12月5日，中國科學院上海營養(yǎng)與健康研究所尹慧勇研究組在國際學術(shù)期刊Hepatology在線發(fā)表了題為“ALDOB/KAT2A Interactions Epigenetically Modulate TGF-β?Expression And T Cell Functions in Hepatocellular Carcinogenesis”的合作研究成果，揭示了肝癌組織中腫瘤細胞果糖-1，6-二磷酸醛縮酶B（ALDOB）的缺失通過表觀遺傳調(diào)控促進TGF-β的轉(zhuǎn)錄表達，進而引起肝癌微環(huán)境中效應(yīng)T細胞的耗竭，促進肝細胞癌的新機制。
肝細胞癌（Hepatocellular Carcinoma, HCC）是世界上發(fā)病率和死亡率最高的腫瘤之一，其發(fā)病率和死亡率分別位列第六位和第四位。轉(zhuǎn)化生長因子-β（Transforming Growth Factor β, TGF-β）作為腫瘤免疫微環(huán)境中重要的免疫信號分子，可以和細胞表面的TGF-β受體相結(jié)合，激活經(jīng)典的SMAD信號通路以及MAPK、PI3K等其他信號通路，影響腫瘤微環(huán)境中腫瘤細胞和免疫細胞功能，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中扮演著重要的角色。在HCC的發(fā)生發(fā)展過程中，腫瘤微環(huán)境中腫瘤細胞與免疫細胞的互作影響肝癌免疫應(yīng)答的分子機制仍不清楚。
果糖-1，6-二磷酸醛縮酶B（ALDOB）作為糖酵解過程中的重要代謝酶，其表達隨著肝癌的發(fā)生發(fā)展而逐漸降低，ALDOB表達下調(diào)可能引起腫瘤細胞代謝重構(gòu)并促進肝癌。研究組前期研究發(fā)現(xiàn)ALDOB表達下降可以促進磷酸戊糖途徑（Pentose Phosphate Pathway, PPP）決速酶6-磷酸葡萄糖脫氫酶（G6PD）（Li et al, Nature Cancer, 2020）和蛋白激酶AKT的活性（He et al, Plos Biology, 2020），導致肝癌細胞的糖酵解及PPP代謝增強；同時ALDOB表達下調(diào)也可以促進胰島素受體（Insulin Receptor, IR）的磷酸化及IR入核，進而上調(diào)肝癌細胞脂代謝并促進肝癌的發(fā)生發(fā)展（Liu et al, Hepatology, 2021）。有意思的是，最近研究組與中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心高棟研究組等的一項合作研究發(fā)現(xiàn)GLUTI/ALDOB/G6PD軸也影響胰腺癌的化療效果（Li et al, Cell Reports Medicine, 2023）。然而，肝癌腫瘤細胞ALDOB的表達如何影響腫瘤免疫微環(huán)境及具體機制仍需進一步研究。
本研究從臨床樣本出發(fā)，對肝癌病人的腫瘤組織進行流式細胞分析和Western?Blot檢測，發(fā)現(xiàn)ALDOB的表達和CD8+?T細胞的浸潤呈顯著負相關(guān)，即腫瘤組織ALDOB的下調(diào)表達反而增加CD8+?T 細胞浸潤；進一步對肝癌組織內(nèi)CD8+?T細胞中的PD1、CTLA-4免疫抑制分子進行流式檢測，發(fā)現(xiàn)這些CD8+ T細胞處于免疫耗竭的狀態(tài)，提示腫瘤細胞ALDOB的表達影響肝癌免疫微環(huán)境。為了尋找ALDOB表達降低導致CD8+ T耗竭的原因，研究人員利用Aldob肝臟特異性敲除小鼠和全身敲除小鼠構(gòu)建肝臟原位腫瘤模型，對小鼠腫瘤組織中的免疫細胞進行流式檢測，發(fā)現(xiàn)在Aldob敲除小鼠的腫瘤組織中，Treg細胞數(shù)量顯著增加；同時，在小鼠肝癌細胞Hepa1-6構(gòu)建的皮下腫瘤模型中發(fā)現(xiàn)Treg細胞在Aldob敲低的皮下腫瘤組織中的數(shù)目更多。為了尋找ALDOB表達降低增加Treg細胞的原因，通過對腫瘤細胞進行轉(zhuǎn)錄組測序分析，發(fā)現(xiàn)ALDOB表達降低可以促進TGF-β的表達；體內(nèi)注射Anti-TGF-β抗體可以顯著緩解ALDOB表達下降而導致的Treg細胞數(shù)目增加。進一步的機制研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細胞ALDOB的表達下降可以增加細胞內(nèi)組蛋白H3K9的乙酰化。通過ChIP-qPCR和CUT-TAG檢測發(fā)現(xiàn)，ALDOB低表達可以促進TGFB1基因啟動子區(qū)域的H3K9乙酰化，進而增加TGFB1的轉(zhuǎn)錄表達。核質(zhì)分離實驗表明，ALDOB可以進入細胞核與組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶KAT2A相互結(jié)合，進而抑制其對H3K9的乙?；?；敲低KAT2A的表達或抑制KAT2A活性均可下調(diào)TGF-β表達，提示ALDOB通過KAT2A調(diào)控TGF-β的轉(zhuǎn)錄表達。同時，在小鼠模型中利用Anti-TGF-β和Anti-PD-1可以協(xié)同增加由于ALDOB下調(diào)引起的肝癌；肝癌病人ALDOB與TGF-β的表達與其預(yù)后相關(guān)。
綜上，本論文發(fā)現(xiàn)肝癌細胞內(nèi)ALDOB可以入核與KAT2A相互結(jié)合，抑制TGFB1啟動子區(qū)域H3K9的乙?；档?em>TGFB1轉(zhuǎn)錄表達，從而降低腫瘤組織內(nèi)Treg細胞的數(shù)量和維持肝癌的免疫微環(huán)境中CD8+ T細胞的功能；相反，腫瘤細胞ALDOB的丟失不僅可以通過代謝重構(gòu)上調(diào)糖酵解、PPP以及TCA，生成大量的乙酰輔酶A，促進腫瘤細胞糖脂代謝，還可以解除對KAT2A活性的抑制，增加H3K9的乙?；⑸险{(diào)TGF- 表達，影響CD8+ T細胞和Treg細胞的數(shù)量和功能，促進肝癌。本研究發(fā)現(xiàn)了糖酵解內(nèi)的重要代謝酶ALDOB通過進入細胞核表觀調(diào)控TGFB1基因的表達，從而影響肝癌免疫微環(huán)境免疫應(yīng)答的全新分子機制，為肝癌的免疫治療提供潛在新策略。
中國科學院上海營養(yǎng)與健康研究所與上?？萍即髮W聯(lián)合培養(yǎng)博士生陰春兆，海軍軍醫(yī)大學附屬東方肝膽外科醫(yī)院張存圳為該論文的共同作者。中國科學院上海營養(yǎng)與健康研究所、香港城市大學生物醫(yī)學系尹慧勇教授，中國科學院上海營養(yǎng)與健康研究所陶用珍副研究員，海軍軍醫(yī)大學附屬東方肝膽外科醫(yī)院李楠主任為該論文的共同通訊作者。該研究得到了國家科技部重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金委、上海市科委和香港城市大學的基金以及深圳醫(yī)學研究專項等資助，同時得到中國科學院營養(yǎng)與健康研究所所級公共技術(shù)中心以及緹基（北京）科技有限公司（TG公司）的支持。該研究還得到了中國科學院上海營養(yǎng)與健康研究所秦駿研究員團隊及上海交通大學仁濟醫(yī)院內(nèi)分泌科李圣賢副主任醫(yī)師等的大力支持。
ALDOB通過KAT2A調(diào)控TGF-β轉(zhuǎn)錄表達進而影響HCC免疫微環(huán)境的機制圖
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