芳烃烃受体通过抑制抗原呈递来促进胰腺导管腺癌的进展

《Journal of Advanced Research》：The aryl hydrocarbon receptor inhibits antigen presentation to promote progression of pancreatic ductal adenocarcinoma

本研究发现肿瘤细胞固有AhR通过PRMT5介导的H4R3me2s表观遗传修饰抑制MHC-I表达，促进PDAC免疫逃逸，联合AhR抑制与免疫检查点阻断、化疗及PRMT5抑制剂显著增强疗效。

　　胰腺导管腺癌（Pancreatic Ductal Adenocarcinoma, PDAC）是全球范围内极具挑战性的恶性肿瘤之一。其五年生存率极低，不到10%，并且绝大多数患者在确诊时已处于晚期，导致治疗难度极大。尽管现代医学在许多其他癌症的治疗上取得了显著进展，但PDAC的治疗仍然面临诸多瓶颈，尤其是在免疫治疗方面。PDAC的一个显著特征是其“冷肿瘤”特性，即肿瘤微环境中缺乏具有杀伤能力的细胞毒性T细胞（Cytotoxic T Lymphocytes, CTLs），这使得PDAC对免疫检查点阻断（Immune Checkpoint Blockade, ICB）等免疫治疗手段响应较差。因此，深入理解PDAC肿瘤细胞内部调控免疫反应的机制，对于开发更有效的治疗策略至关重要。

AhR（芳香烃受体）是一种在多种生物学过程中起关键作用的受体蛋白，它通过感知环境中的代谢物，如色氨酸代谢产物，调控免疫反应和肿瘤发展。已有研究表明，AhR在PDAC患者体内表达水平升高与较差的临床预后密切相关。然而，AhR在肿瘤细胞内的自主功能，特别是其在调控抗肿瘤免疫反应中的作用，仍需进一步研究。本研究通过多种实验方法，揭示了AhR在PDAC中的关键作用机制。

首先，研究人员利用CRISPR-Cas9技术构建了AhR基因敲除的Pan02、B16-F10和Panc-1细胞模型，进一步在裸鼠和C57BL/6J小鼠中建立了皮下肿瘤模型，以评估肿瘤细胞内AhR对抗肿瘤免疫反应的影响。实验结果显示，AhR的缺失显著抑制了PDAC细胞的增殖和肿瘤形成，同时促进了T细胞的浸润。这些结果表明，AhR在肿瘤细胞中可能通过抑制免疫反应来促进肿瘤的发展。

进一步的分子机制研究发现，AhR通过与蛋白精氨酸甲基转移酶5（PRMT5）相互作用，抑制了主要组织相容性复合体I类（MHC-I）基因的表达。AhR与PRMT5的结合减少了染色质的可及性，从而影响了MHC-I的表达和抗原呈递功能。这一过程导致了肿瘤细胞对T细胞的免疫逃逸，使得肿瘤难以被免疫系统识别和攻击。此外，AhR还可能通过调控其他免疫相关基因，如TAP1、B2M等，进一步削弱了肿瘤的免疫原性。

为了验证AhR对免疫检查点阻断、化疗以及PRMT5靶向治疗的协同效应，研究人员对AhR抑制剂CH223191与这些治疗手段的联合使用进行了评估。结果显示，AhR抑制剂与免疫检查点阻断剂、化疗药物或PRMT5抑制剂的联合使用显著增强了抗肿瘤效果。这些结果表明，AhR可能是PDAC治疗中的一个关键靶点，其抑制可能有助于恢复肿瘤微环境的免疫活性，从而提高治疗效果。

本研究还探讨了AhR对MHC-I表达的调控机制。通过转录组测序、ATAC测序、CUT&Tag测序、染色质免疫沉淀（ChIP）和免疫沉淀-质谱（IP-MS）等技术，研究人员发现AhR通过调控组蛋白H4R3的对称二甲基化，影响了MHC-I基因的染色质结构和可及性。这一发现揭示了AhR在肿瘤细胞中通过表观遗传学机制抑制抗原呈递的过程，为PDAC的免疫治疗提供了新的思路。

此外，研究还发现AhR在PDAC患者的肿瘤组织中表达水平显著高于正常胰腺组织，且与较差的生存率相关。这一结果在多种数据库中得到了验证，包括TCGA和GEO数据库。同时，通过免疫组化和免疫荧光分析，研究人员在31例PDAC患者样本中观察到AhR的表达增加，主要集中在细胞核中。这些发现进一步支持了AhR在PDAC中的重要作用。

在机制层面，研究揭示了AhR与PRMT5的相互作用是调控MHC-I表达的关键。通过构建AhR和PRMT5的截断突变体，并进行免疫共沉淀和共定位分析，研究人员确认了AhR与PRMT5在细胞核中的相互作用。这一相互作用通过影响组蛋白的甲基化状态，抑制了MHC-I相关基因的表达，从而削弱了肿瘤细胞的抗原呈递能力。研究还发现，AhR的核定位对于其抑制MHC-I表达的功能至关重要，而PRMT5的抑制则能够增强AhR抑制剂的效果。

本研究的结论表明，肿瘤细胞内的AhR通过与PRMT5相互作用，表观遗传学地抑制了MHC-I的表达，从而促进了PDAC的免疫逃逸。这一发现不仅揭示了AhR在PDAC中的新功能，还为开发针对PDAC的新型联合治疗策略提供了理论依据。AhR-PRMT5-H4R3me2s-MHC-I轴的发现，为理解肿瘤细胞如何通过表观遗传学机制调控抗原呈递提供了新的视角。

研究还探讨了AhR在其他癌症类型中的潜在作用，如结直肠癌、肝癌、胃癌等。在这些癌症中，AhR的表达与较差的预后相关，表明AhR可能在多种癌症的免疫逃逸中发挥作用。此外，PRMT5在多种实体瘤和血液系统肿瘤中表达升高，且与较差的临床结局相关，这提示PRMT5可能是广谱抗癌治疗的潜在靶点。

总的来说，本研究通过一系列实验，揭示了AhR在PDAC中的关键作用机制，即通过与PRMT5的相互作用抑制MHC-I的表达，从而促进肿瘤的免疫逃逸。这一发现为PDAC的治疗提供了新的方向，即通过靶向AhR或PRMT5，增强免疫治疗的效果。此外，研究还表明，AhR抑制剂与免疫检查点阻断剂、化疗药物或PRMT5抑制剂的联合使用可能显著提高PDAC的治疗效果，为未来的临床治疗策略提供了科学依据。