磷脂酶 D6（PLD6）：结直肠癌肿瘤发生的关键调控因子 —— 线粒体代谢与 Wnt/β-catenin 信号通路的新发现

时间：2025年4月22日

来源：Experimental & Molecular Medicine

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为探究磷脂酶 D6（PLD6）在癌症中的作用，尤其是在结直肠癌（CRC）中的角色，研究人员开展了相关研究。结果发现 PLD6 在 CRC 中高表达，可通过激活 Wnt/β-catenin 信号通路促进肿瘤发生。这为 CRC 治疗提供了新靶点和思路。

在生命的微观世界里，癌症就像一个隐藏在暗处的 “杀手”，时刻威胁着人类的健康。结直肠癌（CRC）作为常见的恶性肿瘤之一，其发病机制一直是医学研究的重点领域。以往研究发现，Wnt 信号通路、能量代谢以及线粒体功能在 CRC 的发展进程中存在着复杂的相互作用，但其中的具体机制却如同迷雾，尚未完全明晰。同时，磷脂酶 D（PLD）家族成员在细胞活动中发挥着重要作用，然而 PLD6 在癌症领域的角色，尤其是在 CRC 中的作用，还是一个未解之谜。在这样的背景下，针对这些未知展开深入研究就显得尤为迫切，这不仅有助于我们更深入地理解 CRC 的发病机制，还可能为开发新的治疗策略提供关键线索。

来自韩国延世大学（Yonsei University）的研究人员勇敢地向这些未知发起挑战。他们聚焦于 PLD6 在 CRC 中的功能，开展了一系列深入研究。最终，他们发现 PLD6 在 CRC 中起着至关重要的作用，它可以通过激活 Wnt/β-catenin 信号通路来促进肿瘤的发生和发展。这一发现意义重大，为 CRC 的治疗指明了新的方向，有望为众多 CRC 患者带来新的希望。相关研究成果发表在《Experimental & Molecular Medicine》杂志上。

研究人员为开展此项研究，运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面，利用 CRISPR-Cas9 技术构建了 PLD6 基因敲除（KO）的 Caco-2 细胞和 PLD6 过表达的 HCT116 细胞；通过 qRT-PCR 技术检测基因的表达水平；采用 Western blot 分析蛋白质的表达情况；运用多种细胞功能实验，如细胞活力检测、克隆形成实验、伤口愈合实验、Transwell 迁移和侵袭实验等，来探究 PLD6 对 CRC 细胞功能的影响。在临床样本研究中，收集了 50 例患者的结直肠组织样本，并购买了包含 160 例 CRC 样本的组织微阵列（TMA），通过免疫组织化学（IHC）染色分析相关蛋白的表达。

下面来详细看看研究结果：

PLD6 在 CRC 中的表达及预后相关性：研究人员借助多种数据库（如 TIMER2.0、UALCAN 数据库和 Gene Expression Omnibus（GEO）数据集）以及实验方法（Western blot 和 IHC），发现 PLD6 在 CRC 组织中显著上调，且与患者的不良预后密切相关。这表明 PLD6 可能在 CRC 的发展过程中扮演着重要角色12。
PLD6 对 CRC 细胞致癌特性的影响：通过构建 PLD6 敲除和过表达细胞系，研究人员发现 PLD6 能够增强 CRC 细胞的增殖、迁移、侵袭能力，并促进上皮 - 间质转化（EMT）。在细胞增殖实验中，PLD6 敲除使 Caco-2 细胞活力下降，细胞周期进程受阻，而过表达 PLD6 则促进 HCT116 细胞增殖；在迁移和侵袭实验中，PLD6 敲除细胞的迁移和侵袭能力明显减弱，而过表达细胞则增强；在 EMT 相关蛋白检测中，PLD6 敲除上调了上皮标记蛋白的表达，下调了间质标记蛋白的表达，过表达则呈现相反结果34。
PLD6 对线粒体动力学和膜电位的调控：利用免疫荧光染色和相关检测技术，研究发现 PLD6 能够调节线粒体的融合和分裂过程，影响线粒体的长度、生物量、膜电位（MMP）以及钙水平。PLD6 敲除导致线粒体碎片化增加，生物量减少，MMP 降低，钙水平下降；而过表达 PLD6 则促进线粒体融合，增加生物量，提高 MMP 和钙水平。此外，催化活性失活的 PLD6-H156N 突变体表现出与敲除类似的效果，表明 PLD6 的催化活性对维持线粒体正常功能至关重要56。
PLD6 对线粒体代谢和 OXPHOS 的影响：研究表明，PLD6 参与调节线粒体的代谢过程，包括三羧酸（TCA）循环和氧化磷酸化（OXPHOS）。PLD6 敲除降低了 TCA 循环关键基因的转录水平和代谢物水平，抑制了 OXPHOS 相关基因的表达，减少了氧气消耗率和 ATP 生成，使细胞代谢向糖酵解转变；而过表达 PLD6 则产生相反的效果。同时，PLD6 介导的线粒体代谢增强能够支持 CRC 细胞的存活，抑制线粒体呼吸可抑制 PLD6 介导的细胞增殖78。
PLD6 对 Wnt/β-catenin 信号通路的调控：研究人员发现 PLD6 能够上调 Wnt/β-catenin 信号通路。PLD6 敲除显著下调了 Wnt3a 诱导的 β-catenin 及其靶基因的表达，降低了 β-catenin 的稳定性和核转位；而过表达 PLD6 则增强了 β-catenin 及其靶基因的表达，促进了 β-catenin 的核转位。进一步研究表明，PLD6 通过增加乙酰辅酶 A（acetyl-CoA）的生成，促进 β-catenin 在 K49 位点的乙酰化，从而增强其稳定性和转录活性910。
PLD6 对 CRC 细胞干性和化疗耐药性的影响：由于 Wnt/β-catenin 信号通路与癌症干细胞的调节密切相关，研究人员探究了 PLD6 对 CRC 细胞干性和化疗耐药性的影响。结果发现，PLD6 敲除下调了癌症干细胞相关标记物的表达，减少了球体形成和 CD44⁺CD133⁺细胞群体，使细胞对 5 - 氟尿嘧啶（5-FU）更加敏感；而过表达 PLD6 则增加了干细胞相关标记物的表达，增强了球体形成能力和 CD44⁺CD133⁺细胞群体，保护细胞免受 5-FU 诱导的凋亡1112。
PLD6 对 CRC 体内肿瘤发生的影响：在体内实验中，研究人员构建了 PLD6 敲除的 MC38 细胞的原位肿瘤模型和皮下肿瘤模型。结果显示，PLD6 敲除显著抑制了肿瘤的生长、增殖，促进了肿瘤细胞的凋亡，降低了间质标记物的表达，增加了上皮标记物的表达，同时下调了 β-catenin 及其靶基因的表达。此外，PLD6 的表达与患者的总体生存预后相关，高表达 PLD6 的患者总体生存率较低1314。

综合以上研究结果，研究人员得出结论：PLD6 在 CRC 中起着致癌作用，它通过调节线粒体代谢，激活 Wnt/β-catenin 信号通路，促进 CRC 细胞的增殖、迁移、侵袭、干性维持和化疗耐药性，进而推动肿瘤的发生和发展。在讨论部分，研究人员指出，虽然已明确 PLD6 在 CRC 中的重要作用，但仍有一些问题有待进一步研究，如 PLD6 与其他 PLD 家族成员在调节线粒体功能方面的关系，以及 PLD6 诱导 β-catenin 上调是否与某些微小 RNA（如 miR-320a 和 miR-4496）的下调有关等。这项研究为深入理解 CRC 的发病机制提供了新的视角，也为开发针对 CRC 的新型治疗策略提供了潜在的靶点，有望为改善 CRC 患者的预后带来新的突破。