亮氨酸激活的亮氨酰-tRNA合成酶1通过恢复N-糖基化克服肝内胆管癌化疗耐药

本研究针对肝内胆管癌(ICC)化疗耐药难题，揭示了LARS1通过调控N-糖基化酶ALG3/RFT1/ALG12的密码子偏好性翻译影响ABCC1药物外排活性的新机制，创新性提出亮氨酸补充可恢复LARS1功能并显著提升吉西他滨-奥沙利铂疗效，为克服ICC化疗耐药提供了安全有效的营养干预策略。

　　

肝内胆管癌(ICC)被称为"沉默的杀手"，70%患者初诊时已失去手术机会，标准化疗方案的中位生存期仅11.7个月。这种恶性程度极高的肝脏肿瘤近年来全球发病率持续攀升，但治疗效果却长期停滞不前。更棘手的是，癌细胞会通过神秘的"翻译重编程"机制产生耐药性——就像给自身装备了分子盾牌，使化疗药物难以奏效。其中，密码子偏好性翻译这种选择性调控特定蛋白质合成的机制，尤其像一把双刃剑：既能促进促癌蛋白过量表达，也能导致关键抗性蛋白合成不足，但后者在ICC中的具体作用仍如雾里看花。

山东大学齐鲁医院的研究团队将目光聚焦于亮氨酰-tRNA合成酶1(LARS1)——这个既能感知亮氨酸水平又能调控蛋白质翻译的双功能分子。通过多组学分析和创新性实验设计，他们发现LARS1在晚期ICC中显著下调，且与患者不良预后密切相关。当研究人员在多种ICC模型中敲低LARS1时，癌细胞对吉西他滨-奥沙利铂的敏感性急剧下降，仿佛获得了"金刚不坏之身"。深入机制研究发现，LARS1缺失会导致亮氨酰-tRNA充电障碍，选择性抑制N-糖基化酶(ALG3、RFT1和ALG12)的翻译——这些酶就像细胞内的"糖衣裁缝"，负责给ABCC1药物外排泵穿上保护性糖衣。失去糖基化修饰的ABCC1变得异常活跃，像失控的抽水泵般加速排出化疗药物。而补充亮氨酸不仅能唤醒沉睡的LARS1，还能修复N-糖基化酶的生产线，最终使ABCC1重归平静。这项发表于《Journal of Hepatology》的研究，首次揭示了营养感应-翻译调控-糖基化修饰的级联反应在ICC化疗耐药中的核心作用。

研究团队运用了以下关键技术：从214例ICC患者队列获取的临床标本进行蛋白质组学聚类分析；建立条件性基因敲除小鼠模型和两种 hydrodynamic转染ICC模型；采用N-糖蛋白质组学结合多核糖体分析和核糖体-新生链测序(RNC-seq)解析翻译调控机制；通过亮氨酸补充干预验证治疗策略。

【LARS1是ICC预后标志物】蛋白质组学将214例患者分为C-I/II/III亚型，C-III（LARS1高表达）预后最佳。KEGG分析显示C-III富集氨基酸酰化tRNA合成通路，其中LARS1表达与生存期显著正相关。

【LARS1调控化疗敏感性】在细胞和动物模型中，LARS1敲除使癌细胞对吉西他滨-奥沙利铂耐药性增强3.2倍，而过表达则提高2.7倍药物敏感性。机制上LARS1通过eIF4F复合物调控特定mRNA翻译效率。

【密码子偏好性翻译机制】RNC-seq显示LARS1缺失导致富含亮氨酸密码子(CUU/CUC/CUA)的mRNA翻译效率下降58%，尤其影响N-糖基化途径的ALG3(下降72%)、RFT1(下降65%)和ALG12(下降68%)。

【N-糖基化影响药物外排】质谱证实ABCC1的N³⁹¹和N¹⁰³⁴位糖基化水平降低41%，使其膜定位增加2.3倍，药物外排活性提升190%。糖基化修饰缺失通过改变ABCC1构象增强其ATP酶活性。

【亮氨酸补充的治疗价值】饮食中添加2.5%亮氨酸使小鼠肿瘤LARS1表达恢复85%，ABCC1糖基化水平回升至正常76%，使吉西他滨-奥沙利铂抑瘤效果提升3.1倍，且不影响肝功能。

这项研究开创性地建立了"营养感应-翻译调控-蛋白修饰"的ICC化疗耐药新理论框架。LARS1作为分子纽带，将微环境亮氨酸水平与癌细胞N-糖基化状态相联系，其密码子偏好性翻译机制为理解肿瘤异质性提供了新视角。更令人振奋的是，研究将基础发现转化为临床前干预策略——亮氨酸补充这种简单安全的营养干预，有望突破当前ICC治疗瓶颈。尽管仍需临床试验验证，该研究无疑为开发"营养-药物"联合疗法奠定了坚实基础，也为其他氨基酸代谢异常肿瘤的治疗提供了范式参考。