《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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本研究通过代谢组学分析，首次明确了高脂饮食（HFD）小鼠血清中胆固醇（C27H46O）是驱动上皮性卵巢癌（EOC）细胞增殖的关键脂质分子。研究发现，外源性胆固醇通过嵌入并维持细胞膜脂筏结构，激活Akt/mTOR信号通路，进而促进肿瘤生长；而使用脂筏抑制剂MβCD破坏该结构则可阻断通路、抑制增殖。这为靶向胆固醇代谢及脂筏信号通路的EOC治疗提供了全新策略。
引言
上皮性卵巢癌（EOC）是一种预后极差的侵袭性妇科恶性肿瘤。现有治疗手段，包括手术和以铂类为基础的化疗，常因患者产生耐药性而复发，因此亟需开发新的治疗策略。近年来，脂质代谢在EOC中的作用受到关注，但其具体机制及关键脂质分子尚不清楚。
材料与方法
本研究使用源自高级别浆液性癌的KURAMOCHI细胞系和透明细胞癌的RMG-I细胞系。通过建立严重联合免疫缺陷（SCID）小鼠皮下移植瘤模型，分别喂养正常饮食（ND）或高脂饮食（HFD）和高胆固醇饮食（HCD），评估饮食对肿瘤生长的影响。收集非荷瘤小鼠的血清进行基于液相色谱-飞行时间质谱（LC-TOFMS）的代谢组学分析，以鉴定差异脂质分子。在体外实验中，使用细胞增殖（WST-8）实验、蛋白质印迹（Western blot）分析和免疫荧光染色等方法，探究胆固醇对细胞增殖、信号通路激活及细胞内脂滴（LDs）积累的影响。并应用脂筏抑制剂甲基-β-环糊精（MβCD）验证脂筏在信号传导中的作用。
结果
- 1.
高脂饮食在体内外均促进EOC肿瘤生长与细胞增殖：在SCID小鼠模型中，HFD喂养显著增加了KURAMOCHI和RMG-I移植瘤的体积。同时，来自HFD喂养小鼠的血清在体外也能显著促进这两种EOC细胞的增殖。
- 2.
代谢组学鉴定胆固醇为关键促增殖分子：对ND和HFD小鼠血清的代谢组学分析显示，两者代谢谱存在显著差异。通过偏最小二乘判别分析（PLS-DA）和变量重要性投影（VIP）评分，鉴定出胆固醇（C27H46O）是HFD血清中评分最高的脂质分子，其水平在HFD组显著升高。
- 3.
外源性胆固醇激活Akt/mTOR通路并促进细胞增殖与脂滴积累：体外实验证实，添加胆固醇可显著促进KURAMOCHI和RMG-I细胞的增殖。蛋白质印迹分析表明，胆固醇处理增强了Akt和mTOR蛋白的磷酸化水平，即激活了Akt/mTOR信号通路。此外，免疫荧光染色显示，胆固醇促进了细胞内脂滴的积累。
- 4.
破坏脂筏可逆转胆固醇的促癌效应：脂筏是细胞膜上富含胆固醇和鞘脂的微结构域，作为包括Akt/mTOR在内的多种信号通路的平台。研究发现，单独使用脂筏抑制剂MβCD对细胞增殖无显著影响，但能完全抑制胆固醇所诱导的细胞增殖。相应的，MβCD也阻断了胆固醇引起的Akt和mTOR磷酸化。这表明胆固醇是通过脂筏来激活Akt/mTOR通路，进而驱动细胞增殖的。
- 5.
高胆固醇饮食在体内促进肿瘤生长：在RMG-I细胞小鼠移植瘤模型中，喂养HCD的小鼠其肿瘤体积显著大于喂养ND的小鼠，进一步在体内验证了外源性胆固醇的促肿瘤作用。
讨论
本研究首次通过代谢组学手段，系统比较了ND与HFD小鼠血清的脂质谱，并锁定胆固醇为驱动EOC进展的核心分子。研究阐明了“外源性胆固醇—脂筏—Akt/mTOR信号通路”这一完整的分子机制链条。癌症细胞在营养匮乏的肿瘤微环境中会发生代谢重编程，脂质代谢是其中的关键环节。胆固醇不仅作为细胞膜和脂筏的结构成分，还通过脂筏调控多种致癌信号通路。本研究的发现为EOC治疗提供了新的思路：靶向胆固醇代谢，特别是破坏其依赖的脂筏结构，可能成为一种有效的治疗策略。例如，临床上已使用的他汀类药物（抑制胆固醇合成）与MβCD等脂筏破坏剂联用，或许能产生更强的抗肿瘤效应。
结论
代谢组学分析表明，高脂饮食提高了血清胆固醇水平，而外源性胆固醇通过脂筏激活Akt/mTOR信号通路，从而促进上皮性卵巢癌细胞的增殖。抑制脂筏可有效阻断该通路并抑制肿瘤生长。因此，靶向胆固醇代谢及脂筏信号通路有望成为治疗上皮性卵巢癌的新方法。
