MGAT1 介导的 CD73 糖基化调控三阴乳腺癌免疫逃逸机制及靶向治疗新策略

《Nature Communications》：MGAT1-Guided complex N-Glycans on CD73 regulate immune evasion in triple-negative breast cancer

为解决免疫治疗中免疫冷肿瘤的治疗难题，尤其是三阴乳腺癌（TNBC）对免疫治疗的抵抗问题，研究人员开展了以 MGAT1 为关键靶点的肿瘤免疫研究。结果发现 MGAT1 可调控 CD73 膜转位，影响肿瘤免疫微环境，且抑制剂 W - GTF01 能增强 TNBC 对免疫治疗的敏感性，为 TNBC 治疗提供新策略。

　　在癌症治疗领域，免疫疗法虽然展现出一定的优势，但对免疫冷肿瘤的治疗效果却不尽人意。三阴乳腺癌（TNBC）作为一种极具侵袭性的乳腺癌亚型，缺乏有效的靶向治疗手段，化疗之外的治疗选择有限。尽管免疫检查点抑制剂已被批准用于 TNBC 治疗，然而许多 TNBC 肿瘤对免疫治疗仍存在抵抗，这主要源于肿瘤的免疫逃逸和免疫抑制机制。在此背景下，探寻新的治疗靶点和策略成为攻克 TNBC 的关键。

为了解决这些难题，来自埃默里大学医学院、西北大学芬堡医学院等多个研究机构的研究人员展开了深入研究。他们发现了一种名为 MGAT1（甘露糖基（α - 1,3 - ）糖蛋白 β - 1,2 - N - 乙酰氨基葡萄糖基转移酶）的糖基转移酶在 TNBC 免疫逃逸中起着关键作用，并开发出了针对 MGAT1 的抑制剂 W - GTF01，相关研究成果发表在《Nature Communications》上。

研究人员在研究过程中运用了多种技术方法。首先，通过对癌症基因组图谱（TCGA）数据库中 935 例乳腺癌患者的基因表达数据进行分析，筛选出潜在的治疗靶点。接着，利用组织微阵列（TMA）进行免疫组化分析，验证相关蛋白的表达水平。同时，构建细胞系和动物模型，开展 2D 和 3D 共培养实验、肿瘤挑战实验等，深入探究分子机制和治疗效果。此外，运用质谱技术鉴定蛋白相互作用，采用空间转录组学技术分析肿瘤微环境中的免疫细胞相互作用。

在研究结果方面：

1. MGAT1 与肿瘤免疫反应及预后的关系：通过对基因表达数据的分层聚类分析，发现 MGAT1 在 TNBC 患者的特定亚群中高表达，且与肿瘤免疫逃逸和不良预后相关。免疫组化分析进一步证实，TNBC 标本中 MGAT1 蛋白水平显著升高。同时，研究还发现 MGAT1 表达与 CD8⁺ T 细胞浸润呈负相关，高表达 MGAT1 的患者总体生存率更低。
2. MGAT1 对 CD8⁺ T 细胞功能的调节作用：在 2D 和 3D 肿瘤 / 免疫细胞共培养系统中，过表达 MGAT1 的肿瘤细胞对免疫细胞介导的杀伤具有抗性，同时抑制 CD8⁺ T 细胞中 TNFα、IFNγ 等因子的表达；而敲低 MGAT1 则增强肿瘤细胞对免疫细胞的敏感性，促进 CD8⁺ T 细胞的活化。这表明 MGAT1 是 CD8⁺ T 细胞的关键负调节因子。
3. CD73 作为 MGAT1 的底物介导免疫抑制：通过串联亲和纯化结合质谱分析，确定 CD73（ecto - 5′ - 核苷酸酶，NT5E）为 MGAT1 的潜在底物。免疫沉淀和免疫染色等实验证实，MGAT1 和 CD73 在高尔基体共定位，且 MGAT1 通过调节 CD73 影响腺苷生成。结构建模和模拟揭示了两者相互作用的分子机制。
4. MGAT1 对 CD73 糖基化及膜转位的影响：MGAT1 催化 CD73 糖基化，导致 CD73 二聚化，进而使其从细胞质转运到细胞膜。敲低 MGAT1 减少 CD73 糖基化、二聚化和膜定位，而过表达 MGAT1 则产生相反效果。研究还发现 THBS1（血小板反应蛋白 - 1）可调节 MGAT1 - CD73 - 腺苷轴。
5. MGAT1 抑制剂的开发及效果验证：开发了一种高通量筛选系统，筛选出 MGAT1 的抑制剂 W - GTF01。该抑制剂能有效抑制 MGAT1 活性，减少 CD73 膜转位，恢复 CD8⁺ IFNγ 产生的 T 细胞反应，增强 TNBC 肿瘤对 anti - PD - L1 治疗的敏感性。
6. MGAT1 在体内的作用及机制验证：在小鼠模型中，过表达 MGAT1 促进肿瘤生长，增加膜结合 CD73 水平，改变肿瘤免疫微环境，导致免疫抑制；敲低 MGAT1 则抑制肿瘤生长，增强抗肿瘤免疫反应。同时，研究证实了 MGAT1 - CD73 轴在肿瘤生长和免疫逃逸中的重要性。
7. 空间转录组学分析：通过空间索引转录谱分析，发现 MGAT1_high/CD73_high与不良免疫反应相关。在临床样本中，MGAT1 和 CD73 的高表达区域免疫抑制相关通路富集，而低表达区域免疫激活相关通路富集。

研究结论表明，MGAT1 通过调节 CD73 的糖基化、二聚化和膜转位，影响肿瘤免疫微环境，导致免疫逃逸。W - GTF01 作为 MGAT1 的抑制剂，可恢复 CD8⁺ T 细胞功能，增强 TNBC 对免疫治疗的敏感性。这一研究揭示了 TNBC 免疫逃逸的新机制，为 TNBC 的治疗提供了新的潜在靶点和策略，有望改善 TNBC 患者的预后。同时，研究也为开发针对其他免疫冷肿瘤的治疗方法提供了思路，具有重要的临床意义和潜在的应用价值。未来，还需要进一步研究 MGAT1 抑制剂的安全性和有效性，以及探索联合治疗方案，以更好地应用于临床实践。