膽汁代謝物棕櫚酸通過ROS/NF-κB信號通路增強膽囊癌細胞遷移機制研究

《Scientific Reports》：Bile metabolite palmitic acid augments the migration of gallbladder cancer cells through the ROS/NF-кB signaling pathway

【字體： 大 中 小 】 時間：2025年12月05日 來源：Scientific Reports 3.9

　　

膽囊癌作為膽道系統最常見的惡性腫瘤之一，其發生發展與多種風險因素密切相關，其中胰腺膽道反流（Pancreaticobiliary Reflux, PBR）被認為是一個重要的致病因素。PBR會導致膽汁成分改變，產生包括激活的胰酶和次級膽汁酸在內的致癌物質，直接或間接損傷膽囊黏膜，誘發反復的損傷-修復循環，最終可能導致癌變。然而，PBR導致膽囊癌的具體分子機制尚未完全闡明。以往研究發現，PBR患者膽汁中的游離脂肪酸（Free Fatty Acids, FFAs）水平升高，且是膽囊壁增厚的獨立危險因素。其中，棕櫚酸（Palmitic Acid, PA）作為FFAs的主要成分，在PBR患者膽汁中顯著升高。已知PA在其他癌癥（如胰腺癌、前列腺癌、乳腺癌）中能通過誘導活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）產生來促進癌癥的侵襲和轉移，但其在膽囊癌中的作用尚不清楚。為此，段宣波（Xuanbo Da）、郭全宇（Quanyu Guo）、盧宇軒（Yuxuan Lu）等研究人員在《Scientific Reports》上發表了他們的研究成果，深入探討了PA如何影響膽囊癌細胞的遷移能力及其背后的信號通路。

研究人員主要運用了細胞活力檢測（CCK-8法）、脂滴染色（油紅O染色）、細胞遷移能力評估（Transwell遷移實驗和小孔愈合實驗）、細胞內ROS和超氧陰離子自由基（O₂·^-）水平檢測（使用DCFH-DA和DHE熒光探針結合流式細胞術）、蛋白質和基因表達分析（蛋白質印跡法Western Blot、定量實時聚合酶鏈反應qRT-PCR）以及蛋白定位觀察（免疫熒光法Immunofluorescence）等關鍵技術方法。研究使用了兩種人膽囊癌細胞系NOZ和GBC-SD。

3.1 PA增強人膽囊癌細胞的遷移能力

研究人員首先用不同濃度的PA處理NOZ和GBC-SD細胞，發現PA在0.4 mM和0.8 mM濃度下對細胞有明顯的毒性作用，但同時也觀察到細胞內脂滴積累隨著PA濃度增加而增加。通過Transwell遷移實驗，他們發現0.4 mM的PA能顯著增強NOZ和GBC-SD細胞的遷移能力。這表明PA能被膽囊癌細胞吸收，并在一定濃度下顯著促進細胞遷移。

3.2 PA刺激導致NOZ和GBC-SD細胞中ROS水平上調和NF-κB信號通路激活

為了探究PA促進遷移的機制，研究人員檢測了細胞內ROS水平。結果顯示，0.4 mM PA處理能顯著增加NOZ和GBC-SD細胞中ROS和O₂·^-的水平。進一步研究發現，PA刺激還導致了核因子κB（NF-κB）的關鍵亞基p65發生明顯的核轉位，表明NF-κB信號通路被激活。

3.3 NAC抑制PA誘導的ROS水平上調和NRF2/ARE信號通路的激活

ROS的過量產生通常會激活細胞內的抗氧化防御機制。研究人員使用ROS抑制劑N-乙酰半胱氨酸（N-acetylcysteine, NAC）進行處理。結果發現，NAC能有效抑制PA引起的ROS和O₂·^-水平升高。同時，免疫熒光實驗表明，PA處理能增強轉錄因子NRF2及其下游靶基因血紅素加氧酶-1（HO-1）和醌氧化還原酶1（NQO1）的熒光強度，即激活了NRF2/ARE信號通路，而NAC干預則抑制了NRF2的核轉位及其下游靶基因的表達。這表明PA可能通過上調ROS水平激活NRF2/ARE這一抗氧化通路。

3.4 ROS下調抑制NF-κB激活和膽囊癌細胞遷移

為了明確ROS在PA誘導的細胞遷移中的具體作用，研究人員在加入PA的同時使用NAC進行處理。結果顯示，NAC預處理能夠逆轉PA引起的促炎細胞因子白介素-1β（IL-1β）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）表達的上調，并抑制NF-κB p65的核轉位及其磷酸化水平。更重要的是，在蛋白和mRNA水平上，NAC顯著降低了PA誘導的上皮-間質轉化（Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT）標志蛋白N-鈣黏蛋白（N-cadherin）和波形蛋白（Vimentin）的表達，同時上調了E-鈣黏蛋白（E-cadherin）的表達。Transwell遷移實驗和小孔愈合實驗的結果均證實，NAC能顯著抑制PA誘導的NOZ和GBC-SD細胞遷移。這些結果表明，PA誘導的ROS上調是促進膽囊癌細胞遷移的關鍵因素。

綜上所述，本研究闡明了膽汁代謝物PA通過誘導ROS過度產生，進而激活NF-κB信號通路和NRF2/ARE信號通路，最終促進膽囊癌細胞發生EMT并增強其遷移能力的分子機制。NF-κB的激活觸發了炎癥因子釋放和EMT進程，而NRF2/ARE通路的激活可能作為一種細胞適應性反應，幫助癌細胞在高ROS環境下存活，兩者協同作用增強了膽囊癌細胞的轉移潛能。該研究從代謝角度揭示了PBR與膽囊癌發生發展之間的潛在聯系，闡明了PA作為膽囊癌早期轉移風險因素的作用機制，不僅深化了對PBR相關膽囊疾病分子機制的理解，也為開發針對該通路的新型治療策略提供了重要的科學依據。