磷脂代谢平衡改变与ccRCC的恶性程度、预后和肿瘤生物学行为均密切相关；LPCAT1是催化胞内脂滴合成的关键酶之一，且其表达变化可影响PI3K/AKT/mTOR信号通路的激活状态。基于此，本课题拟在细胞系、动物模型和临床标本三个层面证实如下科学假说：ccRCC中表达上调的LPCAT1可通过增加胞内脂滴蓄积及激活PI3K/AKT/mTOR信号通路，进而促进ccRCC的恶性进展。以期进一步揭示脂质代谢异常在ccRCC恶性进展中发挥的作用。

胞浆内存在大量脂滴蓄积是肾透明细胞癌的一个重要特点，既往研究结果提示脂肪酸和胆固醇等脂质代谢异常在该疾病恶性进展中发挥重要作用。但作为胞浆内脂滴主要构成成分之一的磷脂，其代谢改变在肾透明细胞癌恶性进展中的作用尚无系统深入研究。本课题组针对这一问题进行前期探索，结果发现肾透明细胞癌组织中溶血磷脂酰胆碱酰基转移酶1（LPCAT1）的表达变化及其所致的磷脂代谢平衡改变与肾透明细胞癌的恶性程度、预后和肿瘤生物学行为均密切相关，而LPCAT1是催化胞内脂滴合成的关键酶之一。基于此，本项目验证肾透明细胞癌中表达上调的LPCAT1是否可通过增加胞内脂滴蓄积，进而促进肾透明细胞癌的恶性进展。以期进一步揭示脂质代谢异常在肾透明细胞癌恶性进展中发挥的作用。.我们采用慢病毒如转染技术构建了稳定下调及过表达LPCAT1的肾透明细胞癌细胞株，评估LPCAT1表达变化对肾透明细胞癌肿瘤生物学功能及细胞内脂滴蓄积的影响，结果显示下调LPCAT1可降低肾透明细胞癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力，反之上调LPCAT1可增强神透明细胞癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力；敲低LPCAT1的肾透明细胞癌细胞株细胞内脂滴明显减少，反之过表达LPCAT1的细胞株细胞内脂滴明显富集。同时，我们发现在改变LPCAT1表达后，肾癌细胞系对顺铂的耐药能力发生了显著的变化，过表达LPCAT1的肾癌细胞株对顺铂的耐药性明显增加，细胞增殖、迁移能力均减弱，细胞凋亡比例降低，反之敲低LPCAT1的肾癌细胞株对顺铂的耐药性明显减弱。为了进一步验证LPCAT1是否是通过调节脂滴蓄积过程导致细胞对顺铂产生耐药，我们采用脂滴合成抑制剂Triacsin C抑制脂滴蓄积过程，观察其是否能够逆转LCPAT1导致的耐药作用。结果显示，加入Triacsin C后可逆转LPCAT1过表达引起的脂滴蓄积，且过表达LPCAT1组与对照组的凋亡差异消失；加入Triacsin C后恢复了过表达LPCAT1的肾癌细胞株对顺铂的敏感性。