组蛋白乳酸化介导的IGF2BP2上调通过Nrf2增强结直肠癌中对铁死亡（ferroptosis）的抵抗力

《Clinical and Translational Medicine》：Histone lactylation-mediated up-regulation of IGF2BP2 enhances ferroptosis resistance via Nrf2 in colorectal cancer

乳酸通过H3K18la修饰激活IGF2BP2，稳定Nrf2 mRNA增强结直肠癌（CRC）细胞对铁依赖性细胞死亡（ferroptosis）的抵抗，并促进M2巨噬细胞极化形成免疫抑制微环境。体内实验证实该轴加速CRC增殖和转移。抑制乳酸或IGF2BP2可增强ferroptosis敏感性，为CRC治疗提供新靶点。

　　
### 中文解读：乳酸通过IGF2BP2-Nrf2轴增强结直肠癌铁死亡抵抗及免疫抑制微环境

#### 研究背景
结直肠癌（CRC）是全球范围内发病率和死亡率较高的恶性肿瘤之一。尽管已有多种治疗手段，包括手术、化疗和靶向药物，但患者长期生存率仍不理想。近年研究发现，铁死亡作为一种铁依赖性细胞死亡形式，在多种癌症中表现出治疗潜力。然而，CRC细胞通过独特的代谢状态（如糖酵解增强）和表观遗传调控机制，表现出对铁死亡的固有抵抗。乳酸作为糖酵解的终产物，在CRC微环境中显著积累，其调控功能不仅限于代谢，还可能通过表观遗传修饰影响肿瘤进展和免疫微环境。

#### 关键发现与机制解析
1. **乳酸诱导的H3K18la修饰增强IGF2BP2表达**
研究发现，CRC组织中乳酸水平与H3K18la修饰的蛋白表达显著正相关。H3K18la是一种由乳酸诱导的表观修饰，通过激活IGF2BP2的转录，促进其表达。机制上，乳酸通过抑制琥珀酸脱氢酶（SDH）活性，减少ATP生成并增强细胞质中乳酸浓度。这种高乳酸环境促使组蛋白H3K18发生乳酸化修饰，进而招募EP300乙酰转移酶，形成IGF2BP2启动子结合复合物，显著提升IGF2BP2的转录活性。

2. **IGF2BP2稳定Nrf2 mRNA促进铁死亡抵抗**
IGF2BP2作为m6A修饰的识别蛋白，通过结合Nrf2 mRNA的特定位点（AAACT序列），增强其稳定性并促进翻译。Nrf2作为核心抗氧化转录因子，通过上调谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）、NQO1等基因表达，激活抗氧化防御通路，同时抑制促铁死亡基因（如GPX4的反向调控）。此外，Nrf2还通过抑制M1型巨噬细胞的炎症反应，促进M2型巨噬细胞极化，形成免疫抑制微环境。

3. **乳酸-M2巨噬细胞协同促进肿瘤进展**
体外实验表明，乳酸处理显著增强CRC细胞对铁死亡诱导剂（如RSL3）的抵抗，同时通过激活Nrf2信号通路，促进M2型巨噬细胞的分化。这种极化巨噬细胞通过分泌抗炎因子（如IL-10）、促进血管生成和抑制T细胞活性，为肿瘤细胞提供保护伞。体内实验进一步验证，敲除IGF2BP2或抑制乳酸代谢（如使用DCA）可显著减少肿瘤体积和肺转移灶。

#### 实验方法与验证
研究采用多组学策略和体内外模型验证机制：
- **体外实验**：通过CCK-8和克隆形成实验评估细胞增殖能力，使用透射电镜观察线粒体形态变化，结合Western blot和MeRIP-qPCR检测H3K18la、IGF2BP2和Nrf2的表达水平。
- **分子机制研究**：利用ChIP-qPCR分析H3K18la和EP300在IGF2BP2启动子区的富集情况；RNA pull-down和双荧光素酶报告基因验证IGF2BP2与Nrf2 mRNA的相互作用；通过siRNA和CRISPR-Cas9技术敲低IGF2BP2或Nrf2，观察其对铁死亡敏感性和巨噬细胞极化的影响。
- **体内模型**：建立皮下移植瘤和尾静脉转移模型，通过敲除IGF2BP2或过表达Nrf2验证其促肿瘤效应，并评估DCA等乳酸代谢抑制剂的治疗效果。

#### 临床意义与治疗策略
1. **预后标志物**：研究发现，H3K18la和IGF2BP2高表达与CRC患者不良预后（如生存期缩短、高转移风险）显著相关。临床可通过检测这些标志物筛选对铁死亡治疗敏感的患者群体。
2. **靶向治疗潜力**：
- **乳酸代谢调控**：抑制乳酸生成（如DCA、FX-11）或阻断乳酸受体（如GPR81抑制剂3-OBA）可削弱肿瘤免疫抑制微环境。
- **IGF2BP2靶向干预**：开发IGF2BP2降解剂（如CWI1-2）或小分子抑制剂，可有效逆转Nrf2介导的铁死亡抵抗。
- **联合治疗策略**：将铁死亡诱导剂（如RSL3）与Nrf2抑制剂（ML385）或IGF2BP2抑制剂联用，可显著增强抗肿瘤效果。此外，联合免疫检查点抑制剂可能进一步激活抗肿瘤免疫应答。

#### 创新点与局限性
1. **机制创新**：首次揭示乳酸通过H3K18la修饰-IGF2BP2-Nrf2轴同时调控肿瘤细胞铁死亡抵抗和巨噬细胞极化，为理解CRC微环境提供了新视角。
2. **治疗靶点扩展**：除Nrf2/HO-1通路外，提出IGF2BP2作为铁死亡和免疫微环境调控的关键节点，为开发新型靶向药物提供依据。
3. **局限性**：临床样本量较小（n=40），需扩大队列验证标志物特异性；动物模型中未完全模拟人类CRC的异质性，未来需结合患者队列和单细胞分析深入探索分子分型差异。

#### 未来研究方向
1. **多组学整合分析**：结合单细胞转录组和表观组数据，解析乳酸-IGF2BP2-Nrf2轴在不同CRC亚型（如MSI-H和MSI-L）中的异质性。
2. **转化医学应用**：开展临床前研究，评估DCA或IGF2BP2抑制剂联合RSL3的疗效，探索其在新辅助治疗或术后辅助治疗中的应用潜力。
3. **免疫治疗协同**：针对M2巨噬细胞开发靶向疗法（如CD206抗体），与铁死亡诱导剂联用可能实现双重抗肿瘤效果。

#### 结论
本研究首次系统阐明乳酸通过H3K18la修饰调控IGF2BP2-Nrf2轴，驱动CRC细胞铁死亡抵抗及M2巨噬细胞极化，为设计靶向该通路的联合治疗策略提供了理论和实验基础。这一发现不仅揭示了CRC微环境的表观遗传调控新机制，更为克服现有治疗耐药性开辟了新路径。