肝細胞癌(HCC)免疫治療面臨響應(yīng)率低的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。作為腫瘤標志性特征,代謝重編程中多胺代謝的異常改變與HCC進展密切相關(guān),但其調(diào)控免疫治療療效的具體機制仍不明確。目前雖有多胺代謝影響腫瘤發(fā)展的研究,但缺乏多胺外排直接參與人類癌癥免疫調(diào)控的實驗證據(jù)。此外,HCC的免疫微環(huán)境復(fù)雜,腫瘤相關(guān)巨噬細胞(TAMs)在其中扮演著重要角色,但它們?nèi)绾瓮ㄟ^代謝途徑影響腫瘤進展和免疫治療效果的具體機制尚未完全闡明。
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2025 年 6 月,中山大學(xué)鄺棟明教授、陳東萍副教授團隊在 Cell 子刊 Immunity 上發(fā)表了題為:Efflux of N1-acetylspermidine from hepatoma fosters macrophage-mediated immune suppression to dampen immunotherapeutic efficacy的研究論文。本研究首次系統(tǒng)揭示了N1-乙酰亞精胺(N1-Ac-Spd)介導(dǎo)肝癌免疫治療耐藥的全新機制,創(chuàng)新性地將多胺代謝異常與免疫抑制微環(huán)境形成相聯(lián)系,闡明了代謝重編程調(diào)控免疫細胞功能的分子基礎(chǔ),并驗證了SAT1/CCL1作為可干預(yù)治療靶點的轉(zhuǎn)化價值。
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發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象:首先,為了確定HCC中的代謝特征,作者進行了肝癌組織與血漿中多胺代謝物的HPLC-MS分析,發(fā)現(xiàn)N1-Ac-Spd在腫瘤組織中特異性高表達,且其血漿水平與腫瘤惡性程度呈正相關(guān)。進一步通過ssGSEA分析TCGA和GEO數(shù)據(jù)集,發(fā)現(xiàn)多胺代謝通路在肝癌中顯著激活。動物實驗證實,外源性N1-Ac-Spd能促進腫瘤生長并降低PD-L1抑制劑療效,而敲除其轉(zhuǎn)運蛋白SLC3A2則能逆轉(zhuǎn)這一效應(yīng)。臨床數(shù)據(jù)分析顯示,高血漿N1-Ac-Spd水平與PD-1治療耐藥顯著相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)揭示了N1-Ac-Spd通過調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境導(dǎo)致免疫治療耐藥的分子機制。
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機制解析:接著,為了研究N1-Ac-Spd的合成機制,作者進行了SAT1表達分析和功能驗證實驗。通過qPCR和免疫印跡檢測肝癌組織,發(fā)現(xiàn)SAT1在腫瘤中高表達且與N1-Ac-Spd水平正相關(guān)。體內(nèi)實驗證實,沉默SAT1可降低N1-Ac-Spd含量并抑制腫瘤生長,而過表達SAT1則產(chǎn)生相反效果,表明SAT1是調(diào)控N1-Ac-Spd合成的關(guān)鍵酶。
為了研究腫瘤微環(huán)境中N1-Ac-Spd的調(diào)控機制及其免疫調(diào)節(jié)作用,作者首先通過免疫熒光和ELISA技術(shù)發(fā)現(xiàn),HLA-DRhi腫瘤相關(guān)巨噬細胞通過分泌TNF-α激活肝癌細胞ERK/JNK信號通路,顯著上調(diào)SAT1表達并促進N1-Ac-Spd外排。通過特異性抑制劑處理實驗證實,阻斷TNF-α/ERK/JNK信號可有效抑制這一過程。隨后,作者采用RNA測序和磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)分析發(fā)現(xiàn),外排的N1-Ac-Spd通過電荷依賴性方式激活巨噬細胞內(nèi)SRC/SYK/BTK信號通路,誘導(dǎo)CCL1+免疫抑制性巨噬細胞極化。免疫熒光共定位分析進一步顯示,這類CCL1+巨噬細胞與SAT1高表達的腫瘤細胞在空間分布上具有顯著相關(guān)性。
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功能驗證:最后,為了研究CCL1+巨噬細胞對腫瘤免疫治療的調(diào)控作用,作者首先通過體內(nèi)功能實驗進行了系統(tǒng)驗證。采用siRNA特異性沉默巨噬細胞CCL1表達后,發(fā)現(xiàn)腫瘤內(nèi)Tregs浸潤顯著減少,同時CD8+T細胞的殺傷功能明顯增強。進一步聯(lián)合PD-L1抑制劑治療顯示,CCL1沉默可顯著提升免疫治療效果。隨后,通過單細胞RNA測序和免疫熒光共定位分析,作者發(fā)現(xiàn)CCL1通過結(jié)合Tregs表面CCR8受體介導(dǎo)其腫瘤浸潤,這些Tregs高表達FOXP3和免疫抑制分子。臨床隊列分析證實,CCL1與FOXP3表達呈正相關(guān),且雙陽性患者預(yù)后最差。這些結(jié)果闡明了CCL1-CCR8軸在免疫抑制微環(huán)境形成中的關(guān)鍵作用。
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本研究揭示了肝癌中N1-乙酰亞精胺(N1-Ac-Spd)通過“巨噬細胞-TNF-α-SAT1/N1-Ac-Spd-SRC-CCL1-Tregs”級聯(lián)通路介導(dǎo)免疫抑制的新機制。實驗證實N1-Ac-Spd通過激活SRC信號誘導(dǎo)CCL1+巨噬細胞極化并招募Tregs,導(dǎo)致PD-1治療耐藥,而靶向該通路可顯著增強免疫治療效果,為肝癌聯(lián)合免疫治療提供了新靶點。
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