HMGA1介导肝细胞癌乳酸代谢与Treg免疫逃逸的交互作用

《BMC Gastroenterology》：Integrated single-cell and experimental analyses identify HMGA1 as a candidate regulator of lactate-responsive metabolic–immune crosstalk in hepatocellular carcinoma

　　

摘要

背景

肝细胞癌（HCC）以广泛的代谢重编程为特征，免疫逃逸与失调的乳酸代谢密切相关。然而，肿瘤内在机制如何将细胞外乳酸信号转化为Treg相关的免疫重塑仍知之甚少。在此，我们整合了单细胞转录组学和多组学数据，以识别肝细胞癌中乳酸相关的代谢-免疫交互作用的候选介导因子。

方法

使用单细胞转录组学数据构建肝细胞癌的细胞图谱，并识别富集的免疫亚群。通过将Treg相关差异表达基因、TCGA-LIHC差异表达谱和文献整理的乳酸化相关基因集进行交集分析，对候选基因进行筛选。在TCGA-LIHC和GSE25097中评估诊断效能和表达模式，并在TCGA-LIHC中评估生存相关性。还进行了功能富集、蛋白-蛋白相互作用网络分析和虚拟敲除模拟。为进行实验验证，用左旋乳酸钠处理HepG2细胞，并通过RT-qPCR、免疫印迹、乳酸测定和ELISA检测HMGA1表达及相关代谢和免疫抑制指标。随后，将培养物的条件培养基应用于Jurkat细胞，并通过RT-qPCR和流式细胞术评估Treg样反应。

结果

Tregs在肝细胞癌组织中富集。HMGA1、MKI67和STMN1作为候选生物标志物出现，其中HMGA1在两个转录组队列中表现出最一致的诊断效能。每个候选基因的高表达均与TCGA-LIHC中较差的总生存期相关。在体外，左旋乳酸钠增加了HepG2细胞中HMGA1的表达。HMGA1敲低降低了LDHA、GLUT1、MCT4、TGFB1和PD-L1的表达，并减少了TGF-β1的分泌。来自HMGA1沉默的乳酸暴露HepG2细胞的条件培养基降低了FOXP3表达和CD4?CD25?FOXP3? Jurkat细胞的比例。

结论

通过与乳酸化相关基因集的整合分析，确定HMGA1、MKI67和STMN1为候选生物标志物。我们的实验结果支持肿瘤细胞内在HMGA1在肝细胞癌细胞中乳酸响应的代谢和免疫抑制信号传导中的作用。条件培养基实验也提示Jurkat细胞中存在相关的Treg样反应。然而，本研究设计既未确立HMGA1的乳酸化或HMGA1的Treg内在功能，也未区分残留乳酸与培养基中其他可溶性因子的效应。

试验注册

不适用。