摘要：精准医学与蛋白组学关注国内外蛋白组学、蛋白修饰组学应用领域的科研进展，普及蛋白组学在生命科学及基础医学研究中的应用，一起交流学习。如有侵权请联系后台删除
精准医学与蛋白组学关注国内外蛋白组学、蛋白修饰组学应用领域的科研进展，普及蛋白组学在生命科学及基础医学研究中的应用，一起交流学习。如有侵权请联系后台删除
胆管癌（Cholangiocarcinoma, CCA）是第二大常见原发性肝癌，具有侵袭性强、预后差等特点。目前化疗是临床上一线的治疗手段，但普遍的耐药问题致使治疗效果不佳，患者生存率较低。因此，深入了解胆管癌进展及耐药机制，提高化疗敏感性迫在眉睫。
代谢重编程是癌症的重要特征，且与蛋白质翻译后修饰紧密相关。2011年芝加哥大学赵英明教授团队首次报道了赖氨酸琥珀酰化修饰（Lysine succinylation，Ksu）。近年来多项研究证实其参与多个核心代谢途径，在肿瘤进展中发挥关键作用。已有研究表明，琥珀酰化会影响三羧酸循环关键酶PDHA1的活性，然而，PDHA1的琥珀酰化修饰与肿瘤进展、化疗耐药性和免疫敏感性的关系尚不明确。
4月3日，中国科学技术大学第一附属医院刘连新、刘尧、王嘉倍团队在国际权威期刊（IF=14.7）上发表了题为“Cholangiocarcinoma PDHA1 succinylation suppresses macrophage antigen presentation via alpha-ketoglutaric acid accumulation”的研究成果。该研究运用琥珀酰化修饰组学技术，揭示了胆管癌中PDHA1 K83琥珀酰化抑制巨噬细胞抗原呈递的分子机制，证实靶向该通路可增强胆管癌的化疗敏感性，展现出潜在的治疗价值。
该研究首先通过对10例人类胆管癌及癌旁组织进行琥珀酰化修饰组学分析，而后锁定了PDHA1 K83位点的琥珀酰化与癌症不良预后相关，并逐步通过互作蛋白鉴定、琥珀酰化系列修饰抗体验证的方法阐明了胆管癌中PDHA1 K83琥珀酰化抑制巨噬细胞抗原呈递的分子机制，并揭示其调控酶和关键的治疗策略。景杰生物为该研究提供了琥珀酰化修饰组学、基于质谱的互作蛋白鉴定、琥珀酰化修饰泛抗体（PTM-401、PTM-419）、PDHA1 K83位点特异性琥珀酰化定制抗体（CM0401）以及琥珀酰化修饰泛抗体偶联树脂（PTM-402）支持。
1、胆管癌中PDHA1 K83高度琥珀酰化，且与不良预后相关
为明确关键代谢酶的琥珀酰化在胆管癌进展中的作用，研究者对10例人类胆管癌及癌旁组织样本进行琥珀酰化修饰组学分析，发现肿瘤组织中PDHA1 K83琥珀酰化水平较癌旁组织显著上调，且该上调是最显著的修饰变化。
体外构建PDHA1 K83R突变体证实，PDHA1 K83是胆管癌中主要的琥珀酰化修饰位点。利用景杰生物提供的位点特异性琥珀酰化抗体进行免疫组化及免疫荧光分析，进一步证实胆管癌中PDHA1 K83琥珀酰化水平高于邻近正常组织，且高水平PDHA1 K83琥珀酰化与患者的不良预后密切相关。
接着，研究人员利用免疫缺陷小鼠模型，发现免疫耗竭CD8T细胞可有效消除去琥珀酰化PDHA1对肿瘤的生长抑制，强调了效应CD8T细胞在介导PDHA1琥珀酰化对肿瘤生长影响的关键作用。同时，皮下异种移植肿瘤模型也发现PDHA1 K83琥珀酰化可显著促进胆管癌发生发展。以上结果表明，胆管癌中PDHA1 K83具有较高的琥珀酰化修饰水平，且与不良预后相关。
2、PDHA1 K83琥珀酰化通过α-KG积累重塑肿瘤微环境
为了阐明PDHA1 K83琥珀酰化对肿瘤微环境的影响，研究人员构建了巨噬细胞和胆管癌细胞共培养系统，发现PDHA1 K83R突变显著提高THP-1细胞的抗原呈递能力。
鉴于PDHA1在连接糖酵解和TCA循环中的关键作用，研究人员推测肿瘤微环境中的关键代谢产物变化对这一过程至关重要。因此利用代谢组学发现，PDHA1琥珀酰化影响了TCA循环代谢物的分泌，其中α-酮戊二酸（α-KG）的分泌受到PDHA1 K83R突变的显著抑制。
进一步的实验表明，α-KG的积累是免疫抑制性肿瘤微环境的特征，而PDHA1 K83去琥珀酰化降低的α-KG水平可以改变巨噬细胞的抗原呈递功能。代谢通量分析显示，PDHA1琥珀酰化通过影响PDH活性增加α-KG的产生。这些发现证实PDHA1 K83琥珀酰化通过调节PDH活性，增加肿瘤微环境中的α-KG水平来抑制巨噬细胞的抗原呈递功能。
3、α-KG-OXGR1-MAPK信号通路抑制巨噬细胞抗原呈递功能
为进一步明确α-KG对巨噬细胞的调控机制，研究人员对与α-KG共培养的THP-1细胞进行RNA-seq分析发现，α-KG的积累抑制了免疫反应基因的表达，如、和，这些基因对于巨噬细胞的MHC-II抗原呈递功能至关重要。基因集富集分析（GSEA）结果表明，α-KG水平的升高显著激活了MAPK信号通路。
进一步的实验表明，α-KG可通过激活OXGR1受体，激活G蛋白偶联信号通路，导致ERK磷酸化，并抑制MHC-II类分子的表达，从而削弱了巨噬细胞的抗原呈递功能。这些发现揭示了α-KG-OXGR1-MAPK信号通路在调节巨噬细胞抗原呈递功能中的关键作用。
4、DLST是PDHA1 K83琥珀酰化修饰酶
研究人员利用景杰生物琥珀酰化修饰泛抗体，结合免疫沉淀和质谱分析技术，发现琥珀酰转移酶DLST与PDHA1相互作用，并促进其琥珀酰化。
进一步的实验证明了DLST在PDHA1琥珀酰化中的作用，并发现DLST的表达与胆管癌中PDHA1 K83琥珀酰化水平呈正相关。DLST的缺失降低PDHA1 K83的琥珀酰化，同时降低PDH活性和培养基中的α-KG水平。这些结果表明DLST是PDHA1 K83琥珀酰化的调控酶，并且CPI-613作为一种琥珀酰转移酶抑制剂，可以调节PDHA1的琥珀酰化水平和相关的肿瘤免疫微环境。
5、抑制PDHA1 K83琥珀酰化显著提高胆管癌患者生存率
最后，研究回归到临床治疗效果的探究和验证上。研究者在小鼠皮下肿瘤模型和胆管癌模型中，分别使用CPI-613、吉西他滨联合顺铂以及三者联合进行治疗。结果显示，三者联合治疗显著提升治疗效果，比单独治疗更有效减少肿瘤质量，使更多小鼠保持无肿瘤状态，生存期显著延长。流式细胞术分析表明，三者联合治疗显著增加MHC-II巨噬细胞、CD4 T细胞和CD8 T细胞数量，表明免疫反应被激活。
此外，CPI-613与抗PD-1治疗联合应用，显著增强对小鼠皮下肿瘤的治疗效果，凸显了CPI-613在胆管癌治疗中的潜在应用价值。
综上所述，本研究综合运用琥珀酰化修饰组学、基于质谱的互作蛋白鉴定、琥珀酰化修饰泛抗体、特异性定制抗体验证等多种实验方法，揭示了PDHA1 K83琥珀酰化在胆管癌中的关键作用：胆管癌中PDHA1 K83位点高度琥珀酰化，通过增强PDH酶活性，引发代谢重编程，导致α-KG在肿瘤微环境中积累；α-KG激活OXGR1受体，进而激活MAPK信号通路，抑制巨噬细胞抗原呈递功能，促进免疫逃逸和肿瘤进展。此外，研究还发现DLST是PDHA1 K83琥珀酰化的“Writer”，其抑制剂CPI-613可减少PDHA1 K83琥珀酰化，降低α-KG水平，恢复巨噬细胞抗原呈递能力，增强化疗药物吉西他滨和顺铂的疗效，并与免疫治疗产生协同作用，为胆管癌治疗提供了新的潜在策略。
本研究从代谢重编程的角度出发，通过研究代谢关键酶PDHA1的琥珀酰化修饰、关键修饰酶及其小分子抑制剂在胆管癌进展中的功能，展示琥珀酰化修饰在代谢重编程以及癌症发生、发展和治疗中的巨大潜力，并强调了琥珀酰化修饰在肿瘤微环境中的重要性，及其在调节肿瘤免疫逃逸和化疗耐药中的潜在机制。未来的研究将进一步探索琥珀酰化修饰在其他癌症中的作用机制，并开发针对琥珀酰化修饰的新型治疗策略，为癌症患者带来更多的希望和选择。
景杰生物作为新型酰化修饰研究的领跑者，积累了丰富的新型酰化修饰研究经验和实验方案，可提供“从WB预筛选，新型酰化修饰组学分析，到运用丰富的酰化修饰位点特异性抗体进行功能验证，再到后续的CUT&Tag分析”等全流程服务。景杰生物PTMab抗体产品具有高特异性、高亲和力、高批间一致性等优势。合作文章已多次于Cell、Nature、Science等国际顶尖杂志上发表。
来源：景杰生物
