乳酸代谢与乳酰化在葡萄膜黑色素瘤(UM)中的作用：从代谢适应到免疫调节

《Frontiers in Immunology》：Lactate metabolism and lactylation in uveal melanoma: from metabolic adaptation to immune regulation

葡萄膜黑色素瘤（UM）是成人最常见的原发性眼内恶性肿瘤。肝脏是其最常见的转移部位，部分患者在原发性肿瘤治疗数年后才出现临床可检测的远处转移。转移性UM通常对免疫检查点阻断的应答有限。尽管GNAQ、GNA11、BAP1、SF3B1和EIF1AX的基因改变对UM的分子分型和预后分层具有重要意义，但这些因素并不能完全解释晚期转移复发、低增殖肿瘤细胞状态的持续、免疫逃逸或对肝脏转移微环境的适应。乳酸不仅是糖酵解的主要产物，也是一种免疫代谢调节因子。通过单羧酸转运体介导的转运、HCAR1/GPR81信号、细胞外囊泡相关传递以及赖氨酸乳酰化，乳酸影响肿瘤细胞状态、肿瘤–免疫代谢通信、染色质调控和转录后控制。在UM细胞研究中，外源性乳酸诱导一种静止样表型，其特征是增殖和迁移减少、氧化代谢增强、染色质组织改变以及H3K18la水平升高。肿瘤来源的乳酸通过GPR81相关信号增加PD-L1和HLA-E蛋白的稳定性，增强UM细胞抵抗T细胞和NK细胞介导的杀伤。在缺氧条件下，细胞外囊泡相关乳酸参与肿瘤细胞与免疫细胞之间的代谢通信，改变巨噬细胞状态并损害CD8⁺ T细胞效应功能。乳酰化进一步将乳酸代谢与染色质调控以及RNA修饰相关的转录后控制联系起来。在相关眼黑色素瘤模型中的研究表明，H3K18la调节YTHDF2和ALKBH3，从而影响m⁶A和m¹A相关的RNA调控。本综述总结了UM及相关眼黑色素瘤模型中乳酸产生、转运、受体信号、细胞外囊泡相关乳酸传递和乳酰化的现有研究，并讨论了它们在低增殖适应、肿瘤–免疫代谢通信、肝脏转移微环境适应和治疗抵抗中的作用。

1 引言

葡萄膜黑色素瘤（UM）是成人最常见的原发性眼内恶性肿瘤，肝脏是最常见的转移部位，部分患者可在原发肿瘤治疗数年后出现远处转移。转移性UM对常规化疗和免疫检查点抑制剂应答有限，这与低肿瘤突变负荷、眼免疫赦免、抗原呈递受损及肝脏免疫耐受有关。尽管GNAQ、GNA11、BAP1、SF3B1和EIF1AX等遗传改变对分子分型和预后分层重要，但尚不能完全解释晚期转移复发及低增殖细胞状态。乳酸不仅是糖酵解产物，还作为代谢底物、信号分子和乳酰基供体参与肿瘤细胞状态与微环境调控。本综述聚焦乳酸产生、转运、受体信号、细胞外囊泡传递和乳酰化在UM及相关眼黑色素瘤模型中的研究进展。

2 乳酸代谢与乳酰化的分子基础

增强的糖酵解中，乳酸脱氢酶A（LDHA）将丙酮酸转化为乳酸并再生NAD⁺。乳酸通过单羧酸转运体（MCT）跨膜转运，构成肿瘤细胞、基质细胞和免疫细胞间的代谢交换。细胞外乳酸可激活羟基羧酸受体1（HCAR1/GPR81），发挥信号分子功能。赖氨酸乳酰化（Kla）将乳酰基添加到赖氨酸ε-氨基，组蛋白乳酰化位点包括H3K18、H3K23、H4K8和H4K12等。H3K18la因启动子富集和功能研究较多而成为代表性位点。乳酰化还包括L-乳酰化与其他异构修饰的区分；非组蛋白乳酰化可影响蛋白稳定性、酶活性及相互作用。乳酰化受p300、ACSS2-KAT2A等酶调控，去乳酰化由HDAC1-3及SIRT1/SIRT3等介导。

3 UM中的乳酸代谢改变

UM的代谢重编程涉及糖酵解、氧化磷酸化、脂质和氨基酸代谢。miR-216a-5p/HK2轴可通过Warburg效应调节糖酵解和乳酸产生；RASD2可上调GLUT1、HK2、PKM2和LDHA等糖酵解相关分子。临床样本中，UM患者房水L-乳酸水平高于白内障对照，并与病理学有丝分裂活性相关，但尚不能作为分子分型或转移风险标志。外源乳酸可降低UM细胞增殖和迁移，并伴随氧化代谢增强和H3K18la升高，该效应可被MCT1抑制部分减弱；而HCAR1单独激活不能完全模拟。持续IL-6刺激产生的自分泌乳酸通过GPR81信号稳定PD-L1和HLA-E，增强UM细胞抵抗T细胞和NK细胞杀伤的能力。

4 眼黑色素瘤中的H3K18la及其与UM的关联

高危UM常伴随染色质重塑和代谢改变。BAP1状态与多种组蛋白修饰差异相关，部分BAP1突变亚型表现糖酵解和核苷酸合成增强，另一些则依赖脂肪酸氧化。在眼黑色素瘤组织和细胞模型中，整体赖氨酸乳酰化和H3K18la水平升高，H3K18la富集于基因启动子并与转录活跃区重叠，其丰度与复发风险相关。H3K18la可在YTHDF2和ALKBH3启动子区富集并促进其转录，从而连接染色质调控与RNA修饰。相关研究使用了UM来源细胞系（如92.1、MUM2B、OCM1）和结膜黑色素瘤细胞系，但尚未在分子分型明确的原发UM组织及肝转移灶中分别验证，因此应视为眼黑色素瘤相关机制而非UM特异性机制。

5 眼黑色素瘤中乳酰化相关的RNA调控及其对UM的意义

YTHDF1可识别m⁶A修饰的HINT2转录本并促进其多聚核糖体结合，增加HINT2蛋白表达并抑制肿瘤增殖。在UM中，ALKBH5通过去除FOXM1转录本的m⁶A修饰，增加其稳定性并促进肿瘤进展。眼黑色素瘤研究中，H3K18la在YTHDF2启动子区富集并增强其转录，YTHDF2作为m⁶A阅读蛋白，可识别PER1和TP53转录本并促使其降解。H3K18la还可促进ALKBH3表达，降低SP100A相关转录本的m¹A修饰水平，减少YTHDF1结合，降低RNA稳定性和翻译效率，进而减少PML核凝聚体。YTHDF2过表达可在乳酰化抑制后部分恢复细胞增殖和迁移能力，提示其位于H3K18la相关表型的下游。这些发现来自眼黑色素瘤研究，YTHDF2和ALKBH3分支在UM中的确切作用仍需进一步验证。

6 UM中乳酸诱导的静止样状态

静止与肿瘤休眠、细胞衰老在概念上不同。UM延迟转移的临床过程提示低增殖状态可能参与播散肿瘤细胞的长期存活。尸检研究观察到UM微转移灶可长期存在且增殖活性极低或无增殖。体外实验中，20 mmol/L乳酸处理92.1细胞可降低增殖和迁移能力，增加SIRT1、PGC-1α、TFAM及呼吸链相关基因表达，同时伴随异染色质比例降低、核增大、H3K18la水平升高以及p53、p21和FOXO3表达上调。MCT1抑制可部分减弱该效应，而HCAR1选择性激活不能完全模拟。该表型被视为乳酸诱导的静止样状态，但其是否可逆、细胞能否在撤除乳酸后重新进入细胞周期，仍需通过细胞周期再进入和克隆原再生实验验证。

7 乳酸相关的免疫抑制及乳酰化的潜在作用

转移性UM对免疫检查点抑制剂的总缓解率较低。乳酸可在代谢水平抑制效应淋巴细胞，高细胞外乳酸通过扰乱跨膜乳酸梯度限制T细胞MCT1介导的乳酸外排，损害CD8⁺ T细胞和NK细胞功能，并促进巨噬细胞向免疫抑制表型转变。UM细胞中，持续IL-6刺激上调PKM和LDHA，促进自分泌乳酸，通过GPR81降低cAMP/PKA活性，减少PD-L1和HLA-E的泛素化降解，增强对T细胞和NK细胞杀伤的抵抗。缺氧条件下，UM细胞释放含乳酸的细胞外囊泡（EV），可增加巨噬细胞CD206表达及ECAR/OCR比值，分泌IL-10和TGF-β，并诱导CD8⁺ T细胞PD-1和TIM-3共表达及细胞毒功能降低。乳酰化在免疫微环境中的作用主要来自其他肿瘤类型和髓系细胞模型，在UM中尚缺少直接数据。

8 UM肝脏转移微环境中的乳酸代谢

肝脏是UM最常见转移部位，肝小叶内氧张力和代谢底物存在区域性差异，肝窦内皮细胞、Kupffer细胞、肝星状细胞和淋巴细胞共同构成免疫代谢微环境。UM肝转移灶通常淋巴细胞浸润有限而巨噬细胞相对丰富。UM肝转移的1?F-FDG摄取存在显著异质性，高SUVmax与更差生存相关，但FDG摄取不能区分糖酵解、氧化代谢和生物合成。UM细胞可通过旁分泌VGF激活肝星状细胞TGF-β-SMAD信号，BAP1缺失通过GDF15诱导肝星状细胞产生细胞外基质、炎症因子和血管生成因子。在其他癌症和肝纤维化模型中，乳酸可抑制肝脏常驻NK细胞，或通过H3K18la激活肝星状细胞，但这些过程是否发生于UM肝转移仍不清楚，需要结合空间代谢分析和细胞类型分辨的乳酰化谱研究。

9 靶向乳酸代谢和乳酰化的治疗意义

靶向乳酸相关干预覆盖产生、局部蓄积、跨膜转运、受体信号和乳酰化调控。CoMnFe纳米酶介导的乳酸消耗联合放疗已在UM模型中获得临床前证据，其抗肿瘤效应同时涉及氧分压改善和自由基产生。MCT1抑制剂AZD3965已在非UM晚期实体瘤或淋巴瘤患者中开展I期临床研究，观察到可逆性视网膜电图异常等剂量限制性毒性，因此对眼科应用需监测视网膜结构和视功能。MCT4抑制剂AZD0095在动物研究中显示出抗肿瘤活性，但尚未在UM中评估。RASD2或GAPDHS沉默可抑制UM糖酵解和肿瘤生长，但这些靶点还影响葡萄糖摄取、能量代谢和氧化还原平衡。乳酰化靶向治疗面临分子选择性挑战，p300和HDAC同时调控乙酰化及其他赖氨酸酰化修饰，YTHDF2或ALKBH3抑制并非特异性靶向H3K18la。目前尚无任何乳酸或乳酰化靶向策略在UM中确立临床疗效。

10 讨论

乳酸诱导的静止样状态可能与UM延迟转移相关，但不等同于体内肿瘤休眠，需要验证细胞在撤除乳酸后的可逆性和克隆原能力。H3K18la不应被赋予固定致癌或抑癌功能，其效应取决于肿瘤来源、乳酸暴露、代谢状态和基因组分布。泛癌多组学分析显示，UM中乳酰化相关转录评分与较好预后相关，而眼黑色素瘤中H3K18la丰度与较差临床结局相关，两者并非同一测量维度。H3K18la对YTHDF2和ALKBH3的调控展示了乳酰化连接转录与RNA修饰的机制，但在UM中尚未充分刻画。乳酸可通过自分泌信号或细胞外囊泡同时影响肿瘤细胞和免疫细胞，而乳酰化在髓系细胞和免疫检查点蛋白中的具体作用仍需在UM原发灶和肝转移灶中评估。肝转移灶的糖代谢异质性以及肝星状细胞、内皮细胞和常驻免疫细胞的参与，提示应综合分析不同细胞区室的乳酸产生、摄取和利用。

11 结论

在UM中，乳酸相关调控包括乳酸产生和转运变化、经HCAR1/GPR81及细胞外囊泡介导的信号传递，以及乳酰化相关染色质与RNA调控。现有证据表明，乳酸可能参与低增殖肿瘤细胞状态的维持、PD-L1和HLA-E蛋白稳定性调节、免疫细胞功能障碍以及肿瘤-免疫代谢通信。乳酰化可通过H3K18la调控YTHDF2和ALKBH3，将乳酸代谢与RNA修饰网络关联，但这一机制目前主要基于眼黑色素瘤研究。未来应在UM临床样本、患者来源模型和肝转移灶中明确乳酸产生和转运、乳酰化位点、RNA修饰、免疫功能及转移表型之间的因果关系，以评估其在延迟转移、免疫检查点阻滞抵抗和联合治疗中的转化价值。