中山大学附属第一医院何伟玲/王子洋团队、广州大学王雄军团队、珠海市人民医院陆骊工团队联合在Science Advances发表题为 ACSL6-activated IL18R1-NF-κB promotes IL18-mediated tumor immune evasion and tumor progression 的研究论文。研究发现ACSL6在肝癌发病机制中是一个潜在的适配器,激活IL- 18-NF - κB轴介导的肿瘤免疫逃避,为开发有效的癌症免疫治疗策略提供了有价值的见解。
在肝癌小鼠中注射AAV8-shAcsl6,Acsl6表达量降低,并阻碍肿瘤进展
01研究背景
肝癌是世界上第六大常见的癌症,由于其高复发和高转移率,导致肝癌患者的总体生存率较差。免疫检查点抑制剂(ICIs)已成为晚期肝癌的主要治疗药物,然而,只有20%至30%的肝癌患者对免疫治疗有反应。近期研究表明,IL-18信号的异常激活调节肿瘤的免疫逃避和进展,但其潜在机制尚不清楚。长链酰基辅酶A (CoA)合成酶(ACSLs)由ACSL1、ACSL3、ACSL4、ACSL5和ACSL6五种异构体组成,是催化脂肪酸活化的第一步,促进随后的脂肪酸分解代谢和合成代谢的关键酶。大量研究表明,ACSL上调与肿瘤进展有关,但具体作用机制有待进一步探究。
02 研究结果分享
1、ACSL6通过与IL-18R1形成复合物激活IL-18-IL-18R1-NF-κB通路
首先,作者明确了ACSs在肝癌中的功能,发现ACSL6在肝癌中上调,其高表达与肝癌患者预后不良相关;ACSL6在肝癌中促进肿瘤生长和转移,而不依赖于其酶活性。为了研究ACSL6促进肝癌进展的机制,作者进行了质谱分析和共免疫沉淀实验,发现IL-18R1在肝癌细胞中与ACSL6相互作用,这种相互作用在IL-18刺激下得到加强,并且不依赖于ACSL6酶活性。进一步探究ACSL6与IL-18R1相互作用的机制,发现ACSL6和IL-18R1在细胞膜上共定位并相互作用,IL-18刺激诱导ACSL6易位到膜上,与IL-18R1形成复合物。IL-18R1作为IL-18的受体,将IL-18信号从细胞外传递到细胞内,激活NF-κB通路。进一步实验发现ACSL6在IL-18刺激下激活了NF-κB信号通路,ACSL6通过募集IL-18RAP,增强IL-18R1与IL-18RAP之间的相互作用,从而激活IL-18R1-NF-κB信号通路,促进肝癌细胞的增殖和迁移。
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图1.ACSL6通过与IL-18R1形成复合物激活IL-18-IL-18R1-NF-κB通路
2、IL-18诱导ACSL6 pS674易位,从而激活IL-18R1-NF-κB信号通路
IL-18刺激导致ACSL6和IL-18R1相互作用和ACSL6膜定位的机制尚不清楚。磷酸化是一个重要的翻译后修饰,在信号级联中调节蛋白质功能或亚细胞位置。为了确定ACSL6是否在IL-18刺激下发生翻译后修饰,作者检测了ACSL6的磷酸化、泛赖氨酸甲基化和泛赖氨酸乙酰化。结果表明,在IL-18刺激下,只有ACSL6的丝氨酸磷酸化增加。进一步实验发现ACSL6 S674磷酸化(pS674)通过促进IL-18R异源二聚体形成来调节IL-18信号传导的适配器功能。接下来,作者研究了ACSL6 pS674的激酶,ERK1/2抑制剂能减弱IL-18诱导的ACSL6 pS674,ACSL6与ERK2结合,但不与ERK1结合。体外激酶测定发现ERK2能直接磷酸化ACSL6 pS674,表明ERK2是ACSL6 pS674所必需的。进一步结果表明ACSL6作为连接IL-18信号和NF-κB激活的适配器,促进肝癌的进展。
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图2. IL-18诱导ACSL6 pS674激活NF-κB信号
3、ACSL6 pS674促进TANs和TAMs的募集,从而促进IL-18介导的肿瘤免疫逃逸
作者推测ACSL6可能参与了IL-18介导的免疫逃避。通过查询TCGA数据库中肝癌患者的公开转录组数据,发现ACSL6与CD8+ T细胞水平呈负相关,可能在肝癌中促进免疫逃避。进一步研究ACSL6 pS674是否会影响微环境中ACSL6可能的肿瘤细胞外源性功能,发现ACSL6抑制CD8+ T细胞的浸润和活化。免疫抑制细胞,如肿瘤相关中性粒细胞(TANs)和肿瘤相关巨噬细胞(TAMs),已被报道通过抑制CD8+ T细胞的浸润和活化来诱导免疫抑制作用并促进肿瘤进展。作者研究了TANs和TAMs在TME中的浸润,发现ACSL6 pS674是TANs和TAMs募集所必需的,从而促进肝癌的免疫逃逸并促进肿瘤进展。为了验证ACSL6在肿瘤免疫逃避中的作用,作者建立了肝癌小鼠,并注射靶向Acsl6基因的AAV8-miR30-shRNA(AAV8-shAcsl6)以敲低Acsl6的表达。结果发现在肝癌小鼠中注射AAV8-shAcsl6的可阻断肿瘤进展,肝脏重量、肝脏重量/体重比和肿瘤数量均下降,而过表达Acsl6的小鼠出现了大量的肿瘤负荷。Acsl6的下调促进了CD8+ T细胞的浸润,抑制了TANs和TAMs的募集,Acsl6过表达显著降低CD8+ T细胞浸润,增加TANs和TAMs募集,提示Acsl6促进肿瘤免疫逃避。
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图3. ACSL6 pS674促进TANs和TAMs的募集
03 小结
本研究发现ACSL6在肝癌发病机制中是一个潜在的关键致癌因子。ACSL6促进IL-18介导的肿瘤生长、转移和免疫逃避,独立于其代谢酶活性。机制上,在IL-18刺激下,ACSL6在S674位点被ERK2磷酸化,并招募IL-18RAP与IL-18R1相互作用,从而增强IL-18R1-IL-18RAP异源二聚体,触发NF-κB依赖性基因表达,促进肿瘤发展。