2024年1月2日，福建医科大学省立临床医学院李鸿茹教授研究团队与中科院图灵-达尔文实验室牛钢主任团队合作在期刊《Journal of Experimental & Clinical Cancer Research》（SCI 中科院一区，IF 11.3）上发表了题为“RPTOR blockade suppresses brain metastases of NSCLC by interfering the ceramide metabolism via hijacking YY1 binding”的研究论文，该研究发现了RPTOR是肺腺癌脑转移的关键驱动基因，可调控神经酰胺代谢促进肺癌脑转移，为肺癌脑转移提供了一种富有前景的潜在治疗新思路。

前言：

脑转移是非小细胞肺癌 (NSCLC) 患者不良预后，复发和死亡的主要原因，因此，探索与肺癌脑转移相关的关键驱动基因成为了近年来的一个研究焦点。NSCLC脑转移治疗预后不良与脑转移机制密切相关，探讨脑转移关键机制可能为脑转移治疗打开新的窗口。颅脑具有丰富的神经鞘磷脂，神经酰胺是神经鞘磷脂的重要组成成分，本研究通过基因组学发现神经酰胺代谢失衡与脑转移密切相关，这与2020年在《Nature》杂志上发表的，高脑转移潜能肿瘤细胞株存在神经鞘磷脂代谢异常是相吻合的，但具体机制尚待进一步探讨。除此之外，RPTOR基因作为mTOR信号重要组成成分，正向调控mTORC1，从而促进脂质代谢。本研究发现RPTOR通过调控神经酰胺的代谢从而促进NSCLC脑转移，这一结果有望为NSCLC脑转移带来潜在治疗新方法。

方法和结果：

实验人员通过RNA测序分析找出RPTOR在肺腺癌脑转移中高表达，结合TCGA数据分析发现RPTOR的高表达与肺腺癌患者的不良预后相关，再通过IHC评分、KM生存分析进一步验证（见Fig. 1）。

为了研究神经酰胺通路与肺腺癌脑转移的关系，实验人员构建了一个DAGM模型来评估体细胞突变在脑转移中的作用，发现神经酰胺通路激活减少与肺腺癌脑转移密切相关，提示神经酰胺通路的下调可能诱导肺癌脑转移（见Fig. 1）。

对RPTOR敲减或过表达后的肺癌细胞进行体外实验，包括CCK8、克隆形成实验和伤口愈合等后证实，RPTOR正向影响肺癌细胞系的迁移、侵袭和增殖。为了评估RPTOR表达对肺癌细胞穿透血脑屏障能力的影响，研究人员构建体外血脑屏障模型，结果显示：RPTOR过表达显著促进了肺癌细胞对血脑屏障的渗透，而RPTOR敲减时则与之相反。这些结果表明，RPTOR增强了肺癌细胞穿透血脑屏障的能力（见Fig. 2）。

采用GSEA和KEGG分析肺腺癌患者的RNA测序结果，发现RPTOR与鞘磷脂通路呈正相关，特别是与SPHK2。WB结果显示，SPHK2/S1P/ STAT3信号通路上的蛋白，如SPHK2、S1PR1和p-STAT3（ser705）与RPTOR呈正相关。过表达RPTOR的肺癌细胞中加入SPHK2抑制剂后SPHK2/S1P/ STAT3信号通路被抑制，同时，SPHK2抑制剂逆转了肺癌细胞系因RPTOR过表达而增强的迁移和侵袭以及穿透血脑屏障模型的能力，但是使用S1P抑制剂时并没有出现以上的现象。这些证据表明，RPTOR可通过SPHK2/S1P/STAT3轴促进肺腺癌脑转移（见Fig. 3）。

为了探索RPTOR与SPHK2相互作用的机制，通过GSEA和KEGG数据分析找到与RPTOR和SPHK2有密切关系的YY1。通过BioGrid数据、JASPAR数据库分析、PCR检测和CO-IP等实验，进一步验证YY1在SPHK2的表达中起重要作用，二者呈正相关，并且RPTOR和YY1在肺癌细胞系中也相互作用。由此说明RPTOR通过与转录因子YY1结合来上调SPHK2（见Fig. 4）。

为了进一步验证RPTOR与肺癌脑转移以及SPHK2/S1P/STAT3通路的关系，我们开展了体内实验，构建小鼠和斑马鱼的肺癌脑转移模型，结果也同样证实了RPTOR敲减时可抑制肺癌脑转移并减弱SPHK2/S1P通路，反之则有相反结果（见Fig. 5）。

Fig. 6 RPTOR通过SPHK2/S1P/STAT3信号通路调控肺癌脑转移的潜在机制

结论：

本研究将RPTOR作为一种新的脑转移相关驱动基因进行筛选并阐明了其潜在的机制，即RPTOR通过干扰神经酰胺代谢来促进脑转移，这可能是脑转移的关键信号通路，研究团队前期研究也发现RPTOR信号通路与EGFR基因是否突变不存在相关性。2022年的《Nature》期刊也报道了mTOR抑制剂和FKBP12配体的联合应用可能促进mTOR抑制剂进入颅内发生作用，故以RPTOR为靶点可能为肺癌脑转移的临床治疗提供了一种富有前景的新方法。

该文第一作者是福建医科大学省立临床医学院林瀛博士，共同第一作者吴芸博士，中科院张强祖，通讯作者是福建医科大学省立临床医学院李鸿茹教授，共同通讯作者 陈愉生教授、中科院牛钢博士。

参考资料：

Lin Y, Wu Y, Zhang Q, et al. RPTOR blockade suppresses brain metastases of NSCLC by interfering the ceramide metabolism via hijacking YY1 binding. J Exp Clin Cancer Res. 2024;43:1. https://doi.org/10.1186/s13046-023-02874-z.

研究团队介绍

李鸿茹

医学博士，福建省立医院主任医师，福建医科大学教授，博士生导师、福建省高层次人才（C类人才）。福建省呼吸病学分会青委会副主任委员；中国医药教育协会肺癌专委会青年委员；中国肺癌防治联盟肺癌免疫治疗委员会委员；中国医药教育协会慢性气道疾病专委会青年委员；中国健康促进基金会呼吸病学专家委员会常务委员；福建省抗癌协会肺癌专委会青年委员；福建省海峡肿瘤防治科技交流协会肿瘤临床研究协作分会理事；福建省精准医学科技学会理事；主持或参研国家级课题10项，省厅级课题10余项；发表SCI论文20余篇、获发明专利3项；获福建医学科技奖2项（第二完成人）；省科技进步三等奖2项（第一、第二完成人）。

林瀛

医学博士，福建省立医院主任医师，硕士生导师；福建省医学会病理学分会青年委员会副主任委员；中国抗癌学会福建省分会肿瘤病理专业委员会委员；中华医学会女医师协会病理专委会委员；中国医师协会微无创分会妇科病理学组委员。科研情况：主持福建省自然科学基金项目、福建省科技厅中青年骨干课题等项目，并参与多项国家级和省级科研项目。在SCI、中华和省级期刊上发表学术论文多篇。

吴芸

医学博士，福建省立医院主治医师；主持省厅级课题2项；发表SCI论文3篇、获发明专利1项。

* 文章仅供医疗卫生相关从业者阅读参考

本文完

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