《Science Translational Medicine》:Epigenetic dysregulation of metabolic programs mediates liposarcoma cell plasticity
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本研究通过单核多组学测序与空间转录组分析,揭示了去分化脂肪肉瘤(DDLPS)中胰岛素样生长因子1(IGF1)信号丢失、胰高血糖素样肽-1(GLP-1)通路激活及过氧化物酶体增殖物激活受体γ2(PPARG2)表达缺失的表观遗传调控机制,并证实PPARG2重表达可逆转DDLPS的成脂分化阻滞,为靶向IGF1R的抗体-药物偶联物(ADC)治疗提供理论依据。
引言背景
软组织肉瘤(STS)是一类源于间充质干细胞(MSC)分化异常的罕见肿瘤,其中脂肪肉瘤(LPS)作为常见亚型,其高分化(WDLPS)与去分化(DDLPS)亚型在组织学与临床行为上差异显著。尽管二者均携带12号染色体q区段(含MDM2)扩增,但DDLPS具有高转移风险且缺乏靶向疗法。既往研究未能明确其分子驱动机制,尤其表观遗传层面的调控作用尚不清晰。
多组学解析LPS亚型特征
研究团队对23例人源正常脂肪、WDLPS及DDLPS组织进行单核多组学(snRNA-seq+snATAC-seq)测序,获得164,229个高质量核RNA数据及15,984个核染色质可及性数据。转录组分析显示,WDLPS肿瘤细胞高表达IGF1、PPARG及胰岛素响应通路基因,而DDLPS中胶原基因(COL1A1/COL1A2)与IGF1R显著上调。共识非负矩阵分解(cNMF)进一步识别出WDLPS特有的“胰岛素介导的脂肪生成”程序与DDLPS相关的“早期间充质发育”程序。
表观遗传驱动IGF1信号丢失
染色质可及性分析发现,DDLPS中IGF1基因座候选调控元件(CREs)可及性降低,伴随IGF1表达缺失(仅10% DDLPS细胞表达)。空间转录组与免疫荧光验证了WDLPS区域富集IGF1蛋白及脂肪分化标志物FABP4,而DDLPS区域IGF1R膜定位显著。生存分析表明,IGF1高表达的DDLPS患者5年无复发存活率更高(TCGA队列,P=0.01)。
PPARG2缺失决定分化阻滞
正常脂肪分化中,IGF1通过IGF1R激活PPARG2(脂肪特异性亚型)诱导终末分化。然而在DDLPS细胞中,PPARG2表达较脂肪组织降低近200倍,且其转录起始位点(TSS)呈现染色质封闭状态。体外实验显示,IGF1分化培养基(IGF1-DM)可诱导人间充质干细胞(MSC)成脂分化(脂滴形成及ADIPOQ上调),但对DDLPS细胞无效。逆转录病毒介导的PPARG2重表达则直接恢复DDLPS细胞的FABP4/ADIPOQ表达及脂滴积累,证明PPARG2是IGF1下游的关键分化开关。
靶向治疗策略探索
尽管GLP-1激动剂利拉鲁肽可轻微上调DDLPS中ADIPOQ,但PPARG激动剂罗格列酮无法激活PPARG2。鉴于DDLPS中IGF1R表达上调,研究测试了IGF1R靶向抗体-药物偶联物(IGF1R-ADC)的疗效。实验显示,IGF1R高表达的DDLPS细胞对偶联MMAE的IGF1R-ADC敏感(IC50显著低于正常血管内皮细胞),为临床转化提供依据。
讨论与展望
本研究通过多组学整合揭示了DDLPS中IGF1/PPARG2轴的表观遗传失调机制,明确了PPARG2在维持脂肪肉瘤分化状态中的核心作用。靶向IGF1R的ADC策略有望克服DDLPS当前化疗困境,未来需进一步探索逆转IGF1/PPARG2表观沉默的 epigenetic 干预手段。