SPTLC2通过EGFR-FAK-HBEGF信号轴促进卵巢癌进展

学术背景

卵巢癌（Ovarian Cancer, OC）是女性生殖系统中最致命的癌症之一，其发病机制复杂，治疗手段有限。表皮生长因子受体（Epidermal Growth Factor Receptor, EGFR）信号通路在多种癌症中广泛失调，尤其是在卵巢癌中，EGFR的过度表达与患者的不良预后密切相关。尽管EGFR信号通路在卵巢癌进展中起重要作用，但针对EGFR的单药治疗在卵巢癌患者中的疗效有限，这表明EGFR信号通路的调控机制尚未完全阐明。因此，深入研究EGFR信号通路的调控机制，尤其是寻找新的调控因子，对于开发更有效的卵巢癌治疗策略具有重要意义。

丝氨酸棕榈酰转移酶长链碱基亚基2（Serine Palmitoyltransferase Long Chain Base Subunit 2, SPTLC2）是丝氨酸棕榈酰转移酶（SPT）的催化亚基，参与鞘脂类（sphingolipid）的从头合成。SPTLC2在胚胎发育中起关键作用，但其在癌症中的作用尚不明确。已有研究表明，SPTLC2在不同细胞类型中表现出不同的功能，可能具有促进或抑制肿瘤生长的双重作用。因此，SPTLC2在卵巢癌中的具体作用及其机制值得进一步研究。

论文来源

本论文由Xingyue Zhai、Ning Shen、Tao Guo、Jianxin Wang、Chunrui Xie、Yukai Cao、Ling Liu、Yumei Yan、Songshu Meng和Sha Du共同撰写，作者分别来自大连医科大学癌症干细胞研究所、大连医科大学第二附属医院临床营养科、大连医科大学第一附属医院胸外科和大连医科大学第一附属医院超声科。该论文于2024年发表在《Oncogene》期刊上，DOI为https://doi.org/10.1038/s41388-024-03249-0。

研究流程与结果

1. SPTLC2在卵巢癌中的表达及其临床意义

研究首先通过分析癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas, TCGA）数据，发现SPTLC2在卵巢癌组织中的mRNA水平显著高于正常组织。进一步的Kaplan-Meier生存分析表明，SPTLC2高表达与卵巢癌患者的不良预后显著相关。通过对88例卵巢癌患者的肿瘤样本进行免疫组化（IHC）分析，研究人员发现SPTLC2蛋白在卵巢癌组织中的表达显著高于正常卵巢组织，且SPTLC2的高表达与高级别浆液性卵巢癌和远端转移显著相关。

2. SPTLC2对卵巢癌细胞生长和迁移的影响

为了研究SPTLC2在卵巢癌中的功能，研究人员通过慢病毒介导的shRNA敲低SPTLC2表达，发现SPTLC2的敲低显著抑制了卵巢癌细胞（HEY-A8和OVCAR3）的增殖、迁移和克隆形成能力。此外，SPTLC2敲低还显著抑制了卵巢癌细胞在鸡胚绒毛尿囊膜（CAM）模型中的肿瘤生长和血管生成。在小鼠异种移植模型中，SPTLC2敲低的OVCAR3细胞形成的肿瘤体积和重量显著减少，且肺微转移的数量也显著减少。

相反，SPTLC2的过表达则显著增强了卵巢癌细胞的增殖、迁移和克隆形成能力，并在CAM模型和小鼠异种移植模型中促进了肿瘤的生长。

3. SPTLC2通过FAK信号通路促进卵巢癌细胞迁移

为了进一步揭示SPTLC2在卵巢癌进展中的机制，研究人员通过RNA测序（RNA-seq）分析了SPTLC2敲低的OVCAR3细胞中的差异表达基因。基因本体（GO）分析显示，差异表达基因主要富集在细胞粘附、细胞粘附分子结合和粘着斑（focal adhesion）相关通路中。进一步的实验表明，SPTLC2敲低显著减少了卵巢癌细胞中的粘着斑数量，并降低了FAK（Y397）和paxillin（Y118）的磷酸化水平。FAK抑制剂Defactinib和PF-573228显著逆转了SPTLC2过表达诱导的卵巢癌细胞迁移增强，表明SPTLC2通过激活FAK信号通路促进卵巢癌细胞的迁移。

4. EGFR在SPTLC2介导的卵巢癌细胞生长和迁移中的核心作用

研究人员进一步探讨了SPTLC2如何通过EGFR信号通路调控卵巢癌细胞的生长和迁移。实验表明，SPTLC2敲低显著降低了EGFR（Y1068）、FAK（Y397）及其下游信号分子ERK1/2和AKT的磷酸化水平，而SPTLC2过表达则表现出相反的效果。EGFR抑制剂Erlotinib显著逆转了SPTLC2过表达诱导的卵巢癌细胞增殖和迁移增强，表明EGFR在SPTLC2介导的卵巢癌进展中起核心作用。

5. SPTLC2与EGFR的相互作用及其对EGFR-FAK-HBEGF信号轴的调控

通过免疫共沉淀（Co-IP）实验，研究人员证实了SPTLC2与EGFR在卵巢癌细胞中的相互作用。进一步的实验表明，SPTLC2通过其C端338-562氨基酸残基与EGFR结合，并调控EGFR-FAK-HBEGF信号轴的激活。SPTLC2的丝氨酸棕榈酰转移酶活性对其调控EGFR-FAK-HBEGF信号轴至关重要，催化活性缺失的SPTLC2突变体（K379T）无法恢复SPTLC2敲低引起的EGFR和FAK磷酸化水平下降。

6. SPTLC2通过HBEGF调控卵巢癌进展

RNA-seq分析显示，SPTLC2敲低显著下调了HBEGF（Heparin-Binding EGF-Like Growth Factor）和AMIGO2（Adhesion Molecule with IgG-like Domain 2）的表达。HBEGF是EGFR的配体，在卵巢癌进展中起重要作用。实验表明，HBEGF的添加显著逆转了SPTLC2敲低引起的EGFR、FAK、AKT和ERK1/2磷酸化水平下降，并恢复了卵巢癌细胞的增殖和迁移能力。相反，HBEGF的敲低则显著抑制了SPTLC2过表达诱导的卵巢癌细胞增殖和迁移增强。

结论与意义

本研究发现SPTLC2通过驱动EGFR-FAK-HBEGF信号轴，促进卵巢癌细胞的生长和迁移。SPTLC2的高表达与高级别浆液性卵巢癌和远端转移显著相关，表明SPTLC2在卵巢癌进展中具有致癌作用。研究还揭示了SPTLC2通过其丝氨酸棕榈酰转移酶活性调控EGFR-FAK-HBEGF信号轴的机制，为卵巢癌的治疗提供了新的潜在靶点。

研究亮点

1. SPTLC2的致癌作用：本研究首次揭示了SPTLC2在卵巢癌中的致癌作用，表明其通过调控EGFR-FAK-HBEGF信号轴促进卵巢癌的进展。
2. EGFR-FAK-HBEGF信号轴的发现：研究发现了SPTLC2通过EGFR-FAK-HBEGF信号轴调控卵巢癌细胞生长和迁移的新机制。
3. SPTLC2的临床意义：SPTLC2的高表达与卵巢癌患者的不良预后显著相关，提示其可能作为卵巢癌的预后标志物和治疗靶点。

研究价值

本研究不仅揭示了SPTLC2在卵巢癌中的致癌机制，还为开发针对EGFR信号通路的新型治疗策略提供了理论依据。未来，针对SPTLC2的抑制剂或与EGFR抑制剂的联合治疗可能为卵巢癌患者带来更好的治疗效果。