Gpr109A通过PKA/PPARγ/MerTK/IL-10/TGFβ通路促进M2c型巨噬细胞极化进而加速肝细胞癌进展的机制研究

本研究针对肝细胞癌(HCC)免疫微环境中巨噬细胞极化的调控机制展开探索。研究人员通过构建Gpr109A基因敲除小鼠模型，结合体外共培养实验，发现Gpr109A缺失可显著抑制H22细胞的致癌性，并揭示其通过PKA/PPARγ/MerTK通路促进M2c型肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)极化，进而增强肝癌细胞侵袭性的新机制。该研究为靶向肿瘤微环境的免疫治疗提供了潜在新靶点，具有重要临床转化价值。论文发表于《Scientific Reports》。

　　

肝细胞癌是全球癌症相关死亡的主要原因之一，其复杂的肿瘤微环境在疾病进展中扮演关键角色。肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)作为微环境中的重要组分，具有显著的可塑性，其中M2型巨噬细胞尤其是具有免疫抑制功能的M2c亚型，已被证实可促进肿瘤免疫逃逸。然而，关于G蛋白偶联受体Gpr109A如何调控巨噬细胞极化进而影响肝癌进展的具体机制仍不清楚，这成为制约相关靶向治疗开发的重要科学问题。

河北大学附属医院肝胆外科的Cong Li、Hongan Zhang等研究人员在《Scientific Reports》发表的研究，首次系统阐明了Gpr109A通过PKA/PPARγ/MerTK信号轴驱动巨噬细胞向M2c表型极化，进而促进肝细胞癌发展的分子机制。研究团队采用Gpr109A基因敲除小鼠模型，结合肝癌细胞系(H22和Hepa1-6)与巨噬细胞(RAW264.7和原代巨噬细胞)的共培养体系，运用慢病毒载体构建稳定转染细胞系、Western blot、细胞划痕实验、CCK-8增殖检测、Transwell侵袭实验、流式细胞术、免疫组化和吞噬功能测定等多学科技术手段，揭示了Gpr109A调控肿瘤微环境的新功能。

研究结果显示：在Gpr109A基因敲除小鼠中，H22细胞的成瘤能力显著降低，肿瘤体积和重量较野生型小鼠减少约50%。Western blot分析显示，Gpr109A缺失导致PKA、p-PPARγ和MerTK蛋白表达水平显著下调。体外实验证实，与LV-Gpr109A-KD巨噬细胞共培养的肝癌细胞，其迁移和侵袭能力明显减弱，而Gpr109A过表达则产生相反效应。

机制研究发现，烟酸(Niacin)激活Gpr109A后，通过GRK( G蛋白偶联受体激酶)介导的PKA过表达，进而上调PPARγ水平。激活的PPARγ可促进巨噬细胞表面MerTK受体表达，后者通过配体Gas6和Protein S结合后，不仅增强对凋亡肿瘤细胞的吞噬能力，还触发STAT3/STAT6磷酸化，诱导IL-10和TGF-β等免疫抑制因子的分泌，最终驱动巨噬细胞向M2c表型分化。值得注意的是，Gpr109A缺失会上调SHP2(含SH2结构域的蛋白酪氨酸磷酸酶2)的磷酸化水平，通过抑制STAT3/STAT6信号通路，阻断M2极化进程。

在肝癌细胞行为方面，Gpr109A激活显著促进了细胞增殖、迁移和侵袭，同时抑制细胞凋亡。scratch实验显示，Gpr109A过表达使肝癌细胞划痕愈合速度加快约2倍；Transwell实验表明其侵袭细胞数增加3倍以上。这些效应与M2c巨噬细胞分泌的Cathepsin K/S等组织蛋白酶密切相关，这些酶类可通过降解细胞外基质为肿瘤转移创造条件。

研究还发现内质网应激在Gpr109A调控网络中起重要作用。PD-1/PD-L1结合可激活IRE1α，促进异常蛋白折叠和蛋白酶分泌，进一步协助肝癌细胞实现免疫逃逸。生物信息学分析TCGA-LIHC数据揭示，SHP2(PTPN11)与IRE1α(XBP1)呈显著负相关，暗示二者在肝癌微环境中的交互作用。

这项研究的创新性在于：首次阐明Gpr109A-PPARγ-MerTK轴在肝癌相关M2c巨噬细胞极化中的核心作用；发现SHP2去磷酸化MerTK是调控巨噬细胞吞噬功能的关键开关；提出烟酸-Gpr109A信号可能通过cAMP-PKA直接磷酸化NF-κB和SYK(脾酪氨酸激酶)来影响炎症反应的新机制。这些发现为理解肝癌免疫微环境的调控网络提供了新视角，Gpr109A可能成为改善PD-1/PD-L1抑制剂疗效的潜在协同靶点。

尽管该研究在动物模型和细胞实验中取得了突破性发现，但作者也指出其局限性：目前结果主要基于小鼠模型，人类肝癌组织的临床相关性仍需验证；Gpr109A激动剂/抑制剂的最佳给药方案有待优化；如何平衡靶向Gpr109A带来的代谢调节与抗肿瘤免疫仍需深入研究。这些问题的解决将推动该发现向临床转化迈进。