ISCU-p53轴调控巨噬细胞极化影响食管鳞癌免疫治疗响应的机制研究

本研究针对食管鳞状细胞癌(ESCC)免疫治疗响应异质性的难题，通过单细胞测序技术揭示了肿瘤微环境(TME)中ISCU-p53轴通过调控巨噬细胞极化和铁死亡代谢通路的关键作用。研究人员发现ISCU通过滞留p53于胞质，解除其对xCT和Arg1的转录抑制，从而促进M2型巨噬细胞极化并抑制CD8+T细胞功能。该研究为改善ESCC免疫治疗疗效提供了新靶点，发表于《Cell Death and Disease》。

　　

研究背景
食管鳞状细胞癌(ESCC)作为高致死性恶性肿瘤，免疫检查点抑制剂联合化疗虽展现出临床潜力，但患者响应率存在显著差异。这种异质性主要源于肿瘤微环境(TME)的免疫抑制特性，尤其是M2型肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)的浸润。既往研究表明，巨噬细胞的铁硫簇组装酶(ISCU)与线粒体功能密切相关，但其在免疫调控中的作用仍是未解之谜。

研究设计与技术方法
广东省人民医院团队联合多中心对5例ESCC患者（2例部分缓解PR、2例疾病稳定SD、1例未治疗手术患者）进行单细胞RNA测序(scRNA-seq)，结合体外巨噬细胞极化模型、蛋白质互作质谱、铁死亡检测（GSH/MDA/Fe²⁺测定）及小鼠移植瘤实验，系统解析了ISCU调控免疫微环境的机制。

研究结果

单细胞图谱揭示免疫抑制特征
通过38,342个细胞的测序分析发现：SD患者TME中M2样巨噬细胞(C6/C16亚群)比例显著升高（51% vs PR 44%），且PD1^highCD8⁺T细胞减少26%。细胞互作分析显示PD1^highCD8⁺T细胞与巨噬细胞存在频繁交互。

ISCU驱动巨噬细胞M2极化
SD患者巨噬细胞中ISCU表达显著上调（图4A），且与CD206⁺M2标志物共定位（图4E）。敲低ISCU后，M2标记物Arg1和Fizz1表达降低50%-70%（图4J），证实ISCU是M2极化的关键启动子。

铁死亡调控机制解析
蛋白质组学揭示ISCU与p53、VDAC2/3等铁死亡相关蛋白互作增强（图5C）。ISCU缺失导致GPX4下调、Fe²⁺蓄积（图5E-F）及脂质过氧化（GSH下降40%，MDA升高2.1倍）。铁死亡抑制剂Liproxstatin-1可逆转ISCU缺失引起的M2极化障碍（图5K-N）。

p53依赖性通路验证
免疫共沉淀证实ISCU-p53结合在M2极化中增强3.2倍（图6G）。ISCU通过滞留p53于线粒体（图6D），解除其对xCT（SLC7A11）和Arg1的转录抑制，双敲除实验显示p53缺失可挽救ISCU敲低引起的表型（图7C-E）。

治疗潜力验证
ISCU缺陷巨噬细胞使CD8⁺T细胞IFN-γ分泌增加2.3倍（图8C）。小鼠模型中，ISCU抑制联合抗PD-L1使肿瘤体积缩小58%（图8H），且肿瘤内CD8⁺T细胞浸润增加3.1倍（图8J）。

结论与意义
该研究首次阐明ISCU-p53-xCT/Arg1轴是ESCC免疫抑制微环境的核心调控通路。通过破坏ISCU-p53互作可重塑巨噬细胞代谢重编程（铁死亡与精氨酸代谢），逆转T细胞衰竭。这为开发靶向巨噬细胞的免疫治疗联合策略提供了理论依据，对改善ESCC等实体瘤的免疫治疗响应具有重要转化价值。