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【编辑推荐】为探究肿瘤内细菌是否参与 NK 细胞介导的抗肿瘤免疫，福建医科大学团队以肝癌为模型，发现肿瘤内短芽孢杆菌（B. parabrevis）通过促进脂解生成乙酰辅酶 A，诱导 RORC 乙酰化并增强其与 NEDD4L 启动子结合，抑制 NK 细胞铁死亡，为肿瘤免疫治疗提供新策略。
铁死亡（ferroptosis）作为一种铁依赖的程序性细胞死亡方式，因其在肿瘤免疫调控中的独特作用而备受关注。它通过脂质过氧化物的积累，不仅能通过释放损伤相关分子模式激活树突状细胞、增强 T 细胞介导的抗肿瘤活性，还能影响肿瘤相关巨噬细胞的极化，减少调节性 T 细胞的数量和功能，为肿瘤治疗开辟了新方向。然而，如何选择性调控免疫细胞的铁死亡进程，尤其是自然杀伤细胞（NK 细胞）的铁死亡机制，仍是亟待解决的科学难题。与此同时，肿瘤组织中存在的大量微生物，虽已知其通过代谢物、信号通路等影响肿瘤微环境（TME），但能否通过特定菌种增强细胞毒性免疫细胞功能、提升免疫治疗效果，尚缺乏明确答案。
为填补上述研究空白，福建医科大学附属协和医院肝胆外科联合肿瘤中心的研究团队，针对肝细胞癌（HCC）展开深入研究。团队聚焦肿瘤内微生物与 NK 细胞功能的关联，发现短芽孢杆菌（Brevibacillus parabrevis，B. parabrevis）可通过调控 NK 细胞的铁死亡进程，显著增强其抗肿瘤活性。该研究成果发表于《Cell Death and Disease》，为利用肿瘤内细菌优化免疫治疗提供了关键理论依据。
研究团队主要采用以下技术方法开展研究：
- 微生物组分析：通过 2bRAD-M 技术对肝癌患者癌组织及癌旁组织的肿瘤内微生物组成进行检测，并利用荧光原位杂交（FISH）验证短芽孢杆菌的丰度差异。
- 细胞表型与功能检测：运用质谱流式细胞术（mass cytometry）、流式细胞术（flow cytometry）分析 NK 细胞表型变化，通过免疫共沉淀（co-immunoprecipitation）、免疫印迹（immunoblotting）、免疫荧光（immunofluorescence）等技术探究分子互作机制。
- 动物模型构建：建立人源化免疫小鼠 Hu-SRC 原位肝癌模型及 C57BL/6J 小鼠皮下肿瘤模型，通过细菌移植、NK 细胞清除 / 回输等实验，在体内验证短芽孢杆菌对 NK 细胞功能的调控作用。
- 分子机制研究：结合 DNA 拉拽实验（DNA pull-down）、分子对接（molecular docking）及基因突变技术，解析 RORC 乙酰化与 NEDD4L 转录调控的分子通路。
研究结果
1. 肿瘤内短芽孢杆菌与 NK 细胞功能的相关性
通过对 10 对肝癌患者癌组织及癌旁组织的 2bRAD-M 分析，发现肝癌组织中短芽孢杆菌丰度显著低于癌旁组织。利用 TCGA 数据库的 BIC 数据集验证，进一步确认肝癌组织中短芽孢杆菌属丰度降低，且其丰度与激活型 NK 细胞比例呈正相关。FISH 实验直接观察到肝癌组织中短芽孢杆菌含量减少，且高感染组患者的肿瘤浸润 NK 细胞中，细胞毒性标记物（FCER1G、GZMK、IFN-γ 等）、热休克蛋白（HSPA1B）及适应性标记物（NKG7）表达显著升高。在小鼠模型中，口服或瘤内注射短芽孢杆菌可促进 NK 细胞向肿瘤内浸润，证实其与 NK 细胞功能的紧密关联。
2. 短芽孢杆菌增强 NK 细胞抗肿瘤活性的表型特征
体内实验表明，短芽孢杆菌移植可显著抑制小鼠原位及皮下肝癌的生长，延长生存期，且该效应依赖于 NK 细胞的存在。质谱流式细胞术分析显示，短芽孢杆菌可下调 NK 细胞的终末分化标记物（如 p-PLCG2、HDAC9），上调适应性（CD52、NKG7）、细胞毒性（TNFRSF18、IFN-γ）及热休克标记物（HSPA8、HSP90AA1），诱导 NK 细胞向功能活跃表型分化。非度量多维尺度分析（NMDS）及一维非线性随机嵌入单表达分析（One-SENSE）进一步证实，短芽孢杆菌促使 NK 细胞从终末表型向适应性 / 细胞毒性表型转化，增强其抗肿瘤能力。
3. 短芽孢杆菌通过抑制 NK 细胞铁死亡发挥作用
研究发现，短芽孢杆菌可降低 NK 细胞内亚铁离子（Fe2?）和活性氧（ROS）水平，改善线粒体形态异常（如线粒体缩小、膜密度增加、嵴减少），表明其抑制 NK 细胞铁死亡。铁死亡激动剂（Erastin、顺铂）可逆转短芽孢杆菌诱导的 NK 细胞功能增强，而铁死亡抑制剂 Liproxstatin-1 则模拟其效应，进一步验证铁死亡调控的关键作用。值得注意的是，短芽孢杆菌对肝癌细胞自身的铁死亡无显著影响，提示其作用具有免疫细胞特异性。
4. NEDD4L 介导的铁转运蛋白泛素化机制
机制研究表明，短芽孢杆菌通过上调 E3 泛素连接酶 NEDD4L 的表达，促进铁转运蛋白 SLC39A14、SLC39A8 及 STEAP3 的泛素化降解，减少细胞内铁积累，从而抑制铁死亡。分子对接及免疫共沉淀实验证实，NEDD4L 的 HECT 结构域分别与 SLC39A14/SLC39A8 的 ZIP 结构域、STEAP3 的 CTR 结构域结合，通过 K48/K63 位泛素化标记靶向降解这些蛋白。NEDD4L 基因敲除或铁转运蛋白过表达均可逆转短芽孢杆菌的抗铁死亡效应，确认了该通路的核心作用。
5. 乙酰辅酶 A-RORC-NEDD4L 转录调控轴
短芽孢杆菌通过促进脂解生成乙酰辅酶 A（acetyl-CoA），后者作为乙酰基供体，诱导核受体 RORC 的 K120 位乙酰化，增强其与 NEDD4L 启动子的 AAAGGGGTCT 序列结合，从而上调 NEDD4L 转录。抑制脂解（CPT1/2 抑制剂）或突变 RORC 乙酰化位点（K120R）均可阻断短芽孢杆菌的效应，而模拟乙酰化的 K120Q 突变则维持其功能。该机制揭示了代谢产物与转录调控的动态关联，为肿瘤微环境的代谢重编程提供了新视角。
研究结论与意义
本研究首次揭示肿瘤内短芽孢杆菌通过 “乙酰辅酶 A-RORC-NEDD4L - 铁转运蛋白泛素化” 通路，特异性抑制 NK 细胞铁死亡，诱导其向适应性 / 细胞毒性表型分化，从而重塑肿瘤微环境从 “冷肿瘤” 向 “热肿瘤” 转变。这一发现不仅拓展了肿瘤内微生物调控免疫细胞功能的机制认知，也为临床开发基于短芽孢杆菌的肿瘤免疫治疗佐剂提供了创新策略。未来，进一步探索肿瘤内微生物与代谢通路的互作，有望为个性化免疫治疗开辟新方向。
