spi1原癌基因对苯丙氨酰-tRNA合成酶β亚基的下调通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路调控肺腺癌的进展及免疫微环境

《Journal of the Chinese Medical Association》：Phenylalanyl-tRNA synthetase subunit beta downregulation by spi1 proto-oncogene modulates lung adenocarcinoma progression and immune microenvironment via mammalian target of rapamycin pathway

肺腺癌中FARSB通过激活mTOR通路促进肿瘤进展并抑制CD8+ T细胞浸润，SPI1作为转录因子通过下调FARSB表达逆转这一过程，增强抗肿瘤免疫。

　　在肺癌的复杂病理进程中，免疫微环境的调控扮演着至关重要的角色。肺癌的两个主要亚型——肺腺癌（LUAD）和肺鳞状细胞癌（LUSC）——在临床表现和治疗反应上存在显著差异。LUAD因其高度侵袭性和较差的预后，一直是癌症研究的热点。随着对肿瘤免疫机制的深入理解，科学家们发现肿瘤细胞不仅通过直接的增殖和侵袭机制促进疾病发展，还通过多种策略改变周围的免疫微环境，从而削弱免疫系统的攻击能力。这一发现为肺癌治疗提供了新的思路，尤其是在免疫治疗领域。

在这一背景下，研究人员聚焦于一个名为FARSB（苯丙氨酸-tRNA合成酶β亚基）的蛋白质，该蛋白在多种癌症中被发现与疾病进展密切相关，可能成为潜在的治疗靶点。然而，关于FARSB在LUAD中的具体作用，尤其是其对免疫微环境的影响，尚缺乏系统性的研究。因此，本研究旨在通过整合生物信息学分析与实验验证，揭示FARSB在LUAD中的表达特征及其在免疫调节中的潜在机制，进一步探索其作为治疗靶点的可能性。

研究首先通过生物信息学手段分析了FARSB在LUAD组织中的表达情况。利用The Cancer Genome Atlas（TCGA）数据库的数据，研究人员发现FARSB在LUAD组织中的表达显著高于正常肺组织。这一结果表明，FARSB可能在LUAD的发病机制中起着关键作用。进一步的生存分析显示，FARSB表达水平较低的患者具有更好的总体生存率，这提示FARSB的高表达可能与较差的预后相关。为了验证这一发现，研究团队还对多种LUAD细胞系进行了定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）检测，结果再次确认了FARSB在这些细胞中的高表达。此外，通过TIMRE2数据库分析，研究人员发现FARSB的表达水平与CD8+ T细胞的浸润程度呈显著负相关，这意味着FARSB可能在抑制免疫细胞功能方面发挥作用，从而促进肿瘤的免疫逃逸。

接下来，研究团队通过实验手段进一步验证了FARSB在LUAD中的生物学功能。他们使用siRNA技术敲低FARSB的表达，并通过CCK-8实验、EdU染色和流式细胞术检测了细胞活力、增殖和凋亡的变化。结果表明，FARSB的表达下调显著抑制了LUAD细胞的增殖能力，并增强了其凋亡倾向。同时，FARSB的抑制还导致CD8+ T细胞的增殖能力提升，以及IFN-γ、GZMB和TNF-α等关键细胞因子的表达增加，这些细胞因子在T细胞的杀伤功能中起着重要作用。这表明FARSB可能通过抑制免疫细胞的活性，从而削弱其对肿瘤的免疫监视能力，导致肿瘤的持续生长和扩散。

为了更深入地理解FARSB的作用机制，研究团队进一步探讨了其与mTOR信号通路的关系。mTOR是一种高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，参与细胞增殖、存活、代谢和免疫调节等多个生理过程。通过基因集富集分析（GSEA），研究人员发现FARSB的表达差异在LUAD中显著富集于mTOR通路。进一步的Western blot分析表明，FARSB的过表达会促进mTOR及其下游效应分子p70S6K和4EBP1的磷酸化，从而激活该通路。而当mTOR通路被抑制剂Rapamycin阻断后，FARSB对细胞增殖和凋亡的促进作用显著减弱。这说明FARSB通过激活mTOR通路，增强了LUAD细胞的增殖能力并抑制了其凋亡，从而推动了肿瘤的发展。此外，mTOR通路的激活还导致PD-L1表达水平的上升，而PD-L1作为主要的免疫检查点分子，能够与T细胞表面的PD-1结合，抑制T细胞的活性，使肿瘤细胞逃避免疫系统的攻击。因此，FARSB可能通过激活mTOR通路间接促进PD-L1的表达，从而在免疫微环境中形成抑制性氛围，削弱T细胞的抗肿瘤作用。

除了探索FARSB的直接作用，研究团队还关注了其表达调控机制。通过生物信息学分析，研究人员筛选出可能与FARSB表达下调相关的多个转录因子，其中SPI1（Spi1原癌基因）被特别关注。SPI1是一种已知在多种癌症中发挥调控作用的转录因子，通常通过激活靶基因促进肿瘤进展。然而，本研究发现SPI1能够通过转录调控抑制FARSB的表达。通过Pearson相关性分析，研究人员确认了SPI1与FARSB表达之间的显著负相关关系。此外，利用JASPAR数据库预测了SPI1与FARSB启动子区域之间的潜在结合位点，进一步支持了SPI1作为FARSB上游调控因子的可能性。为了验证这一假设，研究团队进行了双荧光素酶报告基因实验和染色质免疫共沉淀（ChIP）分析，结果显示SPI1能够显著降低FARSB启动子区域的转录活性，而这种调控作用在FARSB启动子突变版本中被削弱。这表明SPI1确实通过直接结合FARSB启动子区域，实现对其表达的转录抑制。

为了全面评估SPI1对FARSB表达的影响，研究团队还进行了实验验证。他们通过过表达SPI1并检测其对FARSB表达水平的调控作用，发现SPI1的过表达能够显著降低FARSB的表达。进一步的Western blot分析显示，SPI1的表达上调不仅抑制了FARSB的表达，还对mTOR信号通路产生了抑制作用，这与FARSB的激活作用形成对比。研究团队还通过一系列实验评估了SPI1对LUAD细胞增殖、迁移和侵袭能力的影响，发现SPI1的过表达能够显著抑制这些过程，同时促进细胞凋亡。这表明SPI1不仅能够通过抑制FARSB的表达来减缓肿瘤的生长，还可能通过阻断mTOR通路的激活，减少PD-L1的表达，从而增强CD8+ T细胞的抗肿瘤活性。

此外，研究团队还探讨了SPI1对免疫微环境的调控作用。他们发现，SPI1的过表达能够显著降低PD-L1的表达水平，同时促进CD8+ T细胞的增殖和免疫相关因子的分泌。这些结果进一步表明，SPI1可能通过抑制FARSB的表达，从而阻断mTOR通路的激活，减少PD-L1的表达，进而改善免疫微环境，增强T细胞的抗肿瘤功能。这为LUAD的免疫治疗提供了新的思路，即通过调控SPI1的表达，可能间接增强免疫系统的攻击能力，从而提高治疗效果。

尽管本研究在分子机制和实验验证方面取得了重要进展，但仍存在一些局限性。例如，目前的研究主要基于体外实验和生物信息学分析，缺乏对体内模型的验证。因此，未来的研究可以进一步探索SPI1-FARSB-mTOR轴在体内环境中的作用，例如通过构建基因工程小鼠模型或使用患者来源的异种移植（PDX）模型，以更全面地评估这一轴在肿瘤发生和免疫调节中的具体影响。此外，研究团队还建议未来可以深入探讨FARSB是否通过其他信号通路调控mTOR活性，例如PI3K/AKT通路，这将有助于更全面地理解FARSB在LUAD中的作用机制。

总体而言，本研究揭示了FARSB在LUAD中的重要作用，不仅在促进肿瘤生长方面表现出显著的生物学功能，还在抑制免疫细胞活性方面发挥关键作用。SPI1作为FARSB的转录抑制因子，可能通过调控其表达，从而影响mTOR通路的活性，进而改变PD-L1的表达水平，改善免疫微环境。这些发现不仅为LUAD的治疗提供了新的潜在靶点，也为进一步探索免疫治疗策略提供了理论依据。未来的研究可以结合临床样本和动物模型，进一步验证这些机制的可行性，并推动相关治疗手段的开发与应用。