抑制UPF1甲基化通过减弱无义介导的mRNA降解增强肿瘤免疫治疗敏感性

本研究针对微卫星稳定(MSS)型结直肠癌(CRC)对免疫检查点抑制剂(ICIs)响应率低的临床难题，揭示了PRMT4介导的UPF1 R433位点不对称二甲基化通过抑制自噬降解维持UPF1蛋白稳定性，从而增强无义介导的mRNA降解(NMD)活性、降低肿瘤免疫原性的新机制。研究人员通过构建NMD报告系统、基因编辑模型和临床样本分析，证实抑制UPF1甲基化可显著提升MSS和微卫星不稳定(MSI)型CRC对PD-1阻断治疗的敏感性，为扩大免疫治疗受益人群提供了新靶点。该成果发表于《Cell Reports》，为联合治疗策略开发提供了理论依据。

　　

免疫治疗为癌症治疗带来了革命性突破，但微卫星稳定(MSS)型结直肠癌患者对PD-1/PD-L1阻断剂的低响应率仍是临床难题。这种差异源于DNA错配修复功能状态不同导致的肿瘤免疫原性差异——微卫星不稳定(MSI)型肿瘤因高频突变产生大量新抗原，而MSS型肿瘤缺乏这种免疫激活特征。如何通过调控分子机制增强MSS肿瘤的免疫原性，成为提高免疫治疗效果的关键科学问题。

华中科技大学同济医院的研究团队发现，无义介导的mRNA降解(NMD)核心因子UPF1在MSS型CRC中蛋白水平显著高于MSI型，且与免疫治疗敏感性呈负相关。通过构建UPF1基因敲除(CT26)和过表达(MC38)的CRC小鼠模型，证实UPF1通过NMD途径抑制肿瘤免疫原性。机制研究发现，蛋白质精氨酸甲基转移酶4(PRMT4)催化UPF1 R433位点不对称二甲基化，阻碍自噬受体NDP52介导的UPF1降解，从而维持NMD活性。使用PRMT4抑制剂EZM 2302或构建UPF1 R433K突变体阻断甲基化后，可显著增强CD8⁺ T细胞浸润和PD-1阻断疗效。该研究发表于《Cell Reports》，为基于NMD调控的联合免疫治疗策略提供了新靶点。

研究主要采用临床样本蛋白质组学分析、NMD双荧光报告系统、CRISPR-Cas9基因编辑、流式细胞术检测肿瘤免疫微环境、免疫共沉淀结合质谱分析等技术方法。临床样本来自同济医院收治的CRC患者，包含MSS和MSI型各3例进行初筛，后续扩大至12例验证。

UPF1蛋白水平随微卫星状态差异并调控CRC抗PD-1治疗敏感性
通过蛋白质组学分析3对MSS/MSI临床样本，发现126个蛋白存在翻译后差异，其中UPF1在MSS型中显著高表达。在7种CRC细胞系和小鼠模型(CT26-MSS/MC38-MSI)中验证该现象。UPF1敲除使MSS型CT26肿瘤CD8⁺ T细胞浸润增加2.3倍，而UPF1过表达降低MSI型MC38肿瘤中树突细胞活化标志物CD80⁺CD86⁺比例。

PRMT4增强UPF1蛋白稳定性并降低肿瘤免疫原性
甲基化抑制剂AdOx处理可特异性降低UPF1蛋白水平。质谱鉴定发现PRMT4与UPF1相互作用，其催化缺陷突变体R168A丧失UPF1稳定作用。shRNA敲低PRMT4或抑制剂EZM 2302处理均使UPF1半衰期从18小时缩短至6小时。通过构建含β-珠蛋白(HBB)WT/39TAA突变的双向荧光报告系统，证实PRMT4通过UPF1调控NMD效率——shPRMT4使mCherry/EGFP mRNA比值提升2.1倍。

PRMT4抑制UPF1自噬降解
自噬抑制剂氯喹(CQ)处理可阻断UPF1降解。ATG5或BECN1敲除细胞中，UPF1降解速率降低60%，且EZM 2302不再影响其稳定性。共聚焦显微镜显示PRMT4抑制促进UPF1与LC3B共定位，免疫共沉淀证实NDP52是介导UPF1自噬降解的关键受体。

PRMT4催化UPF1 R433位点不对称二甲基化
质谱鉴定出UPF1的8个潜在甲基化位点，其中R433突变体(R433K)完全消除PRMT4介导的二甲基化。体外甲基化实验和特异性抗体验证证实R433是PRMT4的作用位点，该位点在哺乳动物中高度保守。

UPF1 R433甲基化抑制NDP52介导的自噬降解
UPF1 R433K突变体蛋白稳定性较野生型降低40%，与NDP52结合增加2.8倍。共定位分析显示EZM 2302处理使UPF1 WT与NDP52共定位率从15%增至42%，而对R433K突变体无影响。

UPF1 R433甲基化促进NMD并降低肿瘤免疫原性
在UPF1敲除的SW480细胞中回补R433K突变体，其NMD效率介于野生型和敲除组之间。小鼠实验显示UPF1 R428K(鼠源R433同源位点)肿瘤CD8⁺ T细胞浸润较野生型增加1.8倍，且PRMT4过表达仅能抑制野生型肿瘤的免疫浸润。

抑制UPF1 R433甲基化增强抗PD-1治疗敏感性
临床样本免疫组化显示UPF1/PRMT4表达与CD8⁺ T细胞浸润呈负相关(r=-0.72)。在MSS和MSI小鼠模型中，EZM 2302联合抗PD-1使肿瘤消退率分别提高3.2倍和1.7倍，且联合治疗组肿瘤完全消退比例达40%。

该研究首次阐明PRMT4-UPF1-NMD轴调控肿瘤免疫原性的分子机制，突破性地发现精氨酸甲基化修饰通过影响RNA降解机器的蛋白稳定性来调控免疫应答。从转化医学角度看，研究提出"甲基化抑制剂+免疫检查点阻断"的联合治疗策略，尤其为占CRC 85%的MSS型患者提供了治疗新思路。值得注意的是，UPF1 R433位点在多种癌症中保守，这一发现可能拓展至其他低免疫原性肿瘤的治疗。研究也存在一定局限，如尚未开发R433位点特异性抑制剂，且甲基化对UPF1解旋酶活性的影响有待阐明。这些发现为扩大免疫治疗受益人群奠定了理论基础，也为RNA代谢与肿瘤免疫交叉研究提供了新范式。