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为解决索拉非尼治疗晚期 HCC 的耐药问题，北京大学研究人员开展索拉非尼对 MDSCs 影响的研究。结果发现索拉非尼经 PPARα 介导 FAO 增强 MDSCs 功能致耐药。该研究为肝癌治疗提供新思路，值得科研人员一读。
肝癌，这个隐匿的健康杀手，在全球范围内肆意横行。它不仅是世界上第六大常见癌症，更是癌症相关死亡的第四大主因。据预测，到 2030 年，它极有可能跃居癌症致死排行榜的第三位。在肝癌众多的类型中，肝细胞癌（HCC）最为常见，约占原发性肝癌病例的 90% 。对于那些被诊断为晚期 HCC 的患者来说，全身治疗往往是他们延长生命的最后希望，而索拉非尼（Sorafenib）作为晚期 HCC 的一线治疗药物，曾给患者带来过曙光。
索拉非尼就像一位多面手，它能通过靶向多个目标发挥作用。一方面，它能瞄准肝细胞生长因子受体（c-Met）、血管内皮生长因子受体（VEGFR）和血小板衍生生长因子受体（PDGFR），抑制肿瘤血管生成；另一方面，它还能阻断 Ras/Raf/MEK/ERK 信号通路，直接抑制肿瘤细胞的生长。然而，这位抗癌 “战士” 却遇到了难题 —— 索拉非尼的低响应率和不良反应，让它在抗癌战场上的表现大打折扣。更糟糕的是，它还会促使骨髓来源的抑制细胞（MDSCs）增多。MDSCs 就像是肿瘤的 “帮凶”，它能抑制免疫系统，帮助肿瘤细胞逃脱免疫监视，这也成为索拉非尼耐药的重要原因之一。
尽管人们已经知道肿瘤免疫微环境对索拉非尼疗效有影响，但具体机制却一直是个谜。尤其是索拉非尼如何调节 MDSCs 的代谢活动，更是鲜为人知。为了揭开这些谜团，北京大学的研究人员在《Molecular Cancer》期刊上发表了题为 “Sorafenib promotes myeloid-derived suppressor cell function via PPARα-mediated fatty acid oxidation and reduces the efficacy of sorafenib in hepatocellular carcinoma” 的论文。研究发现索拉非尼会通过促进 PPARα 介导的脂肪酸氧化（FAO）来增强 MDSCs 的功能，进而加剧索拉非尼耐药。这一发现不仅为肝癌治疗中的饮食管理提供了重要参考，还为提高肝癌治疗效果开辟了新的方向。
为了深入探究索拉非尼与 MDSCs 之间的复杂关系，研究人员采用了多种技术方法。在细胞和动物实验方面，他们建立了多种小鼠肝癌模型，如皮下肿瘤模型和原位肝癌模型，以此模拟肝癌的发生发展过程；运用流式细胞术来分析细胞的各种特征，就像给细胞做了一次全面的 “体检”；利用免疫组化技术，能直观地观察到细胞和组织中的特定蛋白；RNA 测序则帮助研究人员了解基因的表达变化，探寻背后的分子机制。在数据分析方面，通过生物信息学分析对测序数据进行深入挖掘，找出关键的基因和信号通路。这些技术方法就像一套精密的 “组合拳”，为研究提供了有力的支持。
索拉非尼显著抑制肿瘤进展
研究人员首先关注索拉非尼对小鼠肝癌的治疗效果。他们给携带 Hepa1-6 和 H22 肿瘤的小鼠每天使用索拉非尼，持续两周。结果令人惊喜，索拉非尼就像给肿瘤生长按下了 “减速键”，Hepa1-6 和 H22 肿瘤的生长明显减缓，肿瘤的形态和重量都大幅下降。不仅如此，接受索拉非尼治疗的小鼠总体生存期也显著延长。从微观层面看，癌细胞中 Ki-67 的表达降低，这意味着癌细胞的增殖速度变慢了；同时，肿瘤细胞的凋亡增加，就像癌细胞在索拉非尼的攻击下开始 “自毁”。此外，肿瘤组织中 CD31 的表达减少，表明肿瘤血管生成受到抑制，肿瘤获取营养的 “通道” 被切断了。这些结果充分展示了索拉非尼在抑制肿瘤进展方面的强大能力。
索拉非尼通过 CCR2 介导的趋化作用增加肿瘤中 MDSCs 的浸润
索拉非尼在抑制肿瘤的同时，是否会对免疫系统产生影响呢？研究人员通过流式细胞术分析发现，索拉非尼治疗后，肿瘤和循环血液中的 CD11b?Gr1? MDSCs 显著增加，而且这些 MDSCs 表面的 PD-L1 表达也升高，这表明它们的免疫抑制活性增强了。为了进一步探究其机制，研究人员构建了原位肝癌模型，结果发现无论是在野生型小鼠还是 Rag2?/?小鼠中，索拉非尼治疗都导致肿瘤中 MDSCs 的比例显著增加。同时，他们还发现 CCR2 在索拉非尼处理后的 MDSCs 中高表达。通过 Transwell 实验证实，CCR2 在 MDSCs 向肿瘤微环境的迁移中起着关键作用。更有趣的是，当使用 CCR2 拮抗剂阻断 CCR2 时，肿瘤的生长和体重减轻都得到了缓解，而且索拉非尼与 CCR2 拮抗剂联合使用时，能协同抑制肿瘤进展，这说明 CCR2 是 MDSCs 在肿瘤中积累的关键趋化因子。
索拉非尼增强 MDSCs 的免疫抑制功能并阻碍其向巨噬细胞分化
MDSCs 是一个高度异质的细胞群体，包括粒细胞 / 多形核 MDSCs（PMN-MDSCs）和单核细胞 MDSCs（M-MDSCs）。研究人员发现，索拉非尼处理后，M-MDSCs 在血液、脾脏和肿瘤中的分布增加，而在骨髓中没有明显变化，这表明索拉非尼不会干扰 MDSCs 的发育，但会抑制它们向终末分化的髓系细胞（如巨噬细胞）分化。在功能上，索拉非尼能增加 MDSCs 中 Arg1、IL-10 和 TGF-β1 的产生，这些都是 MDSCs 激活的标志。而且，索拉非尼还会抑制 CD8? T 细胞的功能，降低其分泌的 GZMB、TNF-α 和 IFN-γ 等细胞因子的水平，抑制 T 细胞的增殖。从整体上看，索拉非尼通过增强 MDSCs 的免疫抑制功能，阻碍其向巨噬细胞分化，从而削弱了机体的抗肿瘤免疫反应。
PPARα 可能参与调节 MDSCs 中 FAO 相关信号通路
索拉非尼为什么会让 MDSCs 的抑制能力变强呢？研究人员对索拉非尼处理后的 MDSCs 进行了 RNA 测序分析。结果发现，索拉非尼处理后的 MDSCs 与对照组相比，基因表达有显著差异，脂肪酸代谢和氧化磷酸化相关的信号通路被激活。进一步通过单细胞测序分析，根据 PPARα 的表达状态，研究人员将 MDSCs 分为 PPARα 高表达（PPARαhi）和低表达（PPARαlow）两个亚群。他们发现 PPARαhi MDSCs 中与 FAO 和氧化磷酸化相关的基因表达更高，而且 PPARα 与 CSF1R 的表达呈负相关，PPARαhi MDSCs 的抑制功能更强。这些结果表明，PPARα 可能在调节 MDSCs 的代谢和功能中发挥着重要作用。
索拉非尼通过上调 PPARα 促进 MDSCs 的 FAO
在肿瘤微环境中，脂肪酸是 MDSCs 的重要能量来源。研究人员发现，索拉非尼处理后的肿瘤浸润 MDSCs 中，CD36（一种游离脂肪酸转运体）的表达显著增加，这意味着 MDSCs 摄取脂肪酸的能力增强了。实验也证实，索拉非尼处理后的 MDSCs 对脂肪酸的摄取能力更高，线粒体膜电位也更高，这表明索拉非尼能促进 MDSCs 的 FAO。从分子机制上看，索拉非尼能诱导 CPT1α 和 ACOX1 等 FAO 关键信号分子的表达，同时上调 PPARα 的表达。而且，使用 PPARα 或 FAO 抑制剂能逆转索拉非尼对 MDSCs 功能的增强作用，这进一步证明索拉非尼通过上调 PPARα 促进 MDSCs 的 FAO，进而增强其抑制功能。
预测 PPARα 负向调节 MDSCs 向巨噬细胞分化的潜在转录调控机制
PPARα 不仅能调节脂肪酸代谢，还是重要的转录调节因子。研究人员利用 R 包 SCENIC 预测转录因子及其靶基因，发现 PPARαlow MDSCs 中 SPI1、MAPK10 和 ATF5 等转录因子的表达显著高于 PPARαhi MDSCs。进一步分析发现，SPI1 与 MDSCs 向巨噬细胞的分化有关，而且 PPARα 与 SPI1 的表达呈负相关。通过公共数据库预测和分析，研究人员还发现 PPARα 可能通过调节 SPI1 来影响 CSF1R 的表达，而 CSF1R 与巨噬细胞分化密切相关。这一系列结果揭示了 PPARα 负向调节 MDSCs 向巨噬细胞分化的潜在转录调控机制。
索拉非尼通过 PPARα 抑制 MDSCs 上 CSF1R 的表达，阻碍 MDSCs 向巨噬细胞分化
为了验证上述机制，研究人员检测了索拉非尼处理后 MDSCs 中 CSF1R 的表达，发现索拉非尼能有效下调 CSF1R 的表达，同时 PPARα 的表达增强，而 PU.1 和 IRF8 的表达降低。通过对 TCGA 数据库的分析，也证实了 PPARα 与 CSF1R 在 HCC 中的负相关关系。在 PPARα 敲除小鼠模型和体外实验中，研究人员发现 PPARα 的缺失能部分恢复 CSF1R 的表达，促进 MDSCs 向巨噬细胞的分化。而且，使用 PU.1 抑制剂或 shSpi1 处理后，CSF1R 的表达变化与 PPARα 的功能丧失有关。这些结果表明，PPARα 通过下游的 PU.1 调节 CSF1R 的表达，进而影响 MDSCs 向巨噬细胞的分化。
高脂肪饮食会降低索拉非尼的疗效
既然索拉非尼通过促进 FAO 增强 MDSCs 的功能，那么高脂肪饮食（HFD）是否会影响索拉非尼的疗效呢？研究人员构建了索拉非尼治疗和 HFD 处理的肿瘤模型，结果发现 HFD 会显著削弱索拉非尼对肿瘤生长的抑制作用，缩短小鼠的生存期。进一步研究发现，HFD 会增加血液和肿瘤中 MDSCs 的频率，增强其免疫抑制功能，同时降低 CD44hiCD62Llo 效应 T 细胞的频率和 GZMB 的表达，削弱抗肿瘤免疫功能。这表明 HFD 通过增强 MDSCs 的功能，促进肿瘤生长，降低了索拉非尼的疗效。
PPARα 缺乏减轻索拉非尼治疗 HCC 时诱导的 MDSC 功能增强
最后，研究人员探究了 PPARα 缺乏对索拉非尼治疗效果的影响。在混合嵌合小鼠模型中，PPARα 缺乏的小鼠在接受索拉非尼治疗后，肿瘤中 Arg1? MDSCs 的比例降低，IL-10、TGF-β1 和 IDO1 等免疫抑制因子的表达也减少，MDSCs 的 FAO 水平部分恢复，免疫抑制功能显著减弱。而且，PPARα 缺乏的 MDSCs 在体外向巨噬细胞的分化也发生了改变。在体内实验中，消除 MDSCs 或抑制 PPARα 能显著抑制肿瘤生长，这表明 PPARα 在索拉非尼治疗时对 MDSC 的分化和功能起着不可或缺的作用，是肿瘤治疗的一个潜在靶点。
这项研究系统地揭示了索拉非尼增强 MDSCs 功能的机制，发现索拉非尼通过上调 CCR2 趋化途径促进 MDSCs 在肿瘤中的浸润，同时通过促进 PPARα 介导的 FAO 增强 MDSCs 的免疫抑制功能，这两个过程都加剧了索拉非尼的耐药性。研究还强调了 PPARα 在调节 MDSCs 脂肪酸代谢和功能中的关键作用，提示 PPARα 有望成为预测 HCC 治疗效果的生物标志物。此外，研究明确指出 HFD 会降低索拉非尼的疗效，不建议 HCC 患者在接受索拉非尼治疗时采用 HFD。这些发现为肝癌的治疗提供了新的理论依据和潜在的治疗靶点，有助于推动肝癌治疗策略的优化和发展。
不过，这项研究也存在一些局限性。研究使用的肝癌细胞系皮下注射模型不能完全模拟人类 HCC 的复杂病理生理过程，原位肝癌模型虽然更接近实际情况，但与人类 HCC 的自然进展仍存在差异。未来的研究需要探索自发肝癌模型或基因工程模型，以更好地验证这些发现。同时，深入了解 MDSCs 与其他免疫细胞在肝脏微环境中的相互作用，将有助于进一步揭示 HCC 的进展和治疗耐药机制，为肝癌患者带来更多的希望。
