《International Journal of Cancer》：Metabolome analysis identified exogenous cholesterol within lipid rafts that activate the Akt/mTOR signaling pathway in epithelial ovarian cancer
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本研究通過代謝組學分析，首次明確了高脂飲食（HFD）小鼠血清中膽固醇（C27H46O）是驅動上皮性卵巢癌（EOC）細胞增殖的關鍵脂質分子。研究發現，外源性膽固醇通過嵌入并維持細胞膜脂筏結構，激活Akt/mTOR信號通路，進而促進腫瘤生長；而使用脂筏抑制劑MβCD破壞該結構則可阻斷通路、抑制增殖。這為靶向膽固醇代謝及脂筏信號通路的EOC治療提供了全新策略。
引言
上皮性卵巢癌（EOC）是一種預后極差的侵襲性婦科惡性腫瘤�，F有治療手段，包括手術和以鉑類為基礎的化療，常因患者產生耐藥性而復發，因此亟需開發新的治療策略。近年來，脂質代謝在EOC中的作用受到關注，但其具體機制及關鍵脂質分子尚不清楚。
材料與方法
本研究使用源自高級別漿液性癌的KURAMOCHI細胞系和透明細胞癌的RMG-I細胞系。通過建立嚴重聯合免疫缺陷（SCID）小鼠皮下移植瘤模型，分別喂養正常飲食（ND）或高脂飲食（HFD）和高膽固醇飲食（HCD），評估飲食對腫瘤生長的影響。收集非荷瘤小鼠的血清進行基于液相色譜-飛行時間質譜（LC-TOFMS）的代謝組學分析，以鑒定差異脂質分子。在體外實驗中，使用細胞增殖（WST-8）實驗、蛋白質印跡（Western blot）分析和免疫熒光染色等方法，探究膽固醇對細胞增殖、信號通路激活及細胞內脂滴（LDs）積累的影響。并應用脂筏抑制劑甲基-β-環糊精（MβCD）驗證脂筏在信號傳導中的作用。
結果
- 1.
高脂飲食在體內外均促進EOC腫瘤生長與細胞增殖：在SCID小鼠模型中，HFD喂養顯著增加了KURAMOCHI和RMG-I移植瘤的體積。同時，來自HFD喂養小鼠的血清在體外也能顯著促進這兩種EOC細胞的增殖。
- 2.
代謝組學鑒定膽固醇為關鍵促增殖分子：對ND和HFD小鼠血清的代謝組學分析顯示，兩者代謝譜存在顯著差異。通過偏最小二乘判別分析（PLS-DA）和變量重要性投影（VIP）評分，鑒定出膽固醇（C27H46O）是HFD血清中評分最高的脂質分子，其水平在HFD組顯著升高。
- 3.
外源性膽固醇激活Akt/mTOR通路并促進細胞增殖與脂滴積累：體外實驗證實，添加膽固醇可顯著促進KURAMOCHI和RMG-I細胞的增殖。蛋白質印跡分析表明，膽固醇處理增強了Akt和mTOR蛋白的磷酸化水平，即激活了Akt/mTOR信號通路。此外，免疫熒光染色顯示，膽固醇促進了細胞內脂滴的積累。
- 4.
破壞脂筏可逆轉膽固醇的促癌效應：脂筏是細胞膜上富含膽固醇和鞘脂的微結構域，作為包括Akt/mTOR在內的多種信號通路的平臺。研究發現，單獨使用脂筏抑制劑MβCD對細胞增殖無顯著影響，但能完全抑制膽固醇所誘導的細胞增殖。相應的，MβCD也阻斷了膽固醇引起的Akt和mTOR磷酸化。這表明膽固醇是通過脂筏來激活Akt/mTOR通路，進而驅動細胞增殖的。
- 5.
高膽固醇飲食在體內促進腫瘤生長：在RMG-I細胞小鼠移植瘤模型中，喂養HCD的小鼠其腫瘤體積顯著大于喂養ND的小鼠，進一步在體內驗證了外源性膽固醇的促腫瘤作用。
討論
本研究首次通過代謝組學手段，系統比較了ND與HFD小鼠血清的脂質譜，并鎖定膽固醇為驅動EOC進展的核心分子。研究闡明了“外源性膽固醇—脂筏—Akt/mTOR信號通路”這一完整的分子機制鏈條。癌癥細胞在營養匱乏的腫瘤微環境中會發生代謝重編程，脂質代謝是其中的關鍵環節。膽固醇不僅作為細胞膜和脂筏的結構成分，還通過脂筏調控多種致癌信號通路。本研究的發現為EOC治療提供了新的思路：靶向膽固醇代謝，特別是破壞其依賴的脂筏結構，可能成為一種有效的治療策略。例如，臨床上已使用的他汀類藥物（抑制膽固醇合成）與MβCD等脂筏破壞劑聯用，或許能產生更強的抗腫瘤效應。
結論
代謝組學分析表明，高脂飲食提高了血清膽固醇水平，而外源性膽固醇通過脂筏激活Akt/mTOR信號通路，從而促進上皮性卵巢癌細胞的增殖。抑制脂筏可有效阻斷該通路并抑制腫瘤生長。因此，靶向膽固醇代謝及脂筏信號通路有望成為治療上皮性卵巢癌的新方法。
