《Apoptosis》:Lactate-associated H3K18la upregulates RNF166 to promote immune evasion in hepatocellular carcinoma by remodeling c-Jun ubiquitination
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肝细胞癌(HCC)是癌症相关死亡的主要原因,PD-L1介导的免疫逃逸是肿瘤免疫抑制的重要机制,也是免疫检查点阻断的重要靶点。研究人员发现RNF166是一种促进HCC免疫逃逸的E3泛素连接酶。RNF166在HCC组织中上调并与PD-L1水平相关,但RNF166不
肝细胞癌(HCC)是癌症相关死亡的主要原因,PD-L1介导的免疫逃逸是肿瘤免疫抑制的重要机制,也是免疫检查点阻断的重要靶点。研究人员发现RNF166是一种促进HCC免疫逃逸的E3泛素连接酶。RNF166在HCC组织中上调并与PD-L1水平相关,但RNF166不直接影响HCC细胞增殖或凋亡。在免疫健全小鼠模型中,RNF166过表达加速肿瘤生长并抑制CD8+ T细胞浸润与杀伤功能,该效应依赖PD-L1信号并在免疫缺陷背景下减弱。机制上,RNF166与c-Jun物理互作,促进c-Jun在K50/K56位点的K63连接泛素化(K63-linked ubiquitination),伴随K48连接泛素化(K48-linked ubiquitination)减少并增强c-Jun稳定性。稳定的c-Jun结合PD-L1启动子并促进其转录,从而将RNF166介导的c-Jun稳定与肿瘤免疫抑制联系起来。上游乳酸蓄积增加RNF166启动子处H3K18la富集,促成RNF166转录上调。治疗上,c-Jun药理抑制剂T-5224增强抗PD-L1阻断的抗肿瘤效应。综上,研究人员阐明乳酸-H3K18la-RNF166-c-Jun-PD-L1轴促进HCC免疫逃逸,并提示靶向RNF166或RNF166-c-Jun轴可改善PD-1/PD-L1免疫治疗。
研究背景方面,肝细胞癌(HCC)预后差,以抗PD-1/PD-L1为代表的免疫检查点抑制剂已成为不可切除HCC的重要治疗方向,但原发或继发耐药限制疗效。PD-L1表达受基因组、转录、转录后及翻译后多层次调控;c-Jun作为AP-1复合物转录因子可直接激活PD-L1;蛋白乳酸化(lactylation)尤其是组蛋白H3K18la近年被发现可调控转录与免疫,但其在HCC免疫逃逸中的作用不清。RNF166属RING-UIM家族E3泛素连接酶,在结直肠癌等中有促癌报道,但在HCC及肿瘤免疫调节中功能未知。因此,研究人员开展本研究以明确RNF166是否及如何参与HCC免疫逃逸。
论文发表于《Apoptosis》。研究人员通过多队列数据库与临床组织芯片发现RNF166在HCC中上调;体内外实验表明RNF166不依赖肿瘤细胞内在增殖/凋亡,而是通过上调PD-L1抑制CD8+ T细胞抗肿瘤反应;机制上提出乳酸-H3K18la-RNF166-c-Jun-PD-L1轴,并证明c-Jun抑制可增敏抗PD-L1治疗。该研究意义在于把代谢物乳酸、组蛋白乳酸化、E3连接酶、转录因子与免疫检查点串联起来,为HCC免疫治疗耐药提供新机制与联合策略。
主要关键技术方法包括:利用TIMER2.0、ICGC LIRI-JP、GSE190174、GSE202069、GEPIA2等公开队列及临床HCC组织微阵列进行表达与相关性分析;免疫沉淀质谱(IP-MS)与KEGG富集锁定c-Jun;外源/内源共免疫沉淀、GST pull-down、结构对接验证互作;环己酰亚胺追踪、MG132及自噬抑制剂处理分析c-Jun蛋白稳定性;K-only/K-to-R泛素突变、连接类型特异性HA-Ub证明K63/K48连接重塑;双荧光素酶报告与染色质免疫沉淀定量PCR(ChIP-qPCR)证实c-Jun结合PD-L1启动子;乳酸、LDHA抑制、H3K18la ChIP-qPCR分析上游表观代谢调控;免疫健全C57BL/6小鼠皮下与原位模型、抗PD-L1与c-Jun抑制剂T-5224治疗实验评估免疫与疗效。
研究结果如下。RNF166 is upregulated in HCC but does not affect intrinsic tumor growth:研究人员通过泛癌与HCC队列、组织芯片及过表达/敲低细胞实验显示RNF166在HCC中上调,但集落形成、CCK-8、EdU及裸鼠/NOD-SCID鼠实验表明其不改变肿瘤细胞增殖、凋亡或免疫缺失环境下的肿瘤生长。RNF166 upregulates PD-L1 and suppresses antitumor T-cell responses:在人HCC细胞与Hepa1-6小鼠肝癌细胞中,RNF166过表达升高PD-L1 mRNA、蛋白及膜表面表达;C57BL/6皮下与原位模型显示肿瘤增长更快,CD8+ T细胞浸润及GZMB、TNF-α、IFN-γ杀伤功能下降。PD-L1 knockdown attenuates RNF166-mediated immunosuppression:在RNF166过表达背景下敲低PD-L1,皮下与原位模型中肿瘤生长受抑,CD8+ T细胞浸润与杀伤标志物恢复,说明RNF166促瘤高度依赖PD-L1。RNF166 interacts with c-Jun:IP-MS、KEGG、质谱肽段、内/外源Co-IP、免疫荧光共定位与GST pull-down共同证明RNF166与c-Jun存在物理互作。RNF166 stabilizes c-Jun protein:RNF166改变c-Jun蛋白而非mRNA水平;MG132可回救敲低所致c-Jun下降,环己酰亚胺追踪显示RNF166减慢c-Jun降解,提示通过蛋白酶体途径稳定c-Jun。RNF166 remodels the ubiquitin linkage pattern of c-Jun:RNF166不显著改变c-Jun总泛素化,但促进K63连接泛素化、降低K48连接泛素化;RING域失活突变体C33A/C36A失效;K50/K56是主要被K63连接修饰位点。RNF166 upregulates PD-L1 through c-Jun stabilization and promoter binding:c-Jun回补或敲低、T-5224抑制均验证PD-L1依赖c-Jun;c-Jun-K50R/K56R稳定性差且促PD-L1能力弱;JASPAR预测、荧光素酶与ChIP-qPCR表明c-Jun结合PD-L1启动子位点2/3驱动转录;临床芯片中RNF166与c-Jun、PD-L1正相关,与CD8、GZMB负相关。Targeting the RNF166–c-Jun axis enhances the response to PD-L1 blockade:抗PD-L1在RNF166高表达肿瘤中疗效更明显且依赖CD8+ T细胞;T-5224联合抗PD-L1较单药更强地抑制肿瘤并延长生存。Lactate-associated H3K18la promotes RNF166 transcription in HCC cells:乳酸处理上调RNF166与H3K18la;LDHA敲低、乳酸脱氢酶抑制、C646及H3K18la ChIP-qPCR证明乳酸-LDHA-H3K18la富集于RNF166启动子并驱动其转录。
讨论部分总结:研究人员指出PD-L1/PD-1仍是临床核心 checkpoint,既往研究多关注PD-L1直接泛素化/去泛素化或间接调控转录因子;本研究补充了E3连接酶通过重塑c-Jun泛素连接模式间接激活PD-L1转录的证据。RNF166不同于结直肠癌中的促增殖角色,在HCC中主要表现为免疫调节;临床组织与相关分析支持该轴存在,但RNF166单独预后价值有限。催化失活实验说明其E3活性必要,K48下降可能来自位点竞争、空间位阻、去泛素酶招募改变等,不宜简单理解为直接去除K48链。该工作为联合c-Jun抑制与PD-L1阻断提供机制依据。
研究结论部分翻译:研究人员阐明乳酸-H3K18la-RNF166-c-Jun-PD-L1轴促进HCC免疫逃逸;RNF166作为E3泛素连接酶通过K63连接泛素化稳定c-Jun,使c-Jun结合PD-L1启动子并上调PD-L1,抑制CD8+ T细胞功能;上游乳酸蓄积经H3K18la转录上调RNF166;c-Jun抑制剂T-5224可增强抗PD-L1疗效。该结论提示靶向RNF166或RNF166-c-Jun轴有望改善PD-1/PD-L1免疫治疗反应。