免疫治療讓部分癌癥患者重獲新生,但為什么超過半數的患者毫無反應?最新研究發現,腫瘤細胞竟利用一種名為SLC13A3的“分子運輸車”,偷運巨噬細胞分泌的代謝物衣康酸,穿上“反鐵死亡鎧甲”,成功逃避免疫追殺!這項發表于Cancer Cell的重磅研究題為Itaconate transporter SLC13A3 impairs tumor immunity via endowin的研究,不僅解開耐藥謎題,還找到逆轉耐藥的關鍵鑰匙!
一、研究背景
溶質載體家族(SLC)負責物質轉運,包括氨基酸、核苷酸和藥物等。如葡萄糖轉運蛋白(如SLC2A1和SLC2A4)和氨基酸轉運蛋白(如SLC7A11和SLC43A2)。SLC13A3被認為是一種二羧酸鹽和三羧酸鹽代謝物轉運體。衣康酸來源于TCA循環并由烏頭酸脫羧酶1(ACOD1)催化的代謝物,ACOD1催化順式烏頭酸轉化為衣康酸。
二、圖文摘要。完全符合表達有差異,差異影響表型,分子機制,臨床意義和引藥入疾的思路。非常值得學習和借鑒!
三、研究結果
1、腫瘤SLC13A3表達與ICB療效和患者生存率相關(表達有差異,差異影響表型)
研究團隊從臨床數據入手,分析3個接受免疫檢查點抑制劑(ICB)治療的癌癥隊列(轉移性黑色素瘤、肝細胞癌等),發現SLC13A3高表達的腫瘤患者總生存期更短,且對治療反應更差。單細胞測序顯示SLC13A3在轉移性黑色素瘤惡性細胞中高表達,免疫組化結果也證實其在多種腫瘤(如黑色素瘤、胰腺癌)中異常活躍,而在正常組織中幾乎不表達。
2、SLC13A3降低腫瘤免疫原性 (確認表型)
體內實驗證明SLC13A3敲除后,小鼠腫瘤負荷明顯降低,并且增強了CD8+T/CD4+T細胞的活性。但在NSG小鼠(缺乏功能性T/B/NK細胞)中,SLC13A3敲除的B16-F10腫瘤生長與野生型無顯著差異,提升SLC13A3缺失通過激活T細胞介導的免疫應答(IFNγ和TNFα分泌增加),增強抗腫瘤免疫,從而抑制生長。
3、SLC13A3輸入衣康酸保護腫瘤免受鐵死亡(機制探究)
GSEA富集分析顯示,在SLC13A3敲除后,NRF2信號通路和鐵死亡相關等通路顯著富集。且SLC13A3野生型對鐵死亡抵抗明顯,鐵死亡抑制劑能夠逆轉SLC13A3敲除后帶來的腫瘤低負荷。衣康酸能夠促進SLC13A3過表達腫瘤細胞對鐵死亡誘導劑的抵抗,通過同位素標記實驗發現腫瘤細胞通過SLC13A3高效攝入衣康酸,敲除該基因后運輸能力驟降,細胞輸入衣康酸后顯著抵抗鐵死亡。
4、衣康酸激活NRF2-SLC7A11軸促進腫瘤抵抗鐵死亡(分子機制)
4-辛基衣康酸(OI)是一種可透過細胞的衣康酸衍生物,發現OI處理后,GSEA分析顯著富集NRF2信號通路,且SLC7A11表達上調。衣康酸激活了抗氧化主控因子NRF2,其下游靶基因SLC7A11(關鍵胱氨酸轉運體)表達激增,細胞攝取胱氨酸能力增強,促進了谷胱甘肽合成,中和脂質過氧化物進而抵抗鐵死亡。
5、衣康酸通過誘導鐵死亡抵抗促進腫瘤進展
通過敲除Acod1基因 (衣康酸合成關鍵酶),衣康酸減少,腫瘤負荷降低,脂質ROS水平升高,鐵死亡抑制劑逆轉了Acod1敲除帶來的這一現象。且發現TAM高表達Acod1,當特異性敲除巨噬細胞的Acod1基因時,腫瘤生長同樣被抑制。將巨噬細胞條件培養基作用于腫瘤細胞,僅當SLC13A3存在時,才能誘導鐵死亡抵抗。提示腫瘤細胞攝取TAM來源的衣康酸從而抵抗鐵死亡。
6、SLC13A3抑制劑治療ICB耐藥腫瘤并增強腫瘤鐵死亡敏感性(引藥入疾)
研究團隊通過分子對接篩選出小分子抑制劑SLC13A3i ,其能阻斷衣康酸運輸效率達80%,逆轉腫瘤鐵死亡抗性,與PD-L1單抗聯合應用增強腫瘤免疫。
四、總結:該研究從多個臨床ICB隊列療效發現免疫代謝檢查點SLC13A3是衣康酸轉運體,并發現SLC13A3小分子抑制劑,提供了潛在治療藥物方案。但是只評估了巨噬細胞的Acod1(合成),未探究巨噬細胞中SLC13A3的作用(轉運)。腫瘤微環境中多種細胞均可分泌大量代謝產物,從而促進/抑制腫瘤細胞惡性進展。溶質載體超家族SLC轉運體不局限于腫瘤細胞,可以探索其在多種類型細胞中的功能。
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