靶向异质核糖核蛋白C重编程巨噬细胞代谢以促进吞噬作用并抑制急性髓系白血病

《Journal of Pharmaceutical Analysis》：Targeting heterogeneous nuclear ribonucleoprotein C reprograms macrophage metabolism to promote phagocytosis and suppress acute myeloid leukemia

　　

急性髓系白血病（AML）由骨髓微环境中复杂细胞互作驱动，其中肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）与白血病干细胞（LSCs）发挥关键调控作用。研究人员探究m6A阅读蛋白异质核糖核蛋白C（HNRNPC）如何调节巨噬细胞功能并影响AML进展。单细包RNA测序（scRNA-seq）鉴定出十六种细胞类型，发现AML中巨噬细胞与其他细胞群互作增强，而M1巨噬细胞相关互作减少。整合转录组与代谢组分析确定HNRNPC是通过代谢通路调节巨噬细胞活性的关键m6A相关调控因子。体外实验中，沉默HNRNPC增强三羧酸（TCA）循环活性与三磷酸腺苷（ATP）产生，促进M1极化、增强肿瘤细胞识别与吞噬及抗肿瘤免疫。体内实验中，巨噬细胞特异性删除HNRNPC显著抑制AML荷瘤小鼠肿瘤生长并延长生存。综上，HNRNPC是连接m6A修饰与巨噬代谢重编程及免疫激活的中枢介质，为AML治疗干预提供潜力。

研究背景方面，急性髓系白血病（AML）治疗与预后挑战大，肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）是肿瘤微环境（TME）关键组分，其极化状态决定功能多样性，M1促炎、M2免疫抑制。m⁶A阅读蛋白如YTHDF2、IGF2BP3在AML与TAMs中已有部分研究，但另一m⁶A阅读蛋白异质核糖核蛋白C（HNRNPC）在TAMs中的功能尚不清楚。研究人员因此聚焦巨噬细胞特异性HNRNPC，欲阐明其经代谢与免疫重编程调控巨噬细胞与白血病干细胞（LSCs）互作的机制，为AML提供巨噬靶向策略。

论文发表于《Journal of Pharmaceutical Analysis》。研究人员通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）、 bulk转录组测序、液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）代谢组学、CellChat细胞互作分析、慢病毒介导巨噬基因敲低/过表达、流式细胞术（FCM）、酶联免疫吸附试验（ELISA）、Seahorse线粒体呼吸检测、透射电镜（TEM）、免疫荧光及体内巨噬细胞特异性HNRNPC敲除小鼠模型（C57BL/6背景，Hnrnpc^fl/fl与Lyz2-Cre交配，C1498-luc细胞尾静脉造模）开展研究，得出HNRNPC缺失促巨噬M1极化、增强吞噬并抑制AML的结论，意义在于揭示m⁶A阅读蛋白在造血恶性病免疫代谢中的新机制与治疗靶点。

主要关键技术方法如下：研究人员使用正常与AML小鼠股骨胫骨骨髓样本队列（C57BL/6雄鼠），以scRNA-seq和SingleR注释细胞类型，CellChat分析细胞互作；对分选巨噬细胞做bulk RNA-seq与LC-MS/MS代谢组学整合分析；用慢病毒在骨源巨噬细胞（BMDMs）中敲低/过表达Hnrnpc；以LPS+IFN-γ诱导M1、IL-4诱导M2；用流式、ELISA、Seahorse测耗氧率（OCR）、共聚焦看吞噬、TEM看线粒形态；体内用Lyz2-Cre体系实现巨噬特异HNRNPC敲除并尾注C1498-luc监测生物发光与生存。

3.1. Identification of cellular composition and heterogeneity in AML via scRNA-seq analysis：研究人员对正常与AML骨髓做scRNA-seq，质控后得39562细胞、16586基因，Harmony校正后UMAP聚为26簇并注为16类细胞（B细胞、T细胞、巨噬、M1、M2、髓系祖、干细胞等），说明AML骨髓细胞异质性高。

3.2. Dysregulation of macrophage subtypes and their interactions with other cells in AML：CellChat显示AML巨噬与T/B/淋巴/干细胞/造血祖细胞互作增强；M1互作减少、M2互作增多，流式证CD80⁺ M1下降、CD163⁺ M2上升，表明AML存在M1/M2失衡。

3.3. Identification of key genes regulating macrophage activation in AML：对正常/AML巨噬做RNA-seq得13571 DEGs，与23个m⁶A基因取交集得17个，PPI中METTL3、ALKBH5、YTHDF1、HNRNPC、METTL16连线最高，其中HNRNPC表达差异最显著，被选为核心基因。

3.4. Regulation of macrophage-derived HNRNPC protein suppresses leukemia progression：BMDMs敲低HNRNPC后与C1498共培养，CCK-8、集落、Transwell、伤口愈合显示白血病活力、克隆、迁移侵袭下降约33%—70%；过表达则促瘤。PCNA/Ki-67下调，凋亡增、周期受阻，说明巨噬HNRNPC促白血病恶性表型。

3.5. HNRNPC regulates metabolism and transcription in TAMs：sh-HNRNPC巨噬代谢组得509差异代谢物，富集抗坏血酸/醛糖酸通路；转录组13514 DEGs富集细胞周期/DNA复制；多组学显示三羧酸（TCA）循环居网络中心，提示HNRNPC经TCA影响巨噬功能。

3.6. HNRNPC regulates macrophage polarization and metabolism：sh-HNRNPC巨噬ATP、ADP、AMP升、腺苷降；MitoTracker与mt-DNA示线粒量增；Seahorse示基础与最大呼吸升；MCH32（ATP合酶抑制剂）可逆转。流式与ELISA示M1（CD80⁺、IL-1β、IL-6）增、M2（CD163⁺、IL-10）减，证HNRNPC缺失经ATP释放推M2向M1代谢重编程。

3.7. Enhancing tumor cell phagocytosis by modulating HNRNPC expression：CMFDA/CMTMR共培养8小时，共聚焦示sh-HNRNPC巨噬吞C1498增强，吞噬体入溶酶体（LAMP2）；FCM示Phago⁺中F4/80⁺CD80⁺ M1增多，表明HNRNPC沉默促M1介导吞噬。

3.8. Macrophage-specific HNRNPC-KO suppresses tumor growth and prolongs survival in AML mice：Hnrnpc^fl/fl×Lyz2-Cre鼠尾注C1498-luc，生物发光第7/14/21天示KO组瘤负荷低，KM生存延长，外周血CD45⁺CD34⁺ AML细胞减少，体内证巨噬HNRNPC缺失抑AML。

3.9. Macrophage-specific HNRNPC-KO promotes M1 polarization within the TME：KO鼠骨髓/外周FCM示F4/80⁺CD80⁺、F4/80⁺IL-6⁺ M1升，F4/80⁺CD163⁺、F4/80⁺IL-10⁺ M2降；ELISA中IL-1β/IL-6升、IL-10/精氨酸酶1（Arg1）降；CD4/CD8 T、单核、中性粒无变，说明HNRNPC缺失去选择性促M1而不扰其他免疫亚群。

讨论部分中，研究人员指出既往M-CSF、TGF-β等分子与巨噬极化有关但机制未全明；本研究创新在首次证HNRNPC于TME中调巨噬极化与吞噬，且HNRNPC作为RNA结合蛋白（RBP）可能存m⁶A非依赖功能（结合TCA酶转录本稳其表达），需用RIP-seq验证；MCH32或有脱靶，后续应以寡霉素或敲ATP合酶亚基印证；共培养中直接吞噬与旁分泌需区分，本文吞咽趋势与活力下降幅度吻合，支持接触依赖吞噬为主；PMA/Y-27632/MS-275预处理各组一致故差异归HNRNPC。研究意义在把m⁶A阅读蛋白代谓巨噬代谢—免疫轴新靶点，优于CSF1R/PI3Kγ/STAT3老路，具TME特异性。

结论翻译：研究人员阐明巨噬与白血病细胞互作机制，并系统表明靶向巨噬HNRNPC可影响AML进展；巨噬中HNRNPC调节增强细胞活性、细胞毒性与M1极化，代谢组证其调控TCA循环这一产ATP关键通路；干扰HNRNPC经激活TCA促ATP合成与释放，促成M1极化，提升对白血病细胞识别与吞噬，形成持续抗肿瘤免疫。体内证调HNRNPC显抑瘤并延命。综上，HNRNPC是巨噬介导白血病控制的中枢调控子，为AML提供新机制与治疗方向。