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靶向精胺代谢克服胰腺癌免疫治疗耐药:Serpinb9-SMS轴调控肿瘤微环境的新机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月23日 来源:Nature Communications 15.7
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本研究针对胰腺癌免疫治疗耐药难题,揭示了Serpinb9通过稳定精子合成酶(SMS)促进精胺(SPM)积累、重塑免疫抑制微环境的关键机制。研究人员通过多组学分析发现,精胺通过抑制CD8+ T细胞mTORC1信号和线粒体OXPHOS功能,同时激活巨噬细胞TGF-β通路诱导M2极化,开发靶向Serpinb9-SMS相互作用的肽类抑制剂可显著增强PD-1抗体疗效。该研究为胰腺癌联合免疫治疗提供了新靶点。
胰腺癌作为最致命的恶性肿瘤之一,五年生存率不足10%,免疫检查点阻断(ICB)疗法在其治疗中收效甚微。这种治疗困境背后,是肿瘤微环境(TME)中复杂的免疫抑制机制尚未被完全揭示。近年来,多胺代谢异常在肿瘤中的角色逐渐受到关注,但精胺(SPM)如何塑造免疫微环境、影响治疗响应仍属未知。这项发表于《Nature Communications》的研究,犹如打开了一扇揭示胰腺癌免疫逃避机制的新窗口。
研究团队首先在临床样本中发现惊人现象:胰腺癌患者血浆精胺水平显著升高,且与不良预后和CD8+ T细胞浸润减少相关。这一线索引导他们深入探索精胺代谢的调控机制。通过多组学分析和CRISPR筛选,发现丝氨酸蛋白酶抑制剂Serpinb9是调控关键——它像"分子保镖"一样结合并保护精子合成酶(SMS)免遭溶酶体降解,从而促进精胺的合成与分泌。
技术方法上,研究整合了临床队列分析(40例PDAC患者血浆和148例组织微阵列)、多组学技术(转录组、蛋白质组、代谢组)、分子动力学模拟(AlphaFold-Multimer预测结合界面)、基因编辑(CRISPR构建SMS-KO模型)、免疫代谢分析(Seahorse检测线粒体OCR/ECAR)以及创新肽抑制剂设计(基于FEP计算的关键残基)。
在"Serpinb9是精胺代谢的治疗脆弱性"部分,研究揭示Serpinb9在导管细胞中特异性高表达,其水平与肿瘤分级、TNM分期和CA19-9水平正相关。通过构建Serpinb9缺陷型肿瘤模型,证实精胺水平的降低能显著增强CD8+ T细胞浸润和功能。
"Serpinb9阻止SMS的溶酶体降解"章节阐明了分子机制:Serpinb9与SMS的相互作用阻碍了后者与溶酶体膜蛋白Lamp2A的结合,F336A突变实验证实该位点是结合关键。这种相互作用使SMS半衰期从4小时延长至16小时,犹如为精胺合成安装了"加速器"。
关于"精胺促进PDAC进展并导致免疫治疗耐药"的发现令人瞩目。体内实验显示,精胺处理使CD8+ T细胞线粒体Ca2+摄取减少、膜电位下降,mTORC1信号(p-mTOR、p-S6K)被抑制,IFN-γ和GZMB产生减少60%。更值得注意的是,精胺诱导的巨噬细胞M2极化通过TGF-β信号形成"恶性循环",进一步加剧T细胞耗竭。
研究最富转化价值的部分是"靶向Serpinb9-SMS相互作用的肽抑制剂"的开发。基于F336关键残基设计的Pep4肽,能有效破坏Serpinb9-SMS相互作用,使肿瘤精胺水平降低70%。当与抗PD-1联用时,使小鼠生存期延长超过2倍,并诱导免疫记忆形成——这为临床联合治疗提供了新思路。
这项研究的突破性在于:首次揭示精胺代谢重编程胰腺癌免疫微环境的完整机制,提出"代谢检查点"概念;开发的首个靶向Serpinb9-SMS的肽类抑制剂,突破传统小分子仅靶向Serpinb9-GZMB相互作用的局限。这些发现不仅为胰腺癌免疫治疗提供新靶点,其揭示的"精胺-mTORC1-TGF-β"调控轴也可能适用于其他冷肿瘤的免疫治疗研究。未来,优化Pep4的给药方式和联合策略,将推动这一发现向临床转化迈进。
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