花生四烯酸代谢重编程通过激活MDK信号通路促进肾透明细胞癌免疫抑制微环境形成

本研究针对肾透明细胞癌(ccRCC)代谢异常导致的免疫治疗耐药难题，通过单细胞转录组测序(scRNA-seq)和批量转录组测序(bulk RNA-seq)技术，首次揭示花生四烯酸(AA)代谢异常通过激活MDK信号通路重塑肿瘤免疫微环境的关键机制。研究发现AA代谢异常促进MDK分泌，招募Treg、Tex和TAM等免疫抑制细胞，阻断AA-COX代谢通路可显著降低MDK表达并改善免疫治疗效果，为ccRCC联合免疫治疗提供新靶点。

　　

肾透明细胞癌(clear cell renal cell carcinoma, ccRCC)作为最常见的肾癌亚型，其显著特征是以瓦博格效应为代表的代谢异常。尽管免疫检查点抑制剂(ICI)的应用为晚期ccRCC患者带来希望，但临床响应率不足30%的现状凸显了免疫微环境调控机制的复杂性。越来越多的证据表明，肿瘤细胞的代谢重编程(metabolic reprogramming)不仅满足自身增殖需求，更通过分泌特定代谢产物塑造免疫抑制性微环境，成为限制免疫治疗疗效的关键瓶颈。

在这一研究背景下，重庆医科大学附属第二医院泌尿外科联合中国医科大学附属第一医院的研究团队将目光聚焦于多不饱和脂肪酸代谢异常与免疫逃逸的关联。既往研究显示，花生四烯酸(arachidonic acid, AA)作为炎症反应的重要介质，其代谢产物前列腺素与肿瘤进展密切相关，但AA代谢如何精确调控ccRCC免疫微环境仍属未知。与此同时，肝素结合生长因子midkine(MDK)在多种癌症中被证实具有免疫调节功能，但其表达调控机制及其在ccRCC免疫逃逸中的作用尚未阐明。

为系统解析这些科学问题，研究人员创新性地采用多组学整合分析策略。通过TCGA-KIRC队列的2752个代谢相关基因进行非负矩阵分解(NMF)，将ccRCC患者划分为MT1和MT2两种代谢亚型，其中MT2亚型患者预后更差且对免疫治疗响应率更低。借助Scissor算法从9例ccRCC单细胞数据中鉴定出MT2_scissor特征细胞群，这些细胞表现出显著的AA代谢异常和MDK高表达特征。

关键技术方法包括：1) 基于TCGA和GEO数据库的批量与单细胞转录组联合分析；2) 使用Scissor算法关联表型与单细胞特征；3) CellChat分析细胞间通讯网络；4) 体外实验验证AA-MDK调控轴；5) 小鼠原位肾癌模型评估COX-2抑制剂联合PD-1抗体疗效。

代谢重编程重塑ccRCC肿瘤免疫微环境

通过NMF聚类建立的MT2代谢亚型展现独特的AA代谢特征，伴随Treg细胞浸润增加和M1样巨噬细胞减少。GO分析显示MT2亚型富集缺氧反应和血管生成通路，提示代谢异常与免疫抑制的密切关联。

单细胞测序揭示代谢亚型特征细胞群

从68,024个单细胞中鉴定出MT2_scissor细胞群，这些细胞高表达血管生成和TGF-β通路相关基因。预后分析显示MT2_scissor细胞比例与患者不良预后显著相关，且在免疫治疗无应答组中富集。

MDK信号通路驱动免疫抑制

细胞互作分析发现MT2_scissor细胞通过MDK-NCL受体配体对激活免疫抑制网络。TCGA数据验证MDK表达与Treg、Tex及M2样巨噬细胞浸润正相关，临床样本免疫组化显示MDK^high组FOXP3⁺Treg和CD163⁺巨噬细胞显著增多。

AA代谢调控MDK表达机制

体外实验证实AA通过COX-2途径上调MDK表达和分泌，而COX-2抑制剂Celecoxib可逆转这一效应。THP-1共培养实验显示AA处理的肿瘤细胞上清诱导M2样巨噬细胞分化，该效应被MDK中和抗体阻断。

靶向干预的转化价值

小鼠原位模型证实AA处理组肿瘤体积较对照组增大2.3倍，伴随血清MDK水平升高和CD206⁺TAM浸润增加。而Celecoxib联合PD-1抗体治疗组较单药组显著抑制肿瘤生长和肺转移，为临床联合治疗提供实验依据。

这项研究首次建立"AA代谢-MDK分泌-免疫抑制"的调控轴，阐明ccRCC代谢异质性如何通过特定分泌蛋白重塑免疫微环境。发现MDK可作为预测免疫治疗响应的潜在生物标志物，而COX-2抑制剂与ICI的联合策略为克服ccRCC免疫抵抗提供新思路。从临床转化角度，该研究不仅提出"代谢-免疫"双靶点干预理念，更提示监测患者外周血MDK水平可能成为个体化治疗决策的重要参考。