有丝分裂阻滞通过增强上游开放阅读框翻译促进癌细胞免疫原性肽段呈递

本研究针对癌症治疗中耐药性挑战，通过多组学技术揭示了有丝分裂阻滞通过CDK1介导的翻译重编程机制，显著增强上游开放阅读框(uORF/uoORF)翻译，并首次系统鉴定出这些非经典肽段在HLA-I类分子上的呈递特征。研究发现Taxol等有丝分裂抑制剂诱导的uORF/uoORF衍生肽能有效激活CD8+T细胞杀伤功能，为联合化疗与免疫治疗提供了新靶点。该成果发表于《Nature Communications》，为拓展肿瘤免疫治疗靶标库提供了理论依据。

　　

在癌症治疗领域，有丝分裂抑制剂如紫杉醇(Taxol)虽能通过阻滞细胞周期发挥抗肿瘤作用，但耐药性问题始终困扰临床。传统观点认为这类药物主要通过细胞毒性发挥作用，然而近年研究发现它们可能同时影响肿瘤细胞的免疫原性。更引人深思的是，在有丝分裂期间，虽然大部分mRNA翻译被抑制，但特定转录本的非常规翻译仍在继续——这为探索治疗诱导的新型肿瘤抗原提供了独特窗口。

为系统解析这一现象，Alexander Kowar团队在《Nature Communications》发表的研究中，创新性地整合核糖体图谱(Ribo-Seq)、免疫肽组学和功能验证等多学科方法。研究首先通过不同有丝分裂阻滞剂处理多种癌细胞系，利用高通量测序技术捕捉翻译组动态变化；继而采用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)鉴定HLA-I呈递肽段；最后通过T细胞杀伤实验和健康供体PBMC（外周血单个核细胞）培养验证免疫原性。样本来源包括U-2 OS骨肉瘤细胞、三阴性乳腺癌细胞系SUM-159PT/MDA-MB-231等。

有丝分裂癌细胞中核糖体分布的显著改变

研究发现有丝分裂阻滞导致核糖体保护片段(RPFs)向5'非翻译区(5'UTR)和编码序列起始区域显著聚集，这种现象在多种癌细胞系中具有普适性。通过PLK1抑制剂BI2536、微管干扰剂Nocodazole等多种机制诱导的有丝分裂阻滞均呈现相同模式，排除了药物特异性效应。值得注意的是，mTOR抑制剂Torin1处理并不影响这种重分布，提示CDK1（周期蛋白依赖性激酶1）而非mTOR是主要调控者。

uORF/uoORF翻译的全局性增强

借助PRICE算法（概率性密码子活性推断），研究鉴定出1,444个增殖期细胞的非经典开放阅读框，而在有丝分裂阻滞细胞中这一数量超过2,600个。特别值得注意的是，uORF（上游开放阅读框）和uoORF（上游重叠开放阅读框）的翻译效率在阻滞期间显著提升，且80%以上能被至少两种不同机制诱导。这些uORF/uoORF多源自参与mRNA剪接、蛋白酶体降解等关键通路基因的5'UTR区域。

HLA-I类分子呈递的非经典肽段特征

通过建立的uORF/uoORF数据库（包含9,008个预测ORF），研究在三种癌细胞系中鉴定出127-166个uORF衍生肽段，占HLA-I免疫肽组的0.5-1%。这些肽段具有典型HLA结合特征：89%为9-10个氨基酸，结合亲和力预测与经典肽段相当。质谱验证确认了包括eIF4G2和HMGA1基因uORF来源肽段在内的50个高置信度肽段。

治疗诱导肽段的免疫识别机制

构建含SIINFEKL报告基因的系统显示，Taxol处理使uORF衍生抗原呈递提升3-5倍。关键的是，突变uORF起始密码子（ATG→ATA）可显著降低抗原呈递。功能实验证实，仅在有丝分裂阻滞的癌细胞中，OT-I CD8⁺T细胞才能有效识别uORF-SIINFEKL并触发杀伤。更令人振奋的是，从健康供体PBMC成功扩增出针对uORF肽段REMFIWAVA和CSKVSSEY的特异性T细胞，ELISpot显示其IFN-γ分泌显著高于对照。

这项研究首次系统阐明有丝分裂阻滞通过CDK1-4E-BP1轴（真核翻译起始因子4E结合蛋白1）重编程翻译起始机制，促使核糖体富集于5'UTR区域，从而大规模激活uORF/uoORF翻译。这些非经典翻译产物被高效呈递于HLA-I分子，为CD8⁺T细胞提供了新型识别靶点。该发现不仅拓展了对化疗药物免疫调节机制的认识，更重要的是为"化疗-免疫"联合治疗提供了全新靶标库——这些治疗诱导的uORF/uoORF肽段具有肿瘤特异性高、免疫原性强、且不受个体突变限制等优势。未来研究可进一步探索这些肽段在患者样本中的呈现规律，以及其与临床响应的相关性，为精准免疫治疗开辟新途径。