Cell Mol Immunol丨MORF4L1可作為預(yù)測(cè)HCC患者放療敏感性的潛在生物標(biāo)志物及其分子機(jī)制

肝癌在我國(guó)惡性腫瘤中發(fā)病率位居第四、致死率排第二，是嚴(yán)重威脅國(guó)民健康的重大疾病。放射治療是肝細(xì)胞癌（hepatocellular carcinoma, HCC）重要的局部治療手段之一。然而，盡管放療在HCC的局部控制中發(fā)揮關(guān)鍵作用，其整體療效仍常受腫瘤細(xì)胞的放療抵抗所限制。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，放療抵抗主要與腫瘤細(xì)胞增強(qiáng)的DNA損傷修復(fù)（DNA damage repair, DDR）能力密切相關(guān)，但放療抵抗過(guò)程中DDR如何與腫瘤免疫微環(huán)境相互作用，以及如何通過(guò)靶向干預(yù)逆轉(zhuǎn)這一過(guò)程，目前仍缺乏系統(tǒng)性的研究。

腫瘤細(xì)胞與正常細(xì)胞在DDR機(jī)制上存在顯著差異。腫瘤發(fā)生通常源于細(xì)胞異常增殖，而這一過(guò)程由多種內(nèi)源性和外源性因素共同驅(qū)動(dòng)。盡管DDR的激活在癌前病變階段具有抑制異常增殖的保護(hù)作用，但隨著腫瘤發(fā)生發(fā)展，部分DDR功能逐漸丟失，使這種保護(hù)機(jī)制被破壞。DDR的紊亂不僅導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞基因組不穩(wěn)定性增加，還使其對(duì)殘余DDR通路的依賴性顯著增強(qiáng)，以應(yīng)對(duì)多種內(nèi)外源性DNA損傷。在此基礎(chǔ)上，靶向腫瘤細(xì)胞DDR逐漸成為抗腫瘤治療的新興方向。

近期，復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院杜世鎖/高超/柯愛(ài)武團(tuán)隊(duì)在放射腫瘤學(xué)家曾昭沖教授指導(dǎo)下，在Cellular & Molecular Immunology雜志上以封面論文形式發(fā)表了題為Targeting MORF4L1-mediated DNA repair potentiates RT-induced antitumor immunity via cGAS-STING activation in hepatocellular carcinoma的研究論文。美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)學(xué)者同期發(fā)表述評(píng)，評(píng)價(jià)該研究為肝癌治療帶來(lái)重要的臨床轉(zhuǎn)化潛力。

研究者通過(guò)單細(xì)胞RNA測(cè)序（Single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）和bulk RNA-seq鑒定出死亡因子4樣蛋白1（Mortality factor 4-like protein 1, MORF4L1）是 HCC中關(guān)鍵的 DDR標(biāo)志物。通過(guò)多個(gè)臨床隊(duì)列綜合分析和患者來(lái)源異種移植模型證實(shí)MORF4L1在HCC細(xì)胞中呈高表達(dá)，其表達(dá)水平與患者預(yù)后不良及放療抵抗顯著相關(guān)。

在分子機(jī)制層面，研究者發(fā)現(xiàn)MORF4L1過(guò)表達(dá)增強(qiáng)了HCC細(xì)胞的DNA損傷修復(fù)能力并促進(jìn)放療抵抗。MORF4L1通過(guò)促進(jìn)BRCA2伴侶定位蛋白（Partner and localizer of BRCA2, PALB2）第628位賴氨酸（K628）的乙酰化修飾，抑制其K641泛素化修飾和降解，從而穩(wěn)定PALB2蛋白。PALB2的一個(gè)關(guān)鍵功能是在DNA損傷位點(diǎn)連接BRCA1和BRCA2這兩種主要的乳腺癌易感蛋白。BRCA1通過(guò)啟動(dòng)DNA末端切除反應(yīng)生成ssDNA，隨后促進(jìn)PALB2、BRCA2和RAD51向DNA雙鏈斷裂（Double-strand break, DSB）位點(diǎn)的募集，這對(duì)于同源重組修復(fù)過(guò)程中的鏈侵入和交換階段至關(guān)重要。因此，PALB2定位于DSB處對(duì)于同源重組修復(fù)啟動(dòng)至關(guān)重要。研究者觀察到敲低MORF4L1削弱了在放療處理后PALB2和RAD51與向DSB處的募集。DSB處的組蛋白修飾對(duì)于DNA損傷的識(shí)別、DDR通路的激活以及基因組穩(wěn)定性的維護(hù)至關(guān)重要。通過(guò)染色質(zhì)重塑因子和組蛋白修飾的協(xié)同作用，DSB處形成開(kāi)放的染色質(zhì)區(qū)域并有助于DNA修復(fù)蛋白的募集。MORF4L1可促進(jìn)組蛋白H3K4的乙酰化修飾，進(jìn)而促進(jìn)DDR相關(guān)因子在DSB位點(diǎn)的募集。

阿加曲班是一種由美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)的凝血酶抑制劑，亦被鑒定為MORF4L1的拮抗劑。研究者進(jìn)一步證實(shí)在體外條件下阿加曲班通過(guò)拮抗MORF4L1，以低于抗凝所需濃度的水平抑制DDR，增強(qiáng)HCC細(xì)胞的放射敏感性。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明單獨(dú)使用阿加曲班的抗腫瘤效果有限；然而與放療聯(lián)合使用時(shí)，阿加曲班對(duì)腫瘤生長(zhǎng)的抑制作用顯著優(yōu)于僅使用放療。研究者通過(guò)RNA-seq、流式細(xì)胞術(shù)、基因工程小鼠和交叉呈遞實(shí)驗(yàn)證實(shí)MORF4L1拮抗劑阿加曲班與放療聯(lián)合應(yīng)用可通過(guò)激活環(huán)狀GMP-AMP合成酶（Cyclic GMP-AMP synthase, cGAS）-干擾素基因刺激因子（Stimulator of interferon genes, STING）信號(hào)通路增強(qiáng)抗腫瘤免疫應(yīng)答。盡管放療聯(lián)合阿加曲班治療能夠誘導(dǎo)強(qiáng)大的抗腫瘤免疫反應(yīng)，但PD-L1、CTLA-4和TIM3等免疫檢查點(diǎn)分子的上調(diào)可能會(huì)削弱腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞的抗腫瘤活性。這一發(fā)現(xiàn)提示，將免疫治療與放療及阿加曲班聯(lián)合應(yīng)用可能產(chǎn)生協(xié)同作用。為驗(yàn)證這一假設(shè)，研究者進(jìn)一步開(kāi)展了聯(lián)合抗PD-L1抗體的研究。結(jié)果表明，與單一使用抗PD-L1抗體或放療聯(lián)合阿加曲班/抗PD-L1的雙重治療相比，抗PD-L1抗體聯(lián)合放療及阿加曲班的三聯(lián)療法展現(xiàn)出更優(yōu)異的抗腫瘤效果。

美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)科學(xué)與病理生物學(xué)系的 Tamalika Paul等人發(fā)表述評(píng)，指出本研究揭示了癌癥中 DNA 修復(fù)異常與免疫系統(tǒng)激活之間的關(guān)鍵聯(lián)系。從臨床角度看，該研究提示，在聯(lián)合免疫檢查點(diǎn)阻斷（本研究中為靶向 PD-L1）時(shí)，免疫系統(tǒng)激活的“空間（where）”與“時(shí)間（when）”同樣至關(guān)重要。研究表明，在治療早期即引入 PD-L1 阻斷，可能有助于避免長(zhǎng)期干擾素暴露所導(dǎo)致的不良后果，例如免疫衰竭以及隨之而來(lái)的 PD-L1 進(jìn)一步上調(diào)。該策略的實(shí)際價(jià)值可能依賴具體腫瘤情境，因此仍需更深入的機(jī)制研究加以闡明。總體而言，本研究及其他相關(guān)工作均提示，治療策略應(yīng)當(dāng)從“持續(xù)性激活 STING”轉(zhuǎn)向?qū)?cGAS–STING 通路進(jìn)行更加精準(zhǔn)的調(diào)控，例如通過(guò)調(diào)節(jié) cGAMP 的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)控制細(xì)胞可利用的 DNA。將這一策略與其他具有協(xié)同效應(yīng)的治療手段（如免疫檢查點(diǎn)抑制）相結(jié)合，未來(lái)有望為 HCC 乃至其他難治性腫瘤提供更加可行且具有轉(zhuǎn)化潛力的治療路徑。

該論文的研究工作得到復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院肝癌研究所支持，復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院曾昭沖教授的指導(dǎo)。復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院杜世鎖教授，高超助理研究員，柯愛(ài)武副研究員為論文共同通訊作者；復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院王四維博士，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)浙江省腫瘤醫(yī)院洪煒?shù)h博士，復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院博士研究生黃意嵐，鄭懿民博士為論文共同第一作者。

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41423-025-01351-1

制版人：十一

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