frontier-banner
Frontiers
Home>Frontiers>

Molecular Cancer | ADM-RAMP1-EBP信号轴介导脂质代谢重编程驱动肝细胞癌免疫治疗耐药

Molecular Cancer | ADM-RAMP1-EBP信号轴介导脂质代谢重编程驱动肝细胞癌免疫治疗耐药
--

小赛推荐:

该研究揭示了肝细胞癌中脂质代谢与免疫微环境互作的深层机制,为设计靶向TAM和代谢通路的联合治疗策略提供了明确方向。

 

文献概述

本文《Multimodal sequencing identifies synergistic mechanisms driving resistance to neoadjuvant nivolumab treatment in hepatocellular carcinoma》,发表于《Molecular Cancer》杂志,系统探讨了肝细胞癌(HCC)患者对新辅助nivolumab治疗耐药的分子与空间免疫机制。通过整合空间转录组、单细胞RNA测序和脂质组学多组学技术,研究团队揭示了肿瘤相关巨噬细胞(TAM)、脂质富集的肿瘤细胞与耗竭CD8 T细胞在肿瘤边界形成物理与功能屏障,从而限制免疫细胞浸润。此外,研究鉴定出ADM-RAMP1-EBP信号轴在介导肿瘤细胞脂质合成与免疫逃逸中的关键作用,为克服免疫检查点抑制剂耐药提供了新靶点。

背景知识

肝细胞癌(HCC)是全球癌症相关死亡的主要原因之一,多数患者确诊时已失去手术机会,晚期患者预后极差。尽管免疫检查点抑制剂(如抗PD-1抗体nivolumab)显著改善了部分患者的生存,但总体响应率有限,且耐药机制尚不清晰。目前对TAM在HCC中的异质性及其与肿瘤细胞代谢互作的理解仍不充分,尤其缺乏空间维度上的动态解析。研究瓶颈在于:如何在保留空间信息的前提下,系统揭示肿瘤微环境(TIME)中多细胞亚群互作网络与代谢重编程的关系。本研究通过多模态测序技术切入,精准定位耐药患者中脂质代谢异常与免疫排斥表型的协同机制,为开发预测性生物标志物和干预靶点提供了理论基础。

 

针对肝细胞癌免疫治疗耐药机制研究,我们提供全基因组人源化小鼠模型HUGO-GT®,支持精准模拟人类基因表达与调控,适用于肝癌免疫微环境及药物疗效评估研究。该模型可稳定遗传并兼容多种基因编辑技术,是研究肿瘤-免疫代谢互作的理想平台。

 

研究方法与核心实验

研究团队纳入了接受新辅助nivolumab治疗的HCC患者队列,结合bulk RNA-seq、空间转录组(ST-seq)和单细胞RNA-seq(scRNA-seq)技术,系统比较了响应者(R)与非响应者(NR)的肿瘤免疫微环境差异。利用空间转录组技术,作者实现了在组织切片上对基因表达进行空间定位,从而精确描绘了脂质合成相关基因在肿瘤边界区域的富集现象。通过非负矩阵分解(NMF)和BayesPrism去卷积分析,进一步解析了不同区域中肿瘤细胞、TAM和CD8 T细胞的空间分布与功能状态。此外,使用TCGA数据进行生存分析验证了脂质生成评分与预后的关系,增强了发现的临床相关性。

关键结论与观点

  • 非响应者肿瘤微环境中免疫细胞浸润稀疏,呈现免疫排斥表型,提示TIME结构决定治疗响应 —— 这为后续免疫治疗监测提供了组织学判读标准
  • TAM、耗竭CD8 T细胞与脂质富集的肿瘤细胞在肿瘤边界共定位,形成物理屏障阻碍T细胞浸润 —— 支持靶向TAM-肿瘤互作以打破免疫排斥
  • ADM-RAMP1-EBP信号轴在非响应者中显著激活,驱动肿瘤细胞脂质合成 —— 提示ADM或RAMP1可作为耐药预测标志物及干预靶点
  • 体外功能实验验证:敲低RAMP1可抑制EBP表达并逆转TAM向M2极化,增强CD8 T细胞毒性 —— 证实该轴是可药化的功能性通路
  • 小鼠模型中,EBP抑制剂联合抗PD-1治疗显著增强抗肿瘤效应,呈现协同作用 —— 支持EBP为联合治疗新靶点

研究意义与展望

该研究为肝细胞癌的精准免疫治疗提供了机制框架,强调了代谢重编程与免疫抑制微环境的协同作用。从药物开发角度,ADM-RAMP1-EBP轴为小分子或抗体干预提供了新靶点,尤其EBP作为脂质合成关键酶,具有较高的可成药性。在临床监测方面,空间多组学特征(如边界脂质热点与TAM聚集)有望成为预测nivolumab疗效的组织生物标志物。此外,该研究支持将脂质代谢抑制剂纳入联合免疫治疗策略,推动从“单一免疫检查点”向“微环境代谢-免疫”双重干预的转化。

 

为深入探索TAM与肿瘤细胞互作机制,我们提供免疫系统人源化小鼠模型,支持完整人类免疫系统重建,可用于研究人类TAM极化、CD8 T细胞耗竭及免疫检查点抑制剂疗效。模型适用于肝癌微环境重建与药效评价,助力转化医学研究。

 

结语

本研究通过多模态测序技术,系统揭示了肝细胞癌对nivolumab耐药的协同机制:肿瘤细胞在TAM来源的ADM信号驱动下,通过RAMP1-EBP轴增强脂质合成,形成免疫排斥边界,阻碍CD8 T细胞浸润并促进耗竭。这一发现不仅深化了对TIME空间异质性的理解,也为临床提供了可操作的生物标志物和治疗靶点。从实验室到临床,靶向ADM-RAMP1-EBP信号或其下游脂质代谢通路,有望成为克服免疫治疗耐药的新策略。特别是EBP抑制剂与抗PD-1的联合方案,已在小鼠模型中展现出强效协同作用,具备快速进入临床验证的潜力。该研究为构建“代谢-免疫”双靶向治疗范式奠定了基石,推动肝细胞癌从经验性治疗向机制导向精准治疗的转变。

 

文献来源:
Fanhong Zeng, Jiaxin Guo, Zheng Zeng, Daniel Wai-Hung Ho, and Irene Oi-Lin Ng. Multimodal sequencing identifies synergistic mechanisms driving resistance to neoadjuvant nivolumab treatment in hepatocellular carcinoma. Molecular Cancer.
抗体结构预测
ImmuneBuilder包括ABodyBuilder2、NanoBodyBuilder2、TCRBuilder2,专门用于预测免疫蛋白的结构(如抗体、纳米抗体和T细胞受体),采用了AlphaFold-Multimer的结构模块,并进行了特定于免疫蛋白的修改,以提高预测准确性。ImmuneBuilder能够快速生成与实验数据相近的免疫蛋白结构,速度远超AlphaFold2,且无需大型序列数据库或多序列比对。该工具的特点包括高准确性、快速预测和开源可访问性,适用于大规模序列数据集的结构分析,特别是在下一代测序数据的免疫蛋白结构研究中。ImmuneBuilder还提供了误差估计,帮助过滤错误模型,增强了其在生物治疗和免疫学研究中的应用价值。图1是AbBuilder2的架构图,NanoBodyBuilder2与TCRBuilder2也采用一样的架构。