SGK1缺失通過促進T細胞介導免疫的抵抗，支持肝細胞癌的轉移定植

研究背景

轉移仍是癌癥的一個常見特征，也是大多數癌癥相關死亡的原因。盡管已知原發性腫瘤每天會向循環系統中釋放數千個細胞，但僅有少數細胞能夠存活并形成轉移灶，這表明歸巢至遠處部位并進行定植是轉移級聯反應中的主要瓶頸。成功的轉移定植需要克服來自外界敵對微環境的限制，尤其是免疫監視。播散性腫瘤細胞（DTCs）可被宿主免疫細胞（主要是CD8?T細胞和自然殺傷細胞[NK細胞]）識別并清除。然而，與原發性腫瘤生長過程中的免疫編輯相比，人們對于外滲的腫瘤細胞在轉移定植和生長期間與局部免疫細胞之間的相互作用了解甚少。

研究方法

本研究分別在免疫系統完整與T細胞缺陷的情況下，利用小鼠肝癌轉移模型進行體內CRISPR文庫篩選，使用一個定制的單向導RNA（sgRNA）文庫，該文庫包含人類癌癥中頻繁突變的基因，鑒定出了在轉移定植過程中對腫瘤免疫逃逸至關重要的基因，并采用多種實驗方法深入探究了其內在作用機制。

研究結果

1. T細胞限制DTCs的肺轉移

研究人員靜脈注射不同數量Hepa1-6小鼠肝癌細胞建立癌癥轉移免疫監視模型，并通過活體顯微CT（Micro-CT）監測肺轉移。結果顯示：C57BL/6J小鼠注射少于400萬個細胞時無法形成肺轉移灶，而所有注射200萬個細胞的T細胞缺陷型BALB/c裸鼠均發生肺轉移。通過中和抗體構建T細胞剔除模型證實，剔除CD4? T和CD8? T細胞后，C57BL/6J小鼠肺轉移得以重現，表明T細胞免疫對Hepa1-6細胞轉移定植具有關鍵限制作用。流式細胞術分析顯示，與C57BL/6J小鼠的正常肺組織相比，轉移瘤中CD4? T細胞、CD8? T細胞、調節性T細胞（FoxP3? CD4?）及耗竭性（PD-1?）CD8? T細胞數量顯著增加。

2. 免疫應激下轉移抑制因子的體內CRISPR篩選

基于該肺轉移小鼠模型，通過CRISPR文庫篩選鑒定調控DTCs免疫逃逸的關鍵基因。初步全基因組篩選（覆蓋19,674個基因）顯示：在T細胞缺陷小鼠中成功誘導轉移，但在免疫健全小鼠中未發現顯著富集的基因突變，提示在免疫壓力下難以篩選到轉移驅動基因。為提高篩選效率，進而構建了靶向161個癌癥相關基因的定制文庫（mDriverV1）。注射mDriverV1感染的Hepa1-6細胞后，33%的免疫健全小鼠形成肺轉移灶（n=50），而對照組無轉移發生，證明該策略可有效識別在免疫壓力下促進轉移定植的關鍵基因。

3. Sgk1缺失通過逃逸T細胞介導的清除驅動轉移

通過對野生型（WT）和T細胞缺失小鼠的腫瘤轉移灶進行擴增子測序，并設定sgRNA豐度、多條獨立sgRNA靶向及跨小鼠重復性三重標準篩選候選基因。最終鑒定出共有15個基因（被39條sgRNA靶向）在WT小鼠中富集，9個基因（被32條sgRNA靶向）在T細胞剔除小鼠中富集，其中Sgk1在WT小鼠中評分最高。SGK1是一種在細胞應激中發揮重要作用的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。通過CRISPR技術成功構建了Sgk1-KO的Hepa1-6細胞系并驗證其敲除效率，功能驗證顯示：在免疫健全小鼠中，Sgk1-KO細胞能形成肺轉移灶，而對照組不能；反之，在Sgk1低表達的MC38結腸癌細胞中過表達Sgk1則顯著抑制其肺轉移能力。在T細胞缺失的情況下，注射Sgk1-OE或Vector細胞的小鼠所形成的肺轉移灶數量無顯著差異，表明Sgk1通過調控腫瘤細胞對T細胞介導清除的敏感性來抑制轉移定植。

4. SGK1在轉移灶中表達降低并與不良預后相關

臨床分析表明，SGK1在肝癌肺轉移灶中的mRNA和蛋白表達均顯著低于對應的原發灶，該現象在結直腸癌肝轉移、轉移性乳腺癌和胰腺導管癌中同樣存在。單細胞測序顯示循環腫瘤細胞中SGK1表達亦降低。同時，SGK1高表達與細胞毒性CD8? T細胞浸潤減少、T細胞耗竭比例升高相關。對116例肝癌患者隨訪發現，原發性腫瘤SGK1低表達預示著更短的總生存期和更高的肝外轉移風險，經過多因素分析確認其是獨立預后因素，TCGA數據進一步驗證Sgk1的預后價值適用于多種癌種。

5. 腫瘤細胞中Sgk1的缺失通過干擾TNF-α和IFN-γ信號傳導減輕CD8? T細胞介導的殺傷

敲除Sgk1不影響腫瘤細胞增殖能力，但顯著增強其對CD8? T細胞殺傷的抵抗。這種抵抗作用具有細胞自主性，且依賴于Sgk1的激酶活性——回補野生型Sgk1可恢復敏感性，而激酶失活突變體（S422A）則無效。轉錄組分析顯示，Sgk1缺失或激酶活性喪失會特異性抑制由CD8? T細胞激活的腫瘤壞死因子-α（TNF-α）/核因子κB(NF-κB)和干擾素-γ（IFN-γ）信號通路。機制研究表明，Sgk1通過其激酶活性調控T細胞來源的TNF-α/IFN-γ所介導的殺傷作用：細胞因子刺激可增強其底物NDRG1的磷酸化，而激酶失活型SGK1無法介導此過程，且使細胞對細胞因子殺傷產生抵抗。這些發現證明，Sgk1通過調控TNF-α/IFN-γ信號通路，直接影響腫瘤細胞對CD8? T細胞殺傷的敏感性，其激酶活性是介導該作用的關鍵分子基礎。

6. SGK1激酶活性缺失減弱RIPK1介導的細胞死亡

Sgk1缺失顯著降低了死亡受體介導的RIPK1磷酸化激活，同時Sgk1與RIPK1存在直接相互作用。功能實驗表明，SGK1缺失或RIPK1抑制均能顯著減弱TNF-α誘導的細胞死亡，且同時敲除SGK1與RIPK1不再產生疊加效應。轉錄組分析顯示，SGK1通過調控RIPK1依賴性基因網絡影響IFN-γ應答和TNF-α信號通路。這些結果證明SGK1通過與RIPK1相互作用并調控其磷酸化，從而介導CD8? T細胞誘導的細胞程序性壞死。

7. SGK1-KO轉移性生長將微環境重塑為終末耗竭狀態

SGK1缺陷腫瘤細胞通過重塑免疫微環境實現免疫逃逸。單細胞RNA測序顯示，與對照組相比，Sgk1-KO轉移灶中T細胞比例顯著降低，且CD8? T細胞呈現明顯的耗竭特征：高表達Lag3、Ctla4、Pdcd1等耗竭標志物，而細胞毒性特征（Gzmk、Prf1、Nkg7）顯著減弱。擬時序分析可知，Sgk1-KO轉移灶中的CD8? T細胞主要處于終末耗竭狀態，而對照組則多為祖細胞耗竭狀態。這一發現通過流式細胞術得到驗證，證實Sgk1-KO轉移灶中PD-1?TIM-3?CD8? T細胞顯著富集。綜上可知，SGK1缺失通過誘導CD8? T細胞終末耗竭，塑造了有利于腫瘤免疫逃逸的微環境。

8. Sgk1-KO轉移灶對治療性免疫治療不敏感但對預防性免疫治療敏感

Sgk1-KO轉移灶對免疫檢查點抑制劑（ICI）的治療響應取決于干預時機。在模擬臨床治療（腫瘤注射后3周開始給藥）時，抗PD-1/LAG-3抗體對Sgk1-KO轉移灶無效，但對對照組有效。證明Sgk1缺失的轉移灶對ICIs抵抗，而表達Sgk1的轉移灶對治療性免疫治療有反應。而預防性干預（接種當天給藥）能顯著抑制Sgk1-KO細胞轉移，抗PD-1抗體甚至可實現腫瘤完全消退。這一現象在H22和Hep53.4細胞系中得到驗證。機制分析表明，Sgk1沉默的轉移腫瘤對治療性ICI無效可能與病灶中富集終末耗竭CD8? T細胞有關，而早期干預可有效阻斷轉移定植。

9. SGK1是轉移性HCC患者對ICI應答的預測因子

對11例接受抗PD-1治療的肝癌肺轉移患者分析顯示，治療應答組的腫瘤組織SGK1表達水平顯著高于無應答組，表明SGK1可作為預測免疫檢查點抑制劑療效的潛在生物標志物。

研究結論

本研究揭示體內CRISPR篩選鑒定出Sgk1是抑制肝癌轉移定植的關鍵因子，Sgk1缺失會抑制CD8? T細胞誘導的RIPK1依賴性壞死性凋亡，賦予轉移性腫瘤細胞生存優勢。Sgk1沉默的轉移瘤生長促進終末耗竭CD8? T細胞的浸潤，形成免疫抑制微環境。而這種情況可在腫瘤細胞轉移定植早期階段施用ICIs來逆轉，而晚期治療性干預則因微環境不可逆而失效。臨床分析證實，Sgk1低表達與患者預后不良相關，且其表達水平可作為預測免疫檢查點抑制劑療效的可靠生物標志物。該研究不僅闡明了Sgk1調控腫瘤免疫逃逸的新機制，還為針對癌癥轉移中T細胞免疫抵抗的潛在治療策略提供了寶貴見解。

參考文獻：

Zhang Z, Geng C, Song M, et al. Loss of SGK1 supports metastatic colonization in hepatocellular carcinoma by promoting resistance to T cell-mediated immunity. J Hepatol. 2025;83(2):397-410.

審批編號：CN-174480

有效期至：2026/12/10

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撰寫：Arrival

審校：Arrival

排版：Aurora

執行：Atai

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