卵巢癌脂质代谢与网膜转移相关研究进展

曹安琪,黄莉,刘畅

卵巢癌是女性癌症导致死亡的第五大原因，据报道，2020年全球约有313 959例卵巢癌新发病例，占女性新发癌症的3.4%，约有207 252例死亡病例，占女性癌症相关死亡的4.7%[1]。上皮性卵巢癌是卵巢恶性肿瘤最常见的病理类型，约占卵巢癌的90%，是一种起源于输卵管伞端和卵巢表面上皮细胞的侵袭性肿瘤[2-3]，其特征是早期广泛性转移，表现为盆腹腔内广泛性播散和网膜浸润，从而出现典型的晚期并发症：腹水和肠梗阻，5年生存率不到30%[4]。网膜是卵巢癌转移的优选部位，其生理结构是一个大的激素活性脂肪垫(20 cm×12 cm×3 cm)，从胃延伸并覆盖小肠和大肠，作为内分泌器官和高能量脂质储存的部位[5]。通过将原代人网膜脂肪细胞与卵巢癌细胞共培养，我们可以发现网膜脂肪细胞中的脂质能够直接转移到卵巢癌细胞中作为能量来源，从而支持癌细胞生长并促进转移，这就提示卵巢癌细胞和网膜脂肪细胞的共生关系对维持广泛的网膜转移具有重要作用[6]。研究卵巢癌细胞中脂质代谢变化在网膜转移中的作用，或许能为卵巢癌的治疗提供新靶点。在此，我们将就卵巢癌细胞脂质代谢变化与网膜转移相关的最新研究进展进行讨论。

1 上皮性卵巢癌的网膜转移途径

1.1 经体腔被动扩散

卵巢癌细胞从原发性肿瘤脱落，通过腹膜液的生理运动携带至腹膜和网膜，以及肿瘤病变直接侵袭邻近器官，被公认是上皮性卵巢癌最常见的转移途径[7]。根据英国外科医生Stephan Paget在1889年提出的种子-土壤假说，转移的发生不是随机的结果，只有当肿瘤细胞和器官相容时，才会形成转移[8]。因此漂浮在腹膜液中的卵巢癌细胞的转移分布并非是完全随机的，网膜是最初播散细胞和侵袭性肿瘤生长的优先选择性附着部位[9]。1984年Welch等[10]对腹膜静脉分流术的临床研究是对种子-土壤假说的有力支持，该研究将颈静脉和腹膜静脉吻合以缓解癌症患者因恶性腹水所致的腹痛、腹胀，大量恶性肿瘤细胞单向输注到血液中，但未发现分流明显增加腹腔外器官转移的风险，疾病仍局限于腹部。

1.2 血行转移

虽然经体腔的被动扩散长期以来被认为是卵巢癌转移的主导机制，但一部分卵巢癌患者在最初诊断时存在腹膜后或远处转移，这并不是经体腔被动扩散的常见结果。卵巢癌患者的血液样本中循环肿瘤细胞(circulating tumor cells，CTCs)的存在，提示卵巢癌细胞可能通过血液传播途径转移。Pradeep等[11]利用一种异种共生的动物模型，证明卵巢CTCs优先在网膜中植入和生长，随后扩散到其他腹膜表面。

网膜是卵巢癌经体腔被动扩散或血行转移的最常见部位，主要由高度血管化的脂肪组织构成，其中大量嵌入由淋巴细胞和巨噬细胞组成的免疫细胞簇，又称为乳斑，腹膜液中的肿瘤细胞优先与其结合[5,12]，这可能与以下两个因素有关：① 乳斑表面缺乏基底膜，且几乎没有间皮细胞的附着，使得癌细胞易于侵袭；② 网膜参与腹膜腔的液体引流，被动地增加了癌细胞附着于网膜的机会[13]。此外由于乳斑脉管系统中CD105(+)和血管芽的独特微环境构成，可为肿瘤细胞的快速生长提供能量[14]。最近的研究表明：中性粒细胞流入大网膜是原位卵巢癌模型中转移前的一个先决步骤。在卵巢癌细胞分泌的炎症因子如白介素-8(interleukin-8，IL-8)、单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1，MCP-1)、生长调节癌基因-α(growth-regulated oncogene-α，GROα)和GROβ的作用下，中性粒细胞募集于大网膜，并挤压染色质网形成中性粒细胞胞外陷阱(neutrophil extracellular traps，NETs)，捕获卵巢癌细胞并促进其网膜定植[15]。NETs的形成有利于卵巢癌的定植、生长和转移。

2 上皮性卵巢癌细胞的脂质代谢

2.1 正常细胞的脂代谢

脂类是人体内一种重要的疏水性营养物质，在细胞膜形成、能量储存、细胞代谢和信号转导通路中起重要作用。正常细胞的脂质代谢包括：脂质的摄取、生成和利用[16]。脂质通过细胞膜上的多种脂肪酸转运体进入细胞，包括脂肪酸转运蛋白(fatty acid transport proteins，FATPs)、脂肪酸结合蛋白(fatty acid binding proteins，FABPs)和脂肪酸转位酶等。FATPs家族6个有成员，分布在不同的组织，积极参与脂肪酸的转运[17]。FABP4是一种细胞内脂质伴侣蛋白，通过促进长链脂肪酸的摄取，参与脂质转运和代谢调节[18]。脂肪酸转位酶，又称为CD36，常与FABPs协同作用，促进细胞外游离脂肪酸的转入。一旦进入细胞，脂肪酸就与FABPs结合，直到被输送到目的地：储存于脂滴、在线粒体中氧化、在膜中合成脂质，或者在细胞核中用作转录调节因子[19]。脂质的生成包括脂肪酸合成途径和甲羟戊酸途径。乙酰CoA是脂肪酸从头合成的重要底物，来源于两种途径：一是三羧酸循环的柠檬酸；另一种是细胞直接从外界吸收乙酸，在乙酰CoA合成酶的作用下形成乙酰CoA。乙酰CoA在乙酰CoA羧化酶的作用下转变为丙二酸单酰CoA，后者与乙酰CoA被脂肪酸合酶(fatty acid synthase，FASN)缩合成不同长度的饱和脂肪酸，随后在硬脂酰CoA去饱和酶的作用下进一步还原成单不饱和脂肪酸[20]。单不饱和脂肪酸在其他脂肪酸去饱和酶的作用下还原成多不饱和脂肪酸后，大多数被甘油酯化以甘油三酯的形式储存在脂滴中。脂肪酸是细胞中重要的能量燃料，通过氧化释放能量来满足机体的代谢需求。在卵巢癌中这些过程需要加强，为癌细胞增殖、侵袭和转移提供强有力的支持。

2.2 上皮性卵巢癌细胞的脂代谢

2.2.1 脂质摄取 上皮性卵巢癌细胞利用各种途径来促进脂质摄取，以满足细胞生长和致癌信号改变的高能量需求。卵巢癌转移的优选部位是网膜，一种富含脂肪细胞的器官。Nieman等[6]将卵巢癌细胞和负载荧光标记脂质的网膜脂肪细胞共同培养，发现脂肪酸从网膜脂肪细胞直接转运到卵巢癌细胞是由FABP4介导的。此外，共培养还可诱导脂肪细胞的脂解和癌细胞的β-氧化，表明脂肪细胞为癌细胞的快速生长提供能量。Ladanyi等[21]发现与原代人网膜脂肪细胞共培养的卵巢癌细胞在质膜中表达高水平的脂肪酸受体CD36，从而促进外源性脂肪酸的摄取，抑制CD36可以减少脂肪细胞诱导的胆固醇和脂滴积聚。此外，研究还表明参与内源性脂质代谢和胆固醇生物合成的基因在卵巢癌细胞中被下调，这说明在初级脂肪细胞存在的情况下，卵巢癌细胞更多地依赖于外源性脂质和胆固醇的摄取，而非脂肪酸的内源性合成。

2.2.2 脂代谢途径 研究发现多种脂代谢途径，尤其是与脂肪酸生物合成和磷脂及其酶系统的有关的脂代谢过程，与卵巢癌有关。FASN是脂肪酸内源性合成的关键调节因子，已被证明在卵巢癌中高度表达，与癌症进展、侵袭性、预后不良、复发的高风险以及耐药性有关[22-23]。磷脂以多种形式参与调节卵巢癌的发生、发展，其中溶血磷脂酸(lysophosphatidicacid,LPA)在卵巢癌患者腹水中高浓度存在，是由卵巢癌细胞和间皮细胞产生并分泌到腹膜腔的一种生长因子样磷脂，在细胞增殖、迁移和存活方面有着重要作用[24]。LPA通过诱导血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、IL-8及GROα等促血管生成因子的分泌，促进肿瘤血管的生成，加速肿瘤生长。LPA还可以通过LPA-1受体、LPA-2受体激活下游的Ga 12/13/RhoA信号通路，诱导ERM蛋白磷酸化，促进卵巢癌细胞的转移[25]。

3 上皮性卵巢癌网膜转移过程中的脂质代谢及其调控因素

3.1 网膜脂肪细胞促进上皮性卵巢癌细胞的网膜转移

网膜是卵巢癌转移的最常见部位，主要是由脂肪细胞组成，网膜脂肪细胞是卵巢癌细胞的化学引诱剂。Nieman等[6]研究发现网膜脂肪细胞分泌的IL-6、IL-8、MCP-1、金属蛋白酶组织抑制剂-1(tissue inhibitor of metalloproteinases-1，TIMP-1)可促进卵巢癌细胞向网膜的归巢、侵袭和黏附。具体来说，IL-8与卵巢癌细胞上的CXCR1结合，诱导p38丝裂原活化蛋白激酶和STAT3磷酸化，从而促进转移的启动[6]。网膜脂肪细胞与卵巢癌细胞上的趋化因子受体-2(chemokine receptor-2，CCR-2)结合，产生的MCP-1激活磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/AKT/mTOR途径及下游产物低氧诱导因子1α(hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α)及VEGF-A来促进癌细胞迁移和网膜转移。由网膜脂肪细胞分泌的脂肪因子瘦素，与瘦素受体结合后，通过激活RhoA-ROCK、JAK/STAT、PI3K/AKT等信号通路并诱导尿激酶纤溶酶原激活剂(uridylyl phosphate adenosine，uPA)与其受体结合，诱导纤溶酶原向纤溶酶的转化，从而水解细胞外基质蛋白，促进癌细胞转移[26]。瘦素还能通过ERK/JNK途径诱导卵巢癌细胞中金属基质蛋白酶7(matrix metalloproteinase 7，MMP7)的表达，促进癌细胞的侵袭[27]。此外，Nowicka等[28]发现网膜中脂肪来源的间充质干细胞能够促进卵巢癌细胞的增殖、迁移。

3.2 脂肪酸结合蛋白4在卵巢癌网膜转移中的作用

网膜脂肪细胞通过分泌细胞因子、脂肪因子将卵巢癌细胞吸引到网膜中，随后提供脂肪酸以满足快速增殖所需的能量。区分大网膜病灶系卵巢癌转移性或原发性肿瘤主要依赖于FABP4的表达。与原发性肿瘤相比，FABP4在大网膜转移瘤中的表达高度上调，并且在脂肪细胞-肿瘤细胞界面的卵巢癌细胞膜中高度表达。抑制FABP4可降低卵巢癌细胞内的脂质积累和网膜脂肪细胞介导的癌细胞的侵袭能力。体外实验也证明，敲除卵巢癌细胞中的FABP4可以减少异种移植瘤小鼠模型中的肿瘤负荷和转移性结节的数量[6]。在最新的研究中，沉默卵巢癌细胞中的FABP4基因导致5羟甲基胞嘧啶水平升高，从而下调卵巢癌转移相关的基因信号，并降低克隆性癌细胞的生存能力。使用小分子FABP4抑制剂不但可以阻断卵巢癌细胞的增殖和大网膜定植，还能增加癌细胞对卡铂的敏感性[29]。Gharpure等[30]研究发现miR-409-3p可以靶向FABP4的3′UTR区域并调节FABP4的表达。这些数据表明，靶向FABP4可以抑制卵巢癌细胞适应和定居富含脂质的肿瘤微环境的能力，并减弱肿瘤细胞的侵袭性。

3.3 脂肪酸转位酶可能的预防卵巢癌网膜转移治疗靶点

一旦癌细胞定居在网膜上，就会在网膜脂肪细胞中激活脂肪分解信号，导致长链脂肪酸的释放，随后网膜脂肪细胞诱导卵巢癌细胞表达CD36，进而促进长链脂肪酸的摄取。敲除CD36可以抑制脂肪细胞介导的癌细胞侵袭和迁移，以及腹膜主要细胞外基质成分的黏附，如I型胶原和层粘连蛋白。腹腔注射CD36缺陷细胞或用抗CD36单克隆抗体治疗能够明显减少异种腹腔移植瘤模型中的肿瘤负荷和转移性结节[21]。综上，网膜脂肪细胞可通过上调卵巢癌细胞中的CD36来重新编程肿瘤代谢，抑制CD36可有效地降低上皮性卵巢癌细胞对微环境来源的脂肪酸的摄取，减少脂肪细胞介导的侵袭和迁移，以及抑制体内外肿瘤生长。靶向抑制CD36可能是一种有效抗卵巢癌转移的治疗策略。

3.4 盐诱导激酶-2在卵巢癌网膜转移中的作用

卵巢癌细胞可通过增加对脂肪酸的摄取，进而经脂肪酸-β氧化为其增殖和转移提供能量。Miranda等[31]研究发现盐诱导激酶-2(salt-inducible kinase 2,SIK2)在大网膜转移瘤中的表达高于卵巢原发肿瘤，其中SIK2最高水平位于脂肪细胞和癌细胞转移之间的界面。SIK2的过表达可促进卵巢癌细胞向网膜转移。此外脂肪细胞还可诱导SIK2的钙依赖性激活和自身磷酸化，活化的SIK2磷酸化乙酰辅酶a羧化酶(acetyl-CoA carboxylase，ACC)和PI3K，从而调节脂肪酸氧化和癌细胞的增殖和存活。最近的一项研究表明：SIK2还可通过PI3K/AKT信号通路促进卵巢癌细胞中脂肪酸和胆固醇的合成，促进肿瘤生长[32]。SIK2在卵巢癌细胞脂质代谢中具有一定调节作用，可作为其治疗靶点进行进一步探索。

4 结语

综上所述，卵巢癌的网膜转移是一个多因素参与调节的过程，其中脂质代谢是很重要的一个方面。目前的研究发现FABP4、CD36及SIK2通过参与调节卵巢细胞的脂质代谢过程，从而促进肿瘤细胞的网膜转移,这就提示脂质代谢和转运途径所涉及的蛋白和酶类或许可作为预防卵巢癌网膜转移的新靶点。目前对卵巢癌脂质代谢及其网膜转移机制的探索仍有许多不足，亟待更深入研究，从而为预防卵巢癌网膜转移提供更多理论依据，并指导靶向药物的研发，为卵巢癌患者带来新的希望。