GUT：港大团队发现增强抗肝癌免疫应答的重要分子通路！

近期，香港大学吴吕爱莲（Irene Oi-Lin NG）团队发表了一篇重要研究成果，她们揭示了FTO促进肝癌发生和发展的分子机制，即FTO可通过调控其下游靶点非转移性黑色素瘤糖蛋白B（GPNMB）上的m6A修饰来促进肝癌的进展。

具体来说，FTO通过减少GPNMB的m6A修饰，增加了GPNMB mRNA的稳定性和表达，GPNMB不仅可以激活AKT等信号通路促进肝癌细胞的增殖、迁移和侵袭，还可以包装在细胞外囊泡（sEVs）的表面，通过与CD8阳性T细胞表面受体SDC4结合，进一步抑制了CD8阳性T细胞的活化，引发免疫逃逸。

而使用FTO抑制剂CS2则可以抑制肝癌细胞的生长和转移，并增强免疫治疗的疗效。

研究发表在GUT上[1]。

论文首页截图

在本研究中，研究人员利用TCGA数据库，在包括肝癌在内的7种不同的实体瘤中，均发现了FTO表达显著上调的现象，随后又在95例原发性肝癌患者的肿瘤样本中验证了这一现象。进一步的免疫组化分析显示，FTO过表达与患者预后更差有关。

FTO过表达与患者预后更差有关

接下来，研究人员构建了FTO稳定敲低（FTO KD）的肝癌细胞系（MHCC97L和HepG2）和原位小鼠异种移植模型。结果发现，无论是在体内还是体外，FTO KD后均显著抑制了肿瘤的生长和转移，尤其是在小鼠模型中，FTO KD还降低了肝癌的肺转移几率。

体内体外研究结果

进一步，研究人员在用荧光素酶标记的免疫健全小鼠模型中发现，FTO KD不仅显著降低了肿瘤大小，还增加了肿瘤微环境中细胞毒性CD8阳性T细胞的数量。以上结果表明，FTO KD可通过增强免疫细胞的浸润和活化来抑制免疫健全小鼠的肿瘤生长。

为了更深入地了解FTO促进肝癌的分子机制，研究人员对FTO KD的肝癌细胞系进行了RNA-seq测序和基因富集分析，并在133个下调的差异表达基因中，锁定了3个与细胞迁移有关的FTO下游靶基因，即GPNMB、PDGFB和ROBO4。也就是说，FTO KD显著下调了这三个基因的表达。

基因富集分析

为了确认FTO对3种基因表达的影响依赖于自身的m6A去甲基化酶活性，研究人员构建了FTO野生型（FTO-WT）和突变型（FTO-MUT，失去了去甲基化酶活性）肝癌细胞。

结果显示，研究人员在FTO-WT过表达细胞中均可以观察到3种基因的mRNA表达上调的现象，但是在FTO-MUT过表达细胞中，只有GPNMB的mRNA水平上升的效应被消除了。

通过进一步的功能验证和m6A-Seq分析，研究人员绘制了m6A修饰图谱，并在该图谱中发现，FTO KD会导致m6A丰度增加，但只有在GPNMB mRNA上，m6A丰度增加得最明显。

GPNMB mRNA上m6A丰度增加

这一结果确定了GPNMB是FTO的直接下游靶点，FTO对GPNMB表达的影响依赖于自身的m6A去甲基化酶活性。

机制上，研究人员发现，FTO通过减少GPNMB的m6A修饰，使m6A识别蛋白（YTHDF2）无法有效地结合和降解GPNMB mRNA，这进一步增加了GPNMB mRNA的稳定性和表达。

而GPNMB的过表达不仅可以激活AKT、ERK和WNT 等信号通路来促进肝癌细胞的增殖、迁移和侵袭，还可以包装在sEVs的表面，通过与CD8阳性T细胞表面受体SDC4结合，进一步抑制CD8阳性T细胞的活化，引发免疫逃逸。

研究机制图

最后，研究人员发现，使用FTO抑制剂CS2可以抑制肝癌细胞的生长和转移，并增强了索拉非尼的抗肿瘤疗效。此外，研究还发现，与单独使用抗PD-1抗体相比，CS2与抗PD-1抗体联用，可显著抑制小鼠肿瘤的生长。

总之，该研究不仅揭示了FTO促进肝癌发生和发展的分子机制，还证实了靶向FTO/m6A/GPNMB轴可能是未来治疗肝癌的有效策略。

参考文献：

[1]Chen A, Zhang VX, Zhang Q, Sze KM, Tian L, Huang H, Wang X, Lee E, Lu J, Lyu X, Lee MJ, Wong CM, Ho DW, Ng IO. Targeting the oncogenic m6A demethylase FTO suppresses tumourigenesis and potentiates immune response in hepatocellular carcinoma. Gut. 2024 Jun 5:gutjnl-2024-331903.