中科院研究揭示PFAS暴露与肺癌转移新机制
中科院研究揭示PFAS暴露与肺癌转移新机制
近期，中国科学院生态环境研究中心王亚韡研究员团队与国家纳米科学中心陈春英院士团队合作，在全氟和多氟烷基化合物（PFAS）暴露对肺癌转移的影响及分子机制研究中取得重要进展。研究发现，全氟辛酸（PFOA）可以促进肺癌细胞的迁移和侵袭，为PFAS的健康风险评估提供了新的科学依据。
全氟和多氟烷基化合物（Per- and polyfluoroalkyl substances, PFAS）是一类广泛存在的新型持久性有机污染物，其相关暴露风险和不良健康影响已经引起世界各国的高度关注。PFAS可以在多种环境和生物基质中检测到，并且可以通过不同的外部暴露途径进入人体，并通过血液循环分布和积累在组织、器官和生物体液中。流行病学数据显示，PFAS的浓度与人类多种疾病显著有关，如肾癌、肝癌、卵巢癌等。肺是PFAS富集的靶器官之一，同时肺癌是世界上发病率和死亡率的癌症，但尚无PFAS对肺癌影响机理的研究。
本研究通过采集健康志愿者和肺腺癌患者的血液和组织样本，使用岛津公司的高效液相色谱串联质谱（LCMS-8060），靶标测定不同人群中PFAS的浓度水平和分布特征。结果表明，PFOA是人体内富集含量最高的PFAS单体之一，肺腺癌患者体内PFOA污染物含量相较健康志愿者显著上升；肺癌细胞转移、高分期患者的体内PFOA富集量显著高于低分期的肺癌患者。
结合肺癌动物模型，发现在环境相关剂量下PFOA暴露能够显著促进肺内转移和胸腔转移，并且呈现剂量依赖性，提示PFOA暴露能够促进肺癌转移。在基于细胞模型的验证实验中，发现经PFOA暴露后，肺腺癌细胞系中的整合素表达下调，这与肺腺癌患者的肿瘤中观察到的表达趋势相似。进一步的临床病例验证结果表明，肺腺癌患者的肿瘤中PFOA的含量水平与整合素蛋白表达具有显著负相关，证实了PFOA与整合素的相互作用对肿瘤的发展起着重要的作用。
本研究提出了PFOA促肺癌发展的潜在机制：PFOA主要通过调控肺癌细胞骨架重排，改变肿瘤细胞的力学性质，促进肺癌细胞的迁移、肿瘤干性和免疫逃逸能力上升，从而促进肺癌转移和进展。
该工作基于临床现象-动物模型验证-细胞模型研究-分子学机制探究的污染物毒理性质全链条研究范式，首次报道了PFAS可以诱导肺癌发展及转移的毒性效应，进一步加深对PFAS毒理性质的认知，为制定合理的管控政策提供实验基础和理论支持。
国家纳米科学中心博士研究生梅婕、解放军总医院第一医学中心胸外科副主任医师江继鹏、中国科学院生态环境研究中心博士研究生李曌、国家纳米科学中心硕士研究生潘越和许克为本文的共同第一作者。中国科学院生态环境研究中心黎娟副研究员、国家纳米科学中心刘颖研究员和陈春英研究员为共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项(B类)、中国医学科学院创新工程和新基石研究员项目等的支持。
原文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2408575121
图1.健康志愿者和肺腺癌患者体内PFAS的赋存水平和特征
图2.肺腺癌患者体内整合素蛋白的表达与PFOA含量的相关性
图3.全氟辛酸PFOA通过PI3K信号通路调控肿瘤细胞骨架和力学性质，促进肿瘤转移