INT J BIOL MACROMOL（IF/ 10.2）：游离脂肪酸（PA、OA）模拟高脂微环境处理大肠癌细胞系（HCT116、HCT15）促进细胞增殖、迁移和侵袭

1. 研究背景

该研究聚焦于内脏肥胖与结直肠癌进展的关联机制。肥胖，特别是内脏脂肪堆积，已被流行病学视为肥胖和结直肠癌（CRC）的危险因素，但具体分子通路尚不明确。传统肥胖指标BMI无法准确反映脂肪分布，而CT测量的内脏脂肪面积能更精准评估代谢风险。该研究首次揭示了甲基转移酶样蛋白METTL27在CRC中的促癌作用。尽管METTL家族成员如METTL3/14已被证实通过m6A修饰调控肿瘤，但METTL27的具体功能长期以来仍不明确。本文结合转录组学、脂质代谢组学及TCGA数据分析，发现METTL27在内脏肥胖CRC患者中高表达，并通过调控FABP5/PPARD/CPT1A脂肪酸氧化轴，促进肿瘤恶性行为。此外，内脏脂肪组织释放的游离脂肪酸（如油酸和棕榈酸）可激活该轴，形成“肥胖微环境－代谢重编程－肿瘤进展”的恶性循环。

2. 技术路线

研究者首先通过394例CRC患者的临床队列研究证实，内脏脂肪面积（VFA）较BMI更具独立的预后风险评估价值。接着采用RNA-seq和TCGA筛选出METTL27作为关键基因。随后在CRC细胞系中构建过表达和敲低模型，通过CCK-8、克隆形成、划痕、Transwell及裸鼠成瘤实验验证METTL27的促癌功能。进一步通过RNA-seq、Western blot、Co-IP及MeRIP-qPCR等技术手段，解析出其下游调控轴为FABP5/PPARD/CPT1A。最后，研究人员采用内脏脂肪条件培养基及特征性脂肪酸（油酸、棕榈酸）处理细胞，验证了微环境对该调控轴的调控作用。

细胞实验中，研究者选用人CRC细胞系HCT116和HCT15，通过慢病毒构建METTL27稳定过表达及敲低细胞株，分别采用CCK-8法检测细胞增殖能力、克隆形成实验评估集落形成能力、划痕实验和Transwell实验测定细胞迁移与侵袭能力。结果显示METTL27过表达显著增强上述恶性表型，而敲低则会抑制这些表型。Western blot验证了PPARD/CPT1A蛋白的变化。此外，ACM或脂肪酸处理可恢复敲低细胞中的信号轴及功能。

3. 游离脂肪酸

本文在体外细胞模型中，游离脂肪酸（PA、OA）模拟高脂微环境处理大肠癌细胞系（HCT116、HCT15）促进细胞增殖、迁移和侵袭。

该游离脂肪酸（货号KC006）包括了独立包装的6 mmol/L棕榈酸钠和12 mmol/L油酸钠以及溶剂对照，试剂为无菌液体，能够直接使用。与其他现有品牌的油酸（钠）、棕榈酸（钠）相比，具有如下显著优点：

1）该游离脂肪酸为液体溶液，浓度准确，可以直接溶解在细胞培养基中，无需繁琐的溶解配制工作。

2）该游离脂肪酸的溶剂无毒，溶解过程未使用NaOH、乙醇等有毒溶剂，确保实验结果可靠。

3）该游离脂肪酸低温无析出、常温无析出，冻融无析出，无需加热助溶，显著减少操作步骤，提升实验的稳定性。

需要说明的是，该游离脂肪酸（KC006）中的棕榈酸（钠）可以用来诱导细胞损伤和炎症，油酸（钠）可以用来诱导细胞代谢异常。棕榈酸（钠）和油酸（钠）可以单独使用，也可以联合使用，棕榈酸（钠）和油酸（钠）联合诱导更加符合人体环境，适用于多数常见细胞，可用于诱发细胞脂毒性、诱导内质网应激、氧化应激、线粒体损伤、细胞凋亡等。需要说明的是，该试剂可以按比例直接添加至完全培养基（含10% FBS，1% P/S）中，无需再额外添加牛血清白蛋白（BSA）。

4. 实验内容

在验证METTL27功能的细胞实验中，图1清晰呈现了核心表型结果。其中，图1A展示了通过慢病毒转导构建METTL27过表达与敲低的HCT15及HCT116细胞的实验流程。图1B和3C通过qRT-PCR和Western blot验证了mRNA和蛋白水平的调控效率，确认模型构建成功。随后，图1D的克隆形成试验显示，METTL27过表达使两个细胞系的集落数量显著增多，而敲低后集落明显减少，表明其对细胞独立增殖能力的影响。图1E的CCK-8曲线进一步证实，过表达METTL27提高了细胞活力，敲低则抑制活力。在迁移能力上，图1F的划痕愈合实验显示，过表达组在48小时后的划痕闭合面积显著大于对照组，而敲低组愈合减慢。图1G和3H的Transwell迁移及侵袭实验（后者需Matrigel预包被）同样量化了这一趋势：过表达后穿过小室的细胞数增加，敲低后减少。这些结果综合表明METTL27在体外强力驱动CRC细胞的恶性行为。

为了阐明METTL27的下游机制，对敲低METTL27的HCT116细胞进行RNA-seq（图2A-B）。KEGG富集分析（图2C）提示PPAR信号通路、脂肪酸代谢等途径显著改变。Western blot验证（图2D-G）发现，METTL27敲低后，FABP5、PPARD、CPT1A等蛋白表达下降（图2D-E）；而过表达则上调这些蛋白（图2F-G）。确立了METTL27对PPARD/CPT1A脂肪酸氧化轴的调控作用。

进一步的实验聚焦PPARD的功能：数据显示内脏肥胖CRC患者肿瘤组织中PPARD蛋白高于非肥胖患者；其中，TCGA生存分析表明高表达PPARD与更差的无进展间期相关；此外，PPARD激动剂GW501516可激活CPT1A；进一步的数据证明激动剂处理能增强细胞克隆、划痕愈合、迁移和侵袭能力，模拟了METTL27过表达的表型。

为了证明FABP5是METTL27的关键下游桥梁，文中数据展示了关键的细胞机制验证。通过免疫荧光显示METTL27过表达（FLAG标签）和FABP5的共定位情况；Western blot显示，在METTL27过表达细胞中沉默FABP5（METTL27 OE + si-FABP5），可完全逆转由METTL27诱导的PPARD和CPT1A上调。Co-IP实验证实METTL27与FABP5蛋白存在直接物理相互作用。功能试验表明，沉默FABP5可显著削弱METTL27过表达所增强的细胞增殖、迁移和侵袭能力。这些结果强有力地证明METTL27通过FABP5依赖方式调控PPARD/CPT1A轴。

图1. METTL27促进HCT15和HCT116结直肠癌细胞的增殖、存活、迁移和侵袭能力

图2. PPAR通路是结直肠癌细胞中METTL27的下游靶点

在模拟内脏肥胖微环境的细胞实验集中，用内脏脂肪组织条件培养基处理HCT15和HCT116细胞后，BODIPY染色的脂滴积累增加，同时METTL27和FABP5荧光增强。Western blot证实ACM处理上调了METTL27、FABP5、PPARD和CPT1A蛋白。在METTL27敲低的细胞中，经内脏脂肪组织条件培养基（ACM）处理后，原本受抑制的METTL27、FABP5、PPARD及CPT1A蛋白水平得以恢复；同时，细胞的增殖、活力以及迁移侵袭能力也得以恢复。这提示ACM中存在可绕过METTL27敲低效应的因子。

为寻找这些因子，文中进行了脂质组学分析。比较内脏肥胖与非肥胖CRC患者的肿瘤组织，图3A的火山图显示110种脂质上调和51种下调。图3B-C的网络和功能富集分析锁定油酸为关键介质。图3D显示，油酸处理可诱导脂滴积累并恢复METTL27和FABP5表达；图3E Western blot显示油酸能恢复敲低细胞中METTL27、FABP5、PPARD和CPT1A蛋白；图3F-I功能试验证明油酸同样能恢复敲低细胞的恶性表型。值得注意的是，脂质组学还检测到棕榈酸显著升高。

图3. OA可恢复HCT15和HCT116shMETTL27#1细胞中METTL27/FABP5/PPARD/CPT1A的表达和致癌效应

图 4. 棕榈酸处理可逆转METTL27基因敲低在HCT116和HCT15细胞中产生的致癌效应

关于棕榈酸实验，论文在图4中展示了其与油酸类似的保护作用：在METTL27敲低的HCT15和HCT116细胞中，棕榈酸处理也能恢复细胞增殖、迁移和侵袭能力。材料方法中明确说明，棕榈酸被直接加入完全生长培养基至指定比例使用。细胞培养在含10%胎牛血清和1%双抗的DMEM中进行，所有实验均在37°C、5% CO₂条件下完成。这一结果表明，来自内脏脂肪的饱和与不饱和游离脂肪酸均可作为微环境信号，激活METTL27/FABP5/PPARD/CPT1A轴，推动CRC进展。

5. 总结

肥胖和结直肠癌（CRC）的发病率每年都在上升。肥胖，特别是内脏肥胖，对健康构成严重威胁，但肥胖与结直肠癌进展的关联以及内脏肥胖的作用仍存在争议。本研究分析了394例结直肠癌患者，发现高体重指数（BMI）和内脏脂肪面积（VFA）均与预后不良相关，VFA是一个独立的危险因素。RNA测序和TCGA分析显示，肥胖（尤其是内脏型肥胖）患者结直肠癌组织中有甲基转移酶样蛋白27(METTL27）的过度表达，且与预后不良有关。在机制上，METTL27以FABP5依赖的方式激活PPARD/CPT1A轴，促进CRC细胞的增殖、迁移和侵袭能力。脂代谢组学鉴定了内脏肥胖特有的脂肪酸。在体外，脂肪组织条件培养液（ACM）或内脏肥胖相关脂肪酸诱导脂滴聚集，增强METTL27/FABP5/PPARD/CPT1A信号转导，显著促进结直肠癌的恶性进展。本研究首次阐明了METTL27的生物学功能，确定其为FABP5的上游关键合作伙伴，阐明了其对FABP5/PPARD/CPT1A轴的调控及其在内脏肥胖背景下推动结直肠癌进展的作用，从而为结直肠癌伴内脏肥胖患者的治疗靶点提供了新的方向。

小编有话说：

本文采用游离脂肪酸（PA、OA）模拟高脂微环境处理大肠癌细胞系（HCT116、HCT15）促进细胞增殖、迁移和侵袭。该游离脂肪酸由鲲创生物科技提供，该试剂纯度高、稳定性好，在模拟高脂微环境的研究中表现出优异的生物活性，为研究内脏肥胖相关肿瘤机制提供了可靠工具。展望未来，针对内脏肥胖相关CRC患者，靶向这一脂肪酸-METTL27信号轴或可成为新型治疗策略。选用可靠来源的脂肪酸试剂，将为代谢与肿瘤研究提供坚实保障。

参考文献

Gao, S. Fang, Q. Ru, Z. Xiang, J. Liu, H. Lv, N. Li, K. Li, J. Hou, B. Yang, X. Visceral Obesity-Induced METTL27 Regulation of the FABP5/PPARD/CPT1A Axis in Promoting Colorectal Cancer Progression. International Journal of Biological Macromolecules 2026, 347, 150740. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2026.150740.