研究背景
结直肠癌(CRC)是全球最常见的恶性肿瘤之一，目前结直肠癌的整体治疗效果仍不理想。因此阐明结直肠癌的发病机制，鉴定有效的靶向分子是早期诊断和治疗结直肠癌的重要研究目标。
早期研究表明，脂质或脂质代谢相关基因的失调与结直肠癌的发生和发展相关，脂肪酸结合蛋白(FABPs)在多种癌症中高度表达，与肿瘤的生长、发展和转移密切相关，但其在结直肠癌中的作用尚不明确。
文献来源
近日，南京医科大学第一附属医院(江苏省人民医院)叶木杰等人在International Journal of Biological Sciences杂志上发表论文“FABP5 suppresses colorectal cancer progression via mTOR-mediated autophagy by decreasing FASN expression”，研究发现脂肪酸结合蛋白FABP5通过与脂肪酸合成酶FASN相互作用，激活泛素蛋白酶体通路，导致FASN表达水平降低，脂质积累减少，抑制mTOR信号传导，促进细胞自噬，揭示了脂质代谢与结直肠癌发展之间的潜在机制，为未来的干预提供了新的治疗靶点。
项目研究
作者发现FABP5在CRC中表达水平下调，且与不良预后显著相关。为了确定FABP5在癌症中的功能，作者使用慢病毒构建了FABP5过表达和敲低的细胞稳转株，通过CCK8、EDU染色、克隆形成、transwell实验发现FABP5过表达可以抑制CRC细胞的增殖、迁移和侵袭，而敲低FABP5后表现出相反的趋势。
Fig.1 FABP5 在 CRC 中表达下调
Fig.2 FABP5过表达抑制CRC细胞生长
Fig.3 FABP5敲低促进CRC细胞活力
随后，免疫共沉淀证实FABP5与FASN之间的确存在直接相互作用。WB结果显示，FABP5与FASN表达呈负相关。用环己酰亚胺CHX和蛋白酶体抑制剂MG132处理后，结果显示FABP5通过泛素蛋白酶体途径调控FASN表达水平。为了进一步了解FASN在CRC中的功能，通过shRNA或奥利司他(FASN抑制剂)抑制FASN水平，结果显示，CRC细胞增殖、克隆形成、迁移和侵袭均受到抑制。
Fig.4 FABP5通过与FASN相互作用发挥肿瘤抑制作用
下调FABP5会促进CRC的肿瘤发生。为了探讨FASN上调能否介导CRC的发展，又在sh-FABP5敲低细胞基础上干扰FASN或加奥利司他处理，导致sh-FABP5的促肿瘤作用表现减弱。
Fig.5 敲低FASN水平可以抑制 FABP5下调所导致的癌症进展
下一步，探究了FABP5在CRC中发挥肿瘤抑制作用的通路机制。针对FABP5过表达和FASN敲低细胞进行了RNA-seq和脂质组学分析。RNA-seq结果显示，包括TGF-β、Hippo、Wnt、NF-κB和mTOR等多个生物过程和信号通路相关的基因发生了失调。脂质组学分析进一步显示，FABP5和FASN通过影响脂质代谢调控自噬。结合WB验证结果，说明FABP5过表达会抑制mTOR通路，促进自噬；敲低FABP5则会激活mTOR通路，抑制自噬，而进一步敲低FASN或用奥利司他处理又会使mTOR通路失活，挽救FABP5敲低所引起的自噬抑制。
Fig.6 FABP5通过mTOR通路与FASN相互作用促进细胞自噬
在肿瘤异种移植模型中进一步研究FABP和FASN的体内作用。为此，将FABP5过表达、FASN敲低、FASN敲低加奥利司他和对照载体转染的SW620细胞植入裸鼠。FABP5过表达和FASN敲低的SW620细胞的小鼠异种移植瘤的重量和体积降低。相反，与加奥利司他抑制组相比，稳定敲低FABP5的SW620细胞肿瘤生长加速。FABP5和FASN免疫组化染色显示，FABP5负调控FASN在体内的表达。总之，以上研究结果支持FABP5在体外和体内FASN介导的CRC进展中发挥重要作用。
Fig.7 FABP5通过调节FASN抑制体内肿瘤生长
最后，作者明确了FABP5的上游m6A调控机制。由于在FABP5中预测到了丰富的m6A修饰位点，于是借助敲低不同m6A修饰酶，筛选到ALKBH5。此外，ALKBH5负向调节FASN水平。同时在ALKBH5过表达的细胞中敲低了FABP5，发现敲低FABP5抑制了ALKBH5的抗癌作用。这也表明FABP5正是ALKBH5的下游基因。
Fig.8 ALKBH5通过正调控FABP5发挥抗癌作用
综上所述，本研究表明FABP5与FASN相互作用，通过激活泛素蛋白酶体途径，导致FASN表达减少，脂质积累减少，进而抑制mTOR信号转导，促进肿瘤细胞自噬。在FABP5缺失的情况下，脂质堆积增加，最终加速CRC的进展。该研究阐明了ALKBH5/FABP5/FASN/mTOR轴在调控CRC进展中的关键作用，为治疗该疾病提供了有前景的治疗靶点。
吉满助力
本研究中所用FABP5、FASN干扰和过表达质粒均由吉满生物提供。 了解更多质粒构建,病毒包装,稳转株构建,敲除细胞株,报告基因检测等相关服务。欢迎访问吉满生物官网：www.genomeditech.com 免费咨询电话：400-627-9288
