验证HFD对前列腺癌进展的影响
明确致肥胖HFD是否加速MYC驱动的前列腺癌发展
Hi-MYC和野生型小鼠分别饲喂HFD或CTD 21周，进行病理学评估，量化PIN和IA发生率及面积。
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致肥胖高脂饮食与MYC协同促进前列腺癌中乳酸积累和肿瘤微环境重塑
Obesogenic High-Fat Diet and MYC Cooperate to Promote Lactate Accumulation and Tumor Microenvironment Remodeling in Prostate Cancer
实验完整度
高结合Hi-MYC小鼠模型、细胞实验和多个临床队列，通过代谢组学、转录组学、免疫组化、功能实验及临床数据分析，多层级验证HFD与MYC协同促进糖酵解、乳酸积累及免疫抑制微环境。
主要模型
Hi-MYC转基因小鼠模型 MYC-CaP小鼠前列腺癌细胞系 HUVEC/TERT2永生化人脐静脉内皮细胞 人前列腺癌患者队列（HPFS、PHS、TCGA/PRAD、META855）
重点核对
Hi-MYC小鼠和野生型同窝小鼠分别饲喂HFD（60%脂肪）或CTD（10%脂肪）21周 MYC-CaP细胞（1×10^6）皮下接种FVB小鼠，饲喂HFD或CTD34天后进行18F-FDG PET成像 乳酸处理浓度：2和10 mmol/L；FX11处理浓度：20 μmol/L（管形成）、1 μmol/L（伤口愈合） 糖酵解速率测定使用Seahorse XFe24分析仪，注射5%血清、0.5 μmol/L鱼藤酮/抗霉素A和50 mmol/L 2-DG 临床队列按饱和脂肪摄入量（SFI）和BMI分层，基于LDHA表达四分位数进行生存分析
摘要
癌细胞表现出代谢可塑性，以满足癌基因驱动的依赖性，同时应对营养物质的可用性。更好地理解全身代谢如何影响重编程肿瘤微环境（TME）并驱动癌症的代谢物积累，可能有助于开发精准营养策略。利用Hi-MYC前列腺癌小鼠模型，我们证明富含饱和脂肪的致肥胖高脂饮食（HFD）通过代谢重连加速c-MYC驱动的浸润性前列腺癌的发展。尽管c-MYC调节关键代谢通路，但与致肥胖HFD的相互作用是诱导糖酵解和肿瘤内乳酸积累所必需的。这些代谢变化与CD206+和PD-L1+肿瘤相关巨噬细胞（TAM）及FOXP3+调节性T细胞的浸润增加有关，也与与疾病进展和治疗耐药相关的转录程序的激活有关。乳酸本身也刺激新生血管形成和前列腺癌细胞迁移，而用乳酸脱氢酶抑制剂FX11处理后，这些作用显著减少。在前列腺癌患者中，高饱和脂肪摄入和体重指数增加与肿瘤糖酵解特征相关，这些特征促进M2样TAM的浸润。最后，乳酸脱氢酶的上调（指示乳酸生成表型）与独立临床队列中较短的无生化复发生存期相关。这项工作确定了遗传驱动因素与全身代谢之间的合作，通过肿瘤代谢物积累劫持TME并促进前列腺癌进展。这为评估乳酸作为预后生物标志物奠定了基础，并支持饮食干预和直接阻断乳酸生成治疗晚期前列腺癌的策略。
实验结论
提炼研究问题、关键发现与证据，快速把握文章的核心贡献。
- 研究问题
- 致肥胖高脂饮食与MYC致癌驱动是否以及如何通过代谢重编程促进前列腺癌进展？
- 核心机制
- MYC与致肥胖HFD协同作用，诱导前列腺癌细胞糖酵解和乳酸积累，乳酸作为肿瘤代谢物促进肿瘤微环境重塑，包括M2样巨噬细胞和Treg浸润、血管新生和细胞迁移，从而驱动前列腺癌进展。
- 主要证据
- Hi-MYC小鼠HFD喂养增加侵袭性腺癌发生率，代谢组学和转录组学显示糖酵解和乳酸积累，免疫组化显示F4/80+CD206+和FOXP3+细胞浸润增加，体外实验证实乳酸促进血管生成和迁移，临床队列中高SFI和BMI与糖酵解特征及LDHA高表达相关，且LDHA高表达预示较短的无生化复发生存期。
- 研究意义
- 本研究确定了乳酸作为连接致肥胖饮食、肿瘤微环境调节和前列腺癌进展的关键介质，支持低饱和脂肪饮食干预和乳酸生成抑制剂在晚期前列腺癌中的应用，并提示乳酸可作为预后生物标志物。
研究路径
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
代谢组学分析
鉴定HFD与MYC协同作用改变的代谢物和通路
DLP组织进行LC/MS-MS非靶向代谢组学，比较四组（WT/HFD，WT/CTD，MYC/HFD，MYC/CTD）的代谢物变化，并进行PCA和差异分析。
验证糖酵解和乳酸积累
确认HFD是否促进肿瘤糖酵解和乳酸积累
通过NMR和比色法测量肿瘤内乳酸水平，Western blot检测LDHA、HIF1α、GLUT1、MCT1/4表达，18F-FDG PET成像评估葡萄糖摄取，Seahorse实验评估体外糖酵解速率。
转录组学分析
揭示HFD影响的基因表达程序和信号通路
对DLP组织进行bulk RNA-seq，并进行GSEA分析，评估与糖酵解、MYC、炎症、缺氧等相关的基因集富集情况。
评估肿瘤微环境变化
验证HFD诱导的乳酸积累是否影响免疫细胞浸润
通过免疫组化（IHC）和原位杂交（ISH）检测TAM（F4/80+CD206+，F4/80+PD-L1+）和Treg（FOXP3+）浸润，并使用RNA-seq数据推断免疫细胞组成。
体外功能实验验证乳酸作用
验证乳酸是否直接促进血管生成和肿瘤细胞迁移
使用HUVEC进行管形成实验（加或不加乳酸、FX11、syrosingopine），使用MYC-CaP细胞进行伤口愈合和单细胞迁移实验，及牵引力显微镜检测。
临床队列验证
验证在人体中高饱和脂肪摄入和肥胖是否与糖酵解特征及不良预后相关
分析HPFS和PHS队列的基因表达数据和临床数据，基于SFI和BMI分层，评估糖酵解基因集富集和M2巨噬细胞比例；分析TCGA和META855队列中LDHA表达与预后的关系。
研究方法
按研究目的归类文中使用的方法，便于定位所需技术。
验证样本或模型特征
产品清单
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 细胞培养 | 高糖DMEM培养基 | Gibco | 11965118 |
| 胎牛血清 | Gibco | 10270106 | |
| 青霉素/链霉素 | Gibco | 15140122 | |
| 谷氨酰胺 | Gibco | 25030081 | |
| EBM基础培养基 | Lonza | CC-3156 | |
| EGM SingleQuot试剂盒 | Lonza | CC-4133 | |
| 药物处理 | 乳酸 | Sigma-Aldrich | L-7022 |
| FX11 | Calbiochem | EMD | |
| 利血平 | Sigma-Aldrich | SML1908 | |
| 动物实验 | 18F-氟代脱氧葡萄糖 | PETNet Solutions | -- |
| 代谢分析 | 小鼠IGF-1单重荧光免疫分析 | Eve Technologies | MIGF1-01-101 |
| 小鼠、大鼠代谢因子多重分析 | Eve Technologies | MRDMET | |
| BioVision比色法试剂盒 | BioVision | K607-100 | |
| Seahorse XFe24分析仪 | Agilent Technologies | -- | |
| 转录组学 | RNeasy Plus迷你试剂盒 | Qiagen | 73404 |
| KAPA RNA HyperPrep试剂盒 | Roche | 08098140702 | |
| 免疫组化 | Ki-67抗体 | Vector Laboratories | VP-RM04 |
| 抗平滑肌α-肌动蛋白抗体 | Cell Signaling Technology | 19245 | |
| 抗FOXP3抗体 | R&D Systems | MAB8214 | |
| 抗F4/80抗体 | Cell Signaling Technology | 70076S | |
| 抗CD206抗体 | Cell Signaling Technology | 24595 | |
| 蛋白质印迹 | 抗AR抗体 | Abcam | ab108341 |
| 抗β-肌动蛋白抗体 | Cell Signaling Technology | 4970S | |
| 抗MYC抗体 | Abcam | ab32072 | |
| 抗GLUT-1抗体 | Abcam | ab115730 | |
| 抗HIF1α抗体 | Cell Signaling Technology | 14179S | |
| 抗LDHA抗体 | Cell Signaling Technology | 2012S | |
| 抗MCT-1抗体 | Santa Cruz Technology | sc-365501 | |
| 抗MCT-4抗体 | Santa Cruz Technology | sc-376140 | |
| 抗Vinculin抗体 | Sigma-Aldrich | V9131 | |
| ECL蛋白质印迹检测试剂 | GE Healthcare | RPN2020D | |
| Clarity Western ECL底物 | Bio-Rad | 1705061 | |
| Chemidoc成像系统 | Bio-Rad | -- | |
| Trans-Blot Turbo小型硝酸纤维素转印包 | Bio-Rad | 1704158 | |
| Bradford蛋白定量试剂盒 | Bio-Rad | 500020 | |
| Pierce Rapid Gold BCA蛋白定量试剂盒 | Thermo Fisher Scientific | A53225 | |
| RIPA裂解液 | -- | -- | |
| 蛋白酶抑制剂混合物 | Roche | 11836170001 | |
| 磷酸酶抑制剂 | Roche | 4906837001 | |
| Pierce蛋白酶和磷酸酶抑制剂迷你片 | Thermo Fisher Scientific | A32961 | |
| 硝酸纤维素膜 | GE Healthcare | RPN2020D | |
| 细胞功能实验 | 生长因子减少的Matrigel | Corning | 356231 |
| 钙黄绿素-AM | Life Technology | C-3099 | |
| 重组人VEGF | Peprotech | 100-20 | |
| 纤连蛋白 | Sigma-Aldrich | F0895 | |
| 硫代-SANPAH | Thermo Fisher Scientific | 22589 | |
| 荧光微球 | Thermo Fisher Scientific | F8812 | |
| 细胞培养 | MycoAlert支原体检测试剂盒 | Lonza | LT07-418 |
| 遗传霉素 | Gibco | 10131-019 | |
| Micro BCA蛋白定量试剂盒 | Thermo Fisher Scientific | 23235 | |
| 代谢分析 | NMR缓冲液 | -- | -- |
| 转录组学 | Agilent Bioanalyzer | Agilent Technologies | -- |
| Illumina NovaSeq 6000 | Illumina | -- | |
| 代谢分析 | Waters ACQUITY UPLC | Waters | -- |
| Q-Exactive质谱仪 | Thermo Fisher Scientific | -- | |
| Bruker AVANCE III 500谱仪 | Bruker | -- | |
| 动物实验 | Inveon多模态成像系统 | Siemens | -- |
| 病理学 | Bond III染色平台 | Leica | -- |
| Ventana BenchMark ULTRA系统 | Roche | -- | |
| Discovery Teal HRP检测试剂盒 | Roche | 760-247 | |
| Discovery Yellow检测试剂盒 | Roche | 760-250 | |
| Aperio图像扫描仪 | Leica | -- | |
| Perkin Elmer Vectra 3 | PerkinElmer | -- | |
| Nano Zoomer-XR | Hamamatsu | -- | |
| HALO软件 | Indica Labs | -- | |
| QuPath软件 | -- | RRID:SCR_018257 | |
| G*Power软件 | -- | RRID:SCR_013726 | |
| 代谢分析 | Morpheus软件 | Broad Institute | RRID:SCR_017386 |
| 数据分析 | GraphPad Prism软件 | -- | RRID:SCR_002798 |
| R语言 | -- | -- | |
| ImageJ软件 | -- | RRID:SCR_003070 | |
| MATLAB软件 | MathWorks | RRID:SCR_001622 |
关键环节
汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。
| 环节 | 核对要点 |
|---|---|
| 动物实验 | 饮食成分（HFD 60%脂肪、CTD 10%脂肪），喂养周期（21周），小鼠基因型、性别（雄性），样本量（每组20-25），病理评估标准 阅读提示：Materials and Methods: Preclinical models and in vivo imaging; Results: Obesogenic HFD accelerates the development of invasive prostate cancer |
| 细胞实验 | 细胞系（MYC-CaP、HUVEC），培养条件（培养基、血清浓度），处理物质及浓度（乳酸2-10 mM，FX11 1-20 μM，syrosingopine 10 μM），处理时间 阅读提示：Materials and Methods: Cell lines and reagents; Results: Lactate promotes vascular tubulogenesis and prostate cancer cell motility |
| 代谢分析 | 样本类型（DLP组织或血清），代谢组学方法（LC/MS-MS），NMR条件，乳酸定量方法 阅读提示：Materials and Methods: Metabolic profiling; Metabolic assays and lactate measurements |
| 转录组学 | RNA提取方法，文库构建（KAPA RNA HyperPrep），测序平台（Illumina NovaSeq 6000），分析流程（salmon、tximport、limma-voom、fgsea） 阅读提示：Materials and Methods: Bulk RNA-seq and gene set enrichment analysis |