香烟烟雾通过GDF15/ERBB2/AKT通路促进结肠腺癌转移与奥沙利铂耐药机制研究

　　本研究针对结肠腺癌（COAD）高死亡率的核心问题——转移与奥沙利铂（L-OHP）耐药，首次揭示香烟烟雾提取物（CSE）通过上调生长分化因子15（GDF15）激活ERBB2/AKT/SLC7A11信号轴，促进上皮间质转化（EMT）和谷胱甘肽（GSH）代谢介导的化疗耐药。该发现为吸烟相关COAD提供了新的治疗靶点，对改善患者预后具有重要临床意义。

　　

结肠癌是全球范围内威胁人类健康的重要疾病，其中结肠腺癌（Colon Adenocarcinoma, COAD）作为主要病理类型，每年导致约88万人死亡。尽管手术、放疗和化疗等治疗手段不断进步，但肿瘤转移和化疗耐药仍然是导致患者预后不良的关键因素。奥沙利铂（Oxaliplatin, L-OHP）作为标准化疗方案的核心药物，其耐药性问题尤其突出，导致晚期患者治疗效果大幅降低。

长期以来，吸烟被确认为结直肠癌的重要环境风险因素。流行病学研究显示，吸烟者发生COAD的风险显著增加，且吸烟史与患者总生存期缩短密切相关。然而，香烟烟雾如何从分子层面促进COAD的恶性进展，特别是对转移和化疗耐药的具体调控机制，尚未得到深入阐释。

在这项发表于《European Journal of Medical Research》的研究中，研究人员通过整合临床数据分析、体外细胞实验和动物模型验证，首次揭示了香烟烟雾提取物（Cigarette Smoke Extract, CSE）通过调控生长分化因子15（Growth Differentiation Factor 15, GDF15）分子，激活下游ERBB2/AKT信号通路，进而促进COAD转移和L-OHP耐药的全新机制。

研究团队首先对914例COAD患者的临床资料进行回顾性分析，发现吸烟史与患者不良预后显著相关（p=0.0016）。为模拟长期吸烟效应，研究人员使用HT29和HCT116细胞系进行长达30代的慢性CSE暴露，建立了稳定的长期暴露模型（HT29-CSE-P30和HCT116-CSE-P30）。通过转录组测序（RNA-seq）、蛋白质免疫印迹（Western blot）、免疫共沉淀（Co-IP）和小干扰RNA（shRNA）基因敲减等技术，结合裸鼠移植瘤模型，系统阐明了CSE/GDF15/ERBB2/AKT/SLC7A11信号轴在促进EMT和化疗耐药中的核心作用。

主要技术方法包括：1）基于914例临床样本的回顾性队列分析；2）慢性CSE暴露细胞模型的建立与表型验证（Transwell、伤口愈合、CCK-8和流式细胞术）；3）GDF15过表达/敲减模型构建；4）RNA-seq转录组分析与生物信息学挖掘（TCGA、GEO数据库）；5）蛋白质相互作用验证（Co-IP）；6）裸鼠异种移植瘤模型治疗实验。

研究结果部分揭示了多个重要发现：

Cigarette was associated with poor prognosis in patients with COAD

通过对914例COAD患者的生存分析，发现吸烟史与患者总生存期缩短显著相关（p=0.0016），且在多因素Cox回归模型中确认吸烟是独立风险因素。

CSE promoted the malignant potential of COAD

慢性CSE暴露显著增强COAD细胞的迁移和侵袭能力，诱导上皮间质转化（EMT）标志物变化（E-钙黏蛋白下调，N-钙黏蛋白上调），并诱导L-OHP耐药性。

CSE-induced GDF15 upregulation was associated with poor prognosis in COAD

通过生物信息学分析发现GDF15在吸烟相关致癌物暴露的结肠器官中显著上调（GSE174650数据集），实验验证CSE暴露显著升高GDF15蛋白表达水平。临床数据分析显示高GDF15表达与化疗患者的不良无进展生存（PFS）和总生存（OS）显著相关。

CSE-induced GDF15 upregulation drives metastatic progression and L-OHP resistance in COAD

功能实验表明GDF15过表达促进EMT和L-OHP耐药，而GDF15敲减则可逆转CSE诱导的恶性表型。

GDF15 influenced AKT signaling and increased GSH levels, contributing to L-OHP resistance

RNA-seq分析发现GDF15相关基因显著富集于AKT信号和谷胱甘肽代谢通路。机制上，GDF15通过与ERBB2结合激活ERBB2/AKT磷酸化，上调SLC7A11表达，增加细胞内谷胱甘肽（GSH）水平，从而驱动L-OHP耐药。

CSE promoted metastasis and L-OHP resistance of COAD through the GDF15/ERBB2/AKT pathway

使用AKT抑制剂MK-2206和激动剂SC79进行的挽救实验证实，GDF15通过ERBB2/AKT通路调控SLC7A11表达和GSH代谢，进而影响L-OHP敏感性。

CSE promoted L-OHP resistance in COAD through GDF15 in vivo

裸鼠移植瘤实验证实，CSE暴露组肿瘤对L-OHP治疗不敏感，而GDF15敲减可恢复化疗敏感性，体内实验验证了GDF15在吸烟相关化疗耐药中的关键作用。

研究结论表明，香烟烟雾通过上调GDF15表达，激活ERBB2/AKT/SLC7A11信号轴，促进谷胱甘肽代谢和上皮间质转化，从而驱动COAD的转移和奥沙利铂耐药。这一发现不仅揭示了吸烟促进结直肠癌进展的新机制，更重要的是提出了靶向GDF15可能成为克服吸烟相关COAD治疗抵抗的新策略。

该研究的重要意义在于：首先，首次建立了长期CSE暴露的COAD细胞模型，模拟了人类长期吸烟的生物学效应；其次，发现了GDF15作为吸烟与COAD恶性进展的关键分子桥梁；最后，阐明了ERBB2/AKT/SLC7A11信号轴在吸烟诱导化疗耐药中的核心作用，为临床干预提供了多个潜在靶点。这些发现对吸烟相关COAD的个体化治疗具有重要的转化价值，也为改善吸烟癌症患者的预后提供了新的方向。