《科学》子刊:中国科学家揭秘IL-18促肝癌的“作案团伙”!

学术   2024-09-27 17:32   北京  

*仅供医学专业人士阅读参考


IL-18最初以一种“正面”的形象出现在我们的视野中,这是因为它可以增强T细胞和NK细胞的免疫功能。然而近年来,不断有研究显示,IL-18似乎没有表面看起来那么正派,它也可以通过激活NF-κB通路,来促进肿瘤进展和免疫逃逸。只不过,这背后的机制,我们还不得而知。


近期,中山大学附属第一医院王子洋/何伟玲团队、珠海市人民医院陆骊工团队、广州大学王雄军团队联合发表了一篇研究,他们发现,长链酰基辅酶A合成酶6(ACSL6)是IL-18介导肝癌进展和免疫逃逸的关键因子


具体来说,他们发现,IL-18会使ACSL6 S674点位磷酸化(ACSL6 pS674)和细胞膜异位。而ACSL6 pS674可通过促进IL-18受体(IL18R1-IL18RAP)异二聚体的稳定形成,激活了IL-18R1/NF-κB信号通路,进一步上调了多种促癌基因的表达,最终促进了肝癌的生长和转移


此外,研究还发现,ACSL6 pS674还可以通过招募肿瘤相关的中性粒细胞(TANs)和巨噬细胞(TAMs),来抑制肿瘤浸润性CD8阳性T细胞的活性,进而导致肿瘤免疫逃逸。而抑制ACSL6的磷酸化则可以改善这一现象,并增强抗PD-1抗体的治疗效果。


这一看,IL-18就像一个敌特,需要跟ACSL6这个接头的合作,才能完成偷摸给癌细胞传递消息(NF-κB通路)的任务啊。


研究发表在《科学·进展》上[1]。



论文首页截图


既往有研究显示,参与脂肪酸分解和合成的关键酶,ACSL,其表达上调与包括肝癌在内的多种癌症有关。而上文也提到,IL-18能介导肿瘤进展和免疫逃逸。基于此,研究人员想知道,在肝癌进展和免疫逃逸过程中,IL-18和ACSL之间是否存在某种关联。


鉴于ACSL家族成员众多,研究人员先是利用基因表达数据库分析了多种ACSL在肝癌组织和相邻正常肝组织中的表达情况,结果发现,ACSL6在肝癌组织中的表达水平明显上调,且与患者的不良预后相关。


ACSL6在肝癌组织中表达上调


随后的体外研究显示,敲除ACSL6能明显抑制肝癌细胞的增殖和迁移,反之,过表达ACSL6则会促进肝癌细胞的增殖和迁移。更重要的是,ACSL6的促癌作用与其代谢酶活性无关(过表达酶活性丧失突变型ACSL6能恢复ACSL6敲除对肝癌细胞增殖和迁移的抑制作用)。同样,研究人员也在小鼠体内也观察到了以上现象。


体外实验


接下来,研究人员探究了ACSL6促进肝癌进展的机制。利用质谱分析,研究人员在5种与ACSL6相互作用的蛋白质中发现,IL-18R1与ACSL6之间的相互作用最强。随后的免疫共沉实验显示,IL-18R1与ACSL6之间的相互作用发生在细胞膜上。


IL-18R1与ACSL6之间的相互作用


进一步,机制上,通过磷酸化位点突变、激酶抑制剂与肝癌细胞共培养等一系列实验,研究人员发现,IL-18可激活激酶ERK2,并诱导ACSL6在S674位点发生磷酸化。


ACSL6 pS674随后易位至细胞膜,在那里与IL-18R1结合,并促进IL18R1-IL18RAP异二聚体的稳定形成,实现了IL-18/IL-18R1/NF-κB信号通路的传导,进一步上调了多种促癌基因(如与肿瘤生长迁移有关基因GADD45B和MMP3)的表达,最终促进了肝癌的生长和转移。


研究机制图


研究还发现,ACSL6 pS674可以通过激活IL-18R1/NF-κB信号通路,上调趋化因子CXCL1和CXCL5的表达,并促进TANs和TAMs的招募,来抑制肿瘤浸润性CD8阳性T细胞的活性,进而导致肿瘤免疫逃逸。


最后,通过抑制ACSL6磷酸化,研究人员发现,无论是敲除ACSL6还是对ACSL6的S674位点进行突变(rAcsl6 S674A),均可以增强抗PD-1抗体的疗效,表现为肿瘤浸润的CD8阳性T细胞数量的增加,以及TANs和TAMs数量的减少。此外,临床样本分析也发现,ACSL6 pS674水平与NF-κB信号和CXCL1表达正相关,与患者预后负相关。


总之,该研究揭示了IL-18是靠与ACSL6合作,来实现NF-κB信号通路的传导,进而促进了肝癌进展和免疫逃逸。这一结果也为未来肝癌的治疗提供了新的思路。


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参考文献:

[1]Di Y,Wang Z,Xiao J,Zhang X,Ye L,Wen X,Qin J,Lu L,Wang X,He W.ACSL6-activated IL-18R1-NF-κB promotes IL-18-mediated tumor immune evasion and tumor progression.Sci Adv.2024 Sep 20;10(38):eadp0719.

本文作者丨张金旭

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