乳酸通过C/EBPα-CD74轴代谢重编程肿瘤相关巨噬细胞并损害其抗原提呈能力：口腔鳞癌免疫治疗新视角

《Clinical and Translational Medicine》：Lactate-induced metabolic reprogramming of TAMs impairs antigen presentation capacity via C/EBPα–CD74 axis in oral squamous cell carcinoma

本综述聚焦于口腔鳞状细胞癌（OSCC）肿瘤微环境（TME）中，肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）抗原提呈功能失调的机制。研究发现，肿瘤细胞代谢产生的乳酸会诱导TAMs发生代谢重编程，过度激活氧化磷酸化（OXPHOS），进而驱动关键转录因子C/EBPα的乙酰化，从而抑制了抗原提呈关键蛋白CD74的表达。这一乳酸-C/EBPα-CD74轴的失调，直接削弱了TAMs的抗原提呈能力，抑制了T细胞活化，最终促进了OSCC的进展与复发。该研究揭示了代谢重编程与免疫功能障碍之间的新联系，为靶向TAMs的OSCC免疫治疗提供了潜在新靶点。

　　

CD74^hiTAMs的减少与口腔鳞癌的不良预后相关

研究通过对患者肿瘤组织进行单细胞RNA测序（scRNA-seq），在髓系细胞中鉴定出四个不同的肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）亚群，其中CD74^hiTAMs高表达与抗原加工提呈相关的基因（如CD74、CIITA、HLA-DRA）。临床分析发现，在复发肿瘤中，CD74^hiTAMs的比例显著降低。对61例OSCC患者组织的多重免疫荧光染色进一步证实，TAMs中CD74的表达水平（以CD74/CD68评分衡量）与患者的肿瘤分化等级、淋巴结转移、临床分期及复发状态显著相关。生存分析显示，CD74^hiTAMs高浸润的患者具有更好的总生存期（OS）和无病生存期（DFS），并且CD74/CD68评分与肿瘤内CD8⁺T细胞的浸润呈正相关，提示CD74^hiTAMs可能与“免疫热”肿瘤微环境（TME）相关。

CD74是TAMs发挥抗原提呈功能的关键分子

为探究CD74在TAMs中的直接功能，研究构建了髓系细胞特异性CD74条件性敲除（CKO）小鼠模型。功能实验表明，与对照相比，CD74缺失的骨髓源性巨噬细胞（BMDMs）和TAMs其吞噬能力、抗原加工（以DQ-OVA荧光强度评估）以及抗原提呈能力（以激活OT-II CD4⁺T细胞增殖的能力评估）均显著受损。此外，CD74敲除导致TAMs表面MHC II类分子表达下调，而免疫抑制性标志物CD206表达上调。在体实验中，CD74 CKO小鼠肿瘤内的CD4⁺和CD8⁺T细胞浸润减少，且CD4⁺T细胞的活化标志物CD25和CD69表达降低，脾脏T细胞则表现出耗竭标志物PD-1表达增加和IFN-γ分泌减少。这些结果直接证明了CD74对于维持TAMs的抗原提呈功能和抗肿瘤免疫至关重要。

肿瘤进展与复发加剧TAMs的抗原提呈功能障碍

研究发现，肿瘤微环境可动态抑制巨噬细胞功能。用OSCC细胞系MTCQ1的条件培养基处理BMDMs，可模拟TME条件，显著抑制其吞噬、抗原加工和提呈能力。在体实验中，与腹腔巨噬细胞（PEMs）相比，早期肿瘤中的TAMs已表现出CD74和MHC II表达降低、CD206表达升高；而在晚期肿瘤中，CD74^hiMHC II^hiTAMs的比例进一步下降。对TAMs的RNA测序及基因集富集分析（GSEA）显示，晚期TAMs中外源性抗原加工和MHC II类抗原提呈通路被显著抑制。在建立的肿瘤复发模型中，复发瘤内的TAMs其CD74和MHC II表达也显著低于原发瘤，且CD4⁺T细胞与CD74^hiTAMs的共定位减少。动物实验进一步证实，髓系细胞CD74敲除会加速OSCC舌注射模型和皮下移植瘤复发模型的肿瘤生长，促进淋巴结转移。

线粒体代谢重编程调控TAMs的抗原提呈

机制探索发现，将肿瘤条件培养基按分子量分离后，小于3 kDa的代谢物组分能够显著下调BMDMs的CD74表达并损害其抗原提呈功能，而大于3 kDa的蛋白组分则作用相反，提示可溶性代谢物是抑制CD74的关键。对患者单细胞数据的分析显示，复发肿瘤中TAMs上调的基因富集于氧化磷酸化（OXPHOS）、线粒体电子传递链（METC）等能量代谢通路。研究人员随后用代谢抑制剂处理TAMs，发现抑制糖酵解（使用2-脱氧-D-葡萄糖，2-DG）会下调CD74，而抑制线粒体呼吸链（使用二甲双胍、寡霉素、鱼藤酮/抗霉素A）则能上调CD74，且这些处理并未改变M1/M2极化标志物（iNOS/CD206）的表达，表明CD74的调控独立于经典的极化通路。功能上，二甲双胍处理能增强BMDMs的抗原提呈能力，促进共培养的CD4⁺T细胞增殖及细胞因子（IFN-γ、TNF-α）分泌。

细胞外乳酸通过促进OXPHOS抑制TAMs的抗原提呈

代谢组学分析将目标锁定为乳酸。研究发现，在晚期小鼠肿瘤中乳酸浓度显著升高，且晚期TAMs中乳酸转运蛋白MCT1和MCT4的转录水平上调。 Seahorse能量代谢分析表明，20 mM的外源性乳酸处理能显著增强BMDMs的线粒体呼吸（基础呼吸、备用呼吸能力、ATP产生），同时抑制糖酵解速率。乳酸处理还增加了BMDMs的线粒体膜电位（TMRM染色增强），降低了葡萄糖摄取（2-NBDG染色减弱）。功能上，乳酸处理显著降低了BMDMs的吞噬能力、CD74^hiMHC II^hi细胞比例、抗原加工效率以及抗原提呈激活CD4⁺T细胞的能力，并减少了T细胞分泌的IFN-γ和TNF-α。

乳酸通过促进C/EBPα乙酰化抑制CD74转录

最后，研究深入揭示了乳酸抑制CD74表达的转录调控机制。qPCR和蛋白质稳定性追踪实验表明，乳酸主要在转录水平下调CD74。通过生物信息学数据库交叉预测并结合实验验证，发现转录因子C/EBPα是调控CD74表达的关键。C/EBPα的敲低能显著降低BMDMs中CD74的mRNA和蛋白水平，并削弱其抗原提呈能力。染色质切割实验（CUT&RUN）证实C/EBPα能结合到Cd74基因启动子区，而乳酸处理会显著减少这种结合。乳酸代谢产生的乙酰辅酶A为蛋白质乙酰化提供了底物。研究发现，乳酸处理以剂量依赖的方式增加了BMDMs的整体蛋白乙酰化水平。免疫共沉淀（Co-IP）和免疫荧光显示，乳酸增强了C/EBPα与乙酰化赖氨酸（Ac-lysine）及组蛋白乙酰转移酶KAT2A的结合与共定位。使用组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂TSA处理增加C/EBPα乙酰化后，其与Cd74启动子的结合也显著减少。在复发肿瘤的TAMs中，也观察到C/EBPα与乙酰化赖氨酸共定位的增加。在体实验表明，使用HDAC激活剂iTSA处理可增加肿瘤内CD74^hiTAMs的浸润并减缓肿瘤生长。

总结

该研究系统阐明了在OSCC进展中，肿瘤源性乳酸通过MCTs进入TAMs，驱动其代谢重编程偏向OXPHOS，产生的乙酰辅酶A促进了转录因子C/EBPα的乙酰化，乙酰化的C/EBPα与Cd74启动子结合能力下降，从而在转录水平抑制了CD74的表达。CD74的下调直接损害了TAMs的抗原提呈能力，导致T细胞活化受损，最终形成了有利于肿瘤免疫逃逸和进展的微环境。这一“乳酸-C/EBPα-CD74”轴的发现，将肿瘤代谢、表观遗传调控和先天适应性免疫连接起来，为通过干预TAMs代谢或靶向C/EBPα乙酰化来恢复抗肿瘤免疫提供了新的理论基础和潜在治疗策略。