大多数卵巢癌是在肿瘤广泛转移的晚期诊断出来的1,2最常见的亚型是浆液性卵巢癌，它可能起源于卵巢表面，或者最近提出的输卵管菌毛端三卵巢癌转移的主要部位是大网膜，80%的浆液性卵巢癌患者存在大网膜转移。网膜，一个大的（20×12×3厘米）脂肪垫，从胃延伸到肠道(补充图1a)，作为内分泌器官和能量密集型脂质的储存场所4卵巢癌转移到大网膜导致这种主要由脂肪细胞组成的软垫组织转变为组织学上缺乏脂肪细胞的实体肿瘤(补充图1b
). 如果转移是一个随机事件，那么所有与腹膜液接触的器官都会有相同的转移分布。然而，原发性和复发性高级别浆液性卵巢癌都优先转移到脂肪组织。这种偏爱的分子机制尚不清楚。认识到微环境的重要性，我们考虑了脂肪细胞参与转移级联的可能性。
脂肪细胞促进卵巢癌细胞归巢到网膜。(一)卵巢癌（OvCa）肿瘤细胞侵犯人网膜脂肪细胞的H&E染色。(b条)体内归巢分析。将荧光标记的SKOV3ip1人卵巢癌细胞腹腔注射到裸鼠体内。20分钟后检测到癌细胞定位(n个=6只小鼠）。小鼠网膜在亮场图像（左侧）中勾勒出轮廓，在荧光图像（右侧）中可见。(c、 d日)SKOV3ip1细胞向无血清培养基（SFM）、脂肪细胞调节培养基（CM）和原代人网膜脂肪细胞（Adi）的迁移（c）和侵袭（d）。Bars报告了平均折叠变化±s.e.m。显示了三个实验中的一个，每个实验使用不同的人体样本。(e（电子）)SKOV3ip1细胞的侵袭，比较同一个体的初级人类网膜（Adi-O）和皮下（Adi-S）脂肪细胞。条形图报告了平均折叠变化±s.e.m.所示的两个实验之一。(（f）)人网膜脂肪细胞条件培养液中细胞因子的表达。显示的四个阵列之一。(克)标记的SKOV3ip1细胞的荧光强度，这些细胞位于含有SFM或脂肪细胞的Matrigel塞上，无论是否存在抑制性抗体。Bars报告的意思是±s.e.m。显示的三个实验之一。(小时)粘附在人网膜切片上的标记SKOV3ip1细胞的荧光强度。用CXCR1或IL-6R阻断抗体预处理SKOV3ip1细胞，或用TIMP-1抑制抗体预处理整个网膜切片(n个=每组5节）。Bars报告表示三个实验中的一个实验的±s.e.m。(我)对单独培养（−）或与来自两个人类受试者样本的（+）脂肪细胞一起培养24小时的SKOV3ip1细胞中的总p38（Thr180/Tyr182）和Stat3（Ser727）进行免疫印迹。显示了三个实验中的一个。
通过腹腔注射荧光标记的SKOV3ip1人卵巢癌细胞，可以在雌性裸鼠体内模拟卵巢癌转移。20分钟后，大多数肿瘤细胞回到网膜(). 因为大网膜中的大多数细胞是脂肪细胞，所以我们决定是否纯化、活的脂肪细胞5来自正常人网膜(补充图2a)促进卵巢癌的早期转移、迁移和侵袭。SKOV3ip1人卵巢癌细胞被放置在Boyden室的顶部隔间，脂肪细胞或来自脂肪细胞的条件培养基位于底部。人网膜脂肪细胞诱导SKOV3ip1细胞迁移。由于添加网膜脂肪细胞条件培养基对迁移的影响比添加先兆脂肪细胞更大，我们怀疑这种影响是由可溶性因子介导的(). 大网膜脂肪细胞比含有脂肪细胞的培养基更能刺激侵袭(). 比较网膜和皮下脂肪细胞，我们发现网膜脂肪细胞在促进卵巢癌细胞侵袭方面明显更有效(). 此外，胃、乳腺和结肠癌细胞中的网膜脂肪细胞促进了侵袭(补充图2b). 相反，在脂肪细胞存在的情况下，未转化的人卵巢表面上皮细胞和初级网膜成纤维细胞均未侵入。
为了确定吸引卵巢癌细胞进入网膜的因素，我们进行了细胞因子阵列(). 在62种细胞因子中，网膜脂肪细胞分泌最多的五种细胞因子是IL-6、IL-8、单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）、金属蛋白酶组织抑制剂-1（TIMP-1）和脂联素。抗体介导的IL-6、IL-8、MCP-1和TIMP-1的抑制导致在体外卵巢癌细胞归巢脂肪细胞至少50%(). 使用中和抗体抑制IL-6和IL-8受体（IL-6R和IL-8R）及其配体IL-6和IL-86,7SKOV3ip1细胞在人网膜切片上的粘附减少及向原代人网膜脂肪细胞的迁移在体外(和补充图3a). 抗IL-8R（CXCR1）的中和抗体减少体内卵巢癌细胞归巢到小鼠网膜的效率高于IL-6R特异性抑制抗体(补充图3b). 值得注意的是，CXCR1在卵巢癌细胞中的表达显著上调，而IL-6R或其辅助蛋白糖蛋白130（gp130）的表达在与脂肪细胞共培养后保持不变(补充图3c、d)同样，在卵巢癌细胞脂肪细胞中诱导了有丝分裂信号（参考。6)通过p38丝裂原活化蛋白激酶和信号转导子及转录激活子3磷酸化(). p38的激活被CXCR1中和抗体部分逆转(补充图3e). 这些数据表明，脂肪细胞促进了卵巢癌向大网膜转移的早期步骤，尽管对卵巢癌女性大网膜肿瘤转移的发病率的机制解释尚不明确。
脂肪细胞促进癌细胞生长8–10由于脂肪细胞构成大网膜的大部分并储存甘油三酯，我们假设脂肪细胞向卵巢癌细胞提供能量密集的脂质以支持其快速生长。值得注意的是，在网膜转移妇女的组织中，脂肪细胞-癌细胞界面处的卵巢癌细胞含有丰富的脂质(和补充图4). 值得注意的是，卵巢癌、乳腺癌或结肠癌细胞与脂肪细胞的共培养导致癌细胞中的细胞质脂质滴积聚(和补充图5a)我们通过透射电子显微镜证实了这一点(). 与皮下或肠道肠系膜脂肪细胞共培养相比，与网膜或腹膜脂肪细胞共培育导致卵巢癌细胞中脂质积聚最多(补充图5b).
卵巢癌细胞利用脂肪细胞衍生的脂质促进肿瘤生长。(一)人网膜转移性卵巢癌中的脂质（绿色）积聚。卵巢癌细胞和脂肪细胞之间的界面用虚线表示（H&E染色）。不与脂肪细胞相互作用的卵巢癌细胞（A）缺乏细胞内脂质染色。与脂肪细胞（B）接触的卵巢癌细胞含有更多的细胞内脂质（核反染，蓝色）。(b、 c（c）)用共焦显微镜测定单独培养或与原代人网膜脂肪细胞一起培养的SKOV3ip1细胞中的脂质（绿色）积累（用另外两个人类受试者样品重复）(b条)，或固定并用透射电子显微镜检查(c（c）)（N，细胞核；L，脂滴）。(d日)荧光标记脂肪酸（FAs）与脂肪细胞（左）或SKOV3ip1细胞（中）孵育并被其摄取。将标记的脂肪细胞与SKOV3ip1细胞共培养，去除脂肪细胞，并通过共焦显微镜检测从脂肪细胞转移到SKOV3 ip1细胞的标记FA（右）。荧光定量如右图所示。Bars报告是指使用不同的人体受试者样本进行的三个实验之一的±标准偏差。(e（电子）)体外SKOV3ip1细胞单独增殖或与脂肪细胞共培养超过4天。图表显示三个实验中的一个实验的平均值为±s.e.m.，使用不同的人类受试者样本完成。(（f）)体内在同一只小鼠的每侧腹部注射含有或不含脂肪细胞的SKOV3ip1细胞后皮下肿瘤的生长。图表描述了24天内测量的肿瘤体积（左）和最终肿瘤重量（右）。包括一只小鼠的代表性肿瘤图像（每组三只或四只小鼠）。图表显示三个实验中的一个实验的平均值为±s.e.m.，该实验是使用不同人类受试者样本的网膜脂肪细胞进行的。
确定共培养后在癌细胞中检测到的脂质是否来源于脂肪细胞从头开始脂肪生成，我们用脂肪细胞培养癌细胞，脂肪细胞中含有荧光标记的脂质。在共培养过程中，荧光脂质从脂肪细胞转移到SKOV3ip1细胞()支持脂肪细胞提供脂质支持肿瘤生长的模型。与这些结果一致，三种不同卵巢癌细胞系的共培养，包括最近建立的原代卵巢癌细胞株MONTY-1（参考文献。11)脂肪细胞导致癌细胞增殖显著增加在体外(和补充图5c).体内裸鼠侧翼皮下注射SKOV3ip1细胞和原代人网膜脂肪细胞，产生的肿瘤平均比SKOV3 ip1细胞产生的肿瘤大三倍12().
我们的结果表明脂肪细胞具有增殖优势，并将脂肪酸转移到卵巢癌细胞(). 因此，我们怀疑脂肪细胞和卵巢癌细胞之间的相互作用会导致这两种细胞类型的代谢改变。脂肪组织和收缩肌肉之间的相互作用为卵巢癌细胞和脂肪细胞之间的相互影响提供了类似的生理模型。收缩肌肉的能量由脂肪细胞动员的脂肪酸提供13游离脂肪酸的运输取决于储存的甘油三酯的脂肪分解为游离脂肪酸和甘油。脂肪细胞的脂溶激活通常由β-肾上腺素能受体刺激引起14随后，受体激活引发激素敏感脂肪酶（HSL）和紫苏素a（甘油三酯水解中的速率控制酶）的G蛋白偶联级联并最终磷酸化15和脂滴守门人16分别是。为了了解卵巢癌细胞对脂肪细胞的影响，我们评估了脂肪细胞的代谢。卵巢癌细胞存在时，脂肪细胞释放出更多的游离脂肪酸和甘油17比单独培养的脂肪细胞(). 血脂素信使核糖核酸水平(补充图6a)和HSL磷酸化()在原代人网膜脂肪细胞中也被诱导。此外，β-肾上腺素能受体拮抗剂普萘洛尔部分逆转了卵巢癌细胞诱导的HSL活化(补充图6b). 综上所述，这些发现表明癌细胞可诱导脂肪细胞脂解。
卵巢癌细胞与脂肪细胞共培养可激活脂肪细胞中的脂肪分解和癌细胞中的β-氧化。(a、 b条)游离脂肪酸(一)和甘油释放(b条)在单独培养或单独与SKOV3ip1细胞培养的原代人类脂肪细胞中检测到。Bars报告是指使用来自不同人类受试者样本的网膜脂肪细胞完成的两个实验之一的±s.e.m。(c（c）)用免疫印迹法检测三个不同的人类受试者样本脂肪细胞中的总HSL和磷酸化HSL（Ser660），这些样本分别培养有（+）和（−）SKOV3ip1细胞。(d日)使用共焦显微镜检测SKOV3ip1细胞、脂肪细胞或两者共同培养的p-HSL（绿色）的免疫荧光。箭头表示脂肪细胞（A）（核染色，蓝色）。显示了使用不同人体样本进行的两个实验之一。(e（电子）)与来自三个不同人类受试者样本的（+）和（−）脂肪细胞共培养24小时的SKOV3ip1细胞中总AMPK和p-AMPK的免疫印迹。(（f）)使用共焦显微镜检测SKOV3ip1细胞、脂肪细胞或两者的共培养物中的p-AMPK（Thr172，绿色）的免疫荧光。箭头指向一个癌细胞(C)在图像中（核染色，蓝色）。显示了两个实验中的一个，用不同的人体样本完成。(克)脂肪细胞共培养SKOV3ip1细胞的β-氧化速率(我-肉碱，阳性对照；依托莫西尔，阴性对照）。图形报告是指在指定的时间±s.e.m.进行的三个实验中的一个，使用或不使用不同的人体受试者样本。（h） 单独培养或与脂肪细胞一起培养的SKOV3ip1细胞中速率限制性脂肪酸氧化酶肉碱棕榈酰转移酶1（CPT）和酰基辅酶A氧化酶1（ACOX1）的mRNA表达。Bars报告了相对于3-磷酸甘油醛脱氢酶表达±标准偏差的平均倍数变化。显示了对不同人体样本进行的三个实验之一。
接下来，我们评估了卵巢癌细胞与脂肪细胞共培养后的代谢变化。AMP-activated protein kinase（AMPK）是一种中枢代谢传感器，在磷酸化后，通过抑制脂肪生成和激活β-氧化促进能量生成过程18这种代谢开关由乙酰辅酶A羧化酶（ACC）的磷酸化调节。AMPK或蛋白激酶a对ACC的磷酸化作用19导致其失活且无法抑制肉碱棕榈酰转移酶1（CPT1）。CPT1是以酰基辅酶A的形式调节脂肪酸线粒体输入β-氧化的速率限制酶。SKOV3ip1细胞与人网膜脂肪细胞共培养增加了AMPK的磷酸化()，蛋白激酶A的活性(补充图6c)β-氧化速率(和补充图6d)在卵巢癌细胞中。这与CPT1和酰基辅酶A氧化酶1（β-氧化途径中的第一种酶）mRNA水平的增加平行(). 这些数据表明，脂质代谢的适应使卵巢癌细胞能够依靠脂肪细胞获得的脂质而茁壮成长。
为了了解大网膜脂肪细胞诱导的分子差异，我们使用反相蛋白阵列比较了22例晚期浆液性癌妇女的原发性卵巢癌组织和大网膜转移组织20值得注意的是，网膜转移瘤中十种上调或激活程度最高的蛋白质中有七种(补充图7a)已知的癌细胞生长调节因子（视网膜母细胞瘤蛋白、雷帕霉素的哺乳动物靶点、信号转导子和转录激活子5）和代谢调节因子（磷脂酰肌醇3-激酶、总磷酸化ACC和FABP4）。阵列显示，与原发肿瘤相比，大网膜转移瘤中的总ACC和磷酸化ACC数量显著高于原发肿瘤，这与在富含脂质的大网膜环境中抑制脂肪生成一致(补充图7a–c).
原发性肿瘤和转移性肿瘤中表达变化第三大的蛋白是FABP4。FABP4可逆结合长链脂肪酸并在脂肪细胞中高度表达21,22在原发性卵巢肿瘤中，FABP4表达较低；然而，我们发现FABP4在所有大网膜转移瘤中表达上调，我们通过免疫印迹法验证了这一点(补充图7a、d、e). 对另外20对卵巢原发肿瘤和相应的大网膜转移组织进行免疫组织化学染色比较，结果显示FABP4在脂肪细胞癌细胞界面的卵巢癌细胞中强烈表达(). 相反，我们在远离脂肪细胞癌细胞界面的卵巢癌细胞、网膜转移组织、相应原发性卵巢肿瘤组织或相邻良性卵巢间质中未检测到FABP4染色(). 在转移性人类卵巢癌样本中FABP4的上调可以被模拟在体外; 几种癌细胞系（卵巢、乳腺和结肠）与脂肪细胞共培养诱导FABP4 mRNA表达，表明这种诱导并不局限于卵巢癌细胞(补充图8a).
FABP4在癌细胞与脂肪细胞的相互作用中起着关键作用。(一)在IIIC期晚期浆液性卵巢癌患者（由国际妇产科学联合会分类）的原发性卵巢肿瘤和相应的网膜转移组织的连续切片中对FABP4进行代表性免疫组织化学染色（底部）。H&E染色在顶部图像中。右图是20名受试者FABP4蛋白表达评分的总结，通过免疫组织化学进行评估。在不同的组织分区中进行评分（0、1或2，对应于阴性、弱或强）：良性卵巢间质（A）、卵巢原发性卵巢癌（B）、卵巢癌转移到网膜（C）、卵巢肿瘤细胞与脂肪细胞的界面（Adi）（D）和脂肪细胞（E）。误差线，±标准误差(b条)与原代人网膜脂肪细胞和FABP4抑制剂共培养的SKOV3ip1细胞中脂质积聚（绿色）的共焦显微镜图像（核反染，蓝色）。显示了两个实验中的一个，用不同的人体样本进行。(c（c）)在缺乏或存在FABP4抑制剂的情况下，SKOV3ip1细胞对脂肪细胞的侵袭试验。Bars报告了平均折叠变化±s.e.m。显示了两个实验中的一个，使用两个不同的人体样本。(d日)转移性肿瘤负担工厂4−/−(n个=23）或重量(n个=28）小鼠腹膜内注射ID8小鼠卵巢癌细胞（5×106). 棒材报告指±标准误差(e（电子）)转移性肿瘤负担工厂4−/−(n个=6）或WT(n个=7）小鼠卵巢囊下原位注射ID8细胞90天后。棒材报告指±标准误差(（f）)ID8细胞与内脏脂肪细胞共培养产生的细胞内脂质积聚（绿色）共焦显微镜图像工厂4−/−或WT小鼠脂肪组织（细胞核反染，蓝色）。(克)本文中描述的卵巢癌细胞和脂肪细胞相互作用中发生的代谢变化概述。
人类器官正常组织的FABP4染色显示，FABP4在不同解剖部位（皮下、腹膜、肠系膜、网膜和癌相关网膜组织）的内皮细胞和脂肪细胞中表达，与组织来源无关(补充图8b–d). FABP4已被证明可以调节脂解23，其作用可被小分子抑制剂阻断24当我们添加FABP4抑制剂时25卵巢癌细胞和脂肪细胞的共培养，癌细胞中的脂质积累()脂肪细胞介导的侵袭()大幅减少。然而，使用抑制剂并不能明确脂肪细胞或癌细胞中FABP4的表达对其促肿瘤功能是否重要。因此，卵巢癌肿瘤生长中的aP2基因敲除(工厂4−/−)对小鼠进行评估。工厂4−/−环境因素降低了小鼠的胰岛素抵抗21或基因26诱导性肥胖；然而，FABP4缺乏对肿瘤生长或转移的影响尚未确定。在我们确认脂肪组织中FABP4 mRNA和蛋白表达缺失或存在后工厂4−/−和野生型（WT）小鼠(补充图9a–c)，我们将ID8小鼠卵巢癌细胞腹腔内或原位注射到卵巢囊下。在腹腔内模型中，我们观察到在缺乏FABP4的情况下肿瘤负担显著减轻(). 这与微血管密度（CD31）和肿瘤细胞增殖（Ki-67）的减少相平行，而肿瘤组织中caspase-3的活化没有改变工厂4−/−老鼠(补充图9d)表明宿主FABP4在不影响细胞凋亡的情况下对肿瘤细胞生长很重要。值得注意的是，在更相关的原位模型中，当卵巢癌细胞被注射到卵巢囊下时，我们发现在卵巢癌细胞中很少有转移工厂4−/−小鼠（4±2(Fabp4公司−/−)与181±25（WT）转移性结节相比；). 为了直接测试FABP4在宿主脂肪细胞中的作用，我们用来自工厂4−/−和WT小鼠。培养的ID8细胞中的脂质含量降低工厂4−/−脂肪细胞与WT脂肪细胞培养的脂肪细胞的比较(). 这些数据确定FABP4是卵巢癌细胞与脂肪细胞在宿主体内相互作用的关键介质，并可能通过增加脂质利用率和支持转移而在癌细胞中发挥作用(). 因此，FABP4在治疗腹腔内播散的肿瘤（优先转移到脂肪组织，如卵巢癌、胃癌和结肠癌）方面成为一个很好的靶点。
总之，我们的研究结果表明，脂肪细胞是卵巢癌转移到网膜的主要介质。脂肪细胞通过分泌脂肪因子促进肿瘤细胞最初归巢到网膜。随后，脂肪细胞向癌细胞提供脂肪酸，促进肿瘤快速生长。这种机制可能不仅限于卵巢癌细胞，还为其他类型的恶性细胞的生长提供了理论依据，这些恶性细胞在腹部或富含脂肪的环境中转移（例如在乳腺组织中）。最近的几份报告支持这一概念，认为肿瘤微环境促进乳腺癌细胞的生长，并为发展靶向治疗提供了理论基础，以阻止由微环境推动的癌症新陈代谢27,28.目前对肿瘤脂质代谢的研究主要集中在从头开始肿瘤转化细胞通过糖酵解和谷氨酸水解合成脂肪酸29,30然而，我们的研究表明，肿瘤脂质代谢不仅受肿瘤细胞中遗传和表观遗传变化的调节，还受微环境中脂质的可用性的调节。事实上，脂质代谢，更具体地说，脂肪酸代谢有助于肿瘤的发生31–34最后，FABP4是脂肪细胞和潜在的肿瘤细胞中脂质运输的介质，可能提供有效阻止腹腔内转移和生长的治疗靶点。
