RNA结合蛋白ALYREF通过增强ZWINT mRNA的稳定性，在慢性阻塞性肺疾病（COPD）和非小细胞肺癌（NSCLC）患者的CD4+辅助T细胞中促进线粒体功能障碍和铁死亡（ferroptosis）的发生

《Cellular Immunology》：The RNA-binding protein ALYREF promotes mitochondrial dysfunction and ferroptosis in CD4+ helper T cells in chronic obstructive pulmonary disease and non-small cell lung cancer by enhancing ZWINT mRNA stability

ALYREF通过稳定ZWINT mRNA促进CD4+ T细胞铁死亡，导致COPD相关非小细胞肺癌免疫抑制，为新型免疫治疗靶点提供机制依据。

　　

李世敏|宋琪|董富实|刘海阳|孟珊珊|胡欣

中国黑龙江省哈尔滨市哈尔滨医科大学第一附属医院呼吸与重症监护医学系，邮编150007

摘要

背景与目的

肿瘤微环境中的免疫功能障碍会促进伴有慢性阻塞性肺疾病（COPD）的患者的非小细胞肺癌（NSCLC）进展。本研究旨在阐明RNA结合蛋白Aly/REF输出因子（ALYREF）及其靶标ZW10相互作用蛋白（ZWINT）在介导CD4⁺ T细胞功能障碍中的作用。

方法

建立了与COPD相关的NSCLC小鼠模型，并构建了模拟疾病微环境的体外系统。原代CD4⁺ T细胞通过基因敲低或过表达ALYREF和ZWINT来进行功能分析及过继转移实验。使用RNA免疫沉淀和mRNA稳定性测定方法研究了ALYREF与ZWINT之间的相互作用。通过流式细胞术评估T细胞的线粒体功能及铁死亡（ferroptosis）现象。

结果

在COPD相关的NSCLC肿瘤中，ALYREF和ZWINT显著上调。ALYREF直接结合ZWINT的mRNA，增强其稳定性并增加其表达。这种上调导致CD4⁺ T细胞的线粒体功能障碍和铁死亡。过表达ZWINT的T细胞在体内加速肿瘤生长，而沉默ALYREF可以缓解这一效应。

结论

ALYREF-ZWINT轴促进了CD4⁺ T细胞的铁死亡，从而形成了免疫抑制性微环境，促进了COPD相关NSCLC的肿瘤进展。针对这一途径可能是恢复抗肿瘤免疫的新治疗策略。

引言

全球范围内，肺癌是癌症相关死亡的主要原因，其中非小细胞肺癌（NSCLC）占病例的约85% [1]。大量临床证据和流行病学研究表明，慢性阻塞性肺疾病（COPD）是NSCLC的独立风险因素 [2]。患有COPD并发症的NSCLC患者不仅预后较差，其肿瘤微环境也具有独特的病理特征 [3]。COPD引起的长期慢性炎症状态被认为是塑造这种促肿瘤微环境的关键因素，因为它会改变免疫细胞的功能，最终显著削弱机体的抗肿瘤能力 [4]。

在复杂的肿瘤免疫反应中，CD4⁺辅助T细胞起着核心调节作用，其功能完整性是有效抗肿瘤免疫的基础 [5]。然而，在NSCLC中，尤其是在COPD的微环境中，持续的炎症因子刺激和肿瘤抗原暴露常常导致CD4⁺ T细胞进入功能衰竭状态 [6]。这种状态表现为增殖能力受损和细胞因子分泌失调，成为肿瘤免疫逃逸的关键机制之一 [7]。因此，阐明在COPD相关NSCLC特定病理背景下驱动CD4⁺ T细胞功能障碍的分子网络对于开发更有效的免疫治疗策略至关重要。

最近的研究进展将细胞代谢和程序性细胞死亡机制与T细胞功能紧密联系起来 [8]。铁死亡是一种依赖铁、以脂质过氧化为特征的非凋亡性细胞死亡形式，在肿瘤免疫中起着关键作用 [9]。研究表明，诱导T细胞发生铁死亡可能是肿瘤逃避免疫监视的新策略 [10]，[11]。然而，关于在COPD相关的慢性炎症微环境中是否存在特定上游分子途径来改变CD4⁺ T细胞的铁死亡敏感性并影响抗肿瘤免疫，仍需进一步研究。在这种情况下，RNA结合蛋白（RBPs）作为转录后调控的关键执行者，由于其能够快速整合环境信号并精细调节靶基因表达，提供了极具前景的研究方向 [12]。

尽管有这些研究背景，但直接证明特定RBPs与T细胞铁死亡相关联的证据仍然很少。Aly/REF输出因子（ALYREF）是一种多功能RBP，其在mRNA加工和输出中的经典作用已被广泛报道 [13]，[14]。最近的研究进一步表明，ALYREF通过肿瘤细胞内的转录或转录后调控促进非小细胞肺癌的进展，为其肿瘤细胞内在功能提供了重要见解 [15]。然而，ALYREF是否在免疫调节中发挥作用，尤其是在肿瘤微环境中调节CD4⁺ T细胞的代谢适应性和铁死亡敏感性方面，目前仍很大程度上尚未探索。另一方面，ZW10相互作用蛋白（ZWINT）长期以来被认为是一种确保染色体精确分离的着丝粒复合体成分 [16]。值得注意的是，ZWINT在包括NSCLC在内的多种肿瘤类型中均表现出异常上调，并与不良临床结果相关 [17]，这表明它可能具有超出有丝分裂之外的非经典功能。重要的是，ZWINT在免疫细胞中的表达模式、其调控机制及其对T细胞功能和命运的潜在影响仍不清楚。

为了填补现有研究空白，本研究旨在揭示将转录后调控与T细胞铁死亡联系起来的新机制。我们提出一个核心假设：在COPD相关NSCLC的微环境中，ALYREF直接结合并增强ZWINT mRNA的稳定性，从而上调CD4⁺ T细胞中的ZWINT蛋白表达。ZWINT蛋白的异常积累作为关键的下游效应分子，导致线粒体功能障碍并最终触发CD4⁺ T细胞的铁死亡。我们假设这种由ALYREF-ZWINT轴介导的细胞事件是免疫抑制和肿瘤进展的关键环节。本研究通过系统的体外和体内实验验证了这一调控轴的功能，旨在为COPD相关NSCLC的免疫逃逸机制提供新的见解，并确定潜在的临床干预分子靶点。

实验动物

从湖南SJA实验动物有限公司（中国长沙）购买了6-8周大的雄性C57BL/6 J小鼠（体重20-25克）。所有小鼠均饲养在单独的通风笼中，环境符合SPF标准，温度维持在22±2°C，相对湿度为55±5%，光照/黑暗周期为12小时。所有动物在实验前都进行了为期一周的适应期，在此期间可自由食用标准啮齿动物饲料（北京科奥西利饲料有限公司，北京）。

ZWINT在COPD-NSCLC模型中显著上调，并在体内驱动CD4⁺ T细胞衰竭和铁死亡

为了确定在COPD相关的NSCLC条件下ZWINT轴是否发生失调，我们首先检测了从肿瘤携带小鼠中分离出的CD4⁺ T细胞。RT-qPCR分析显示，与对照组相比，肿瘤相关CD4⁺ T细胞中的ZWINT和ALYREF mRNA水平显著升高（补充图1A）。一致地，Western blot分析显示这些CD4⁺ T细胞中的铁死亡抑制蛋白GPX4显著减少（补充图1B）。

讨论

本研究阐明了驱动COPD相关NSCLC免疫功能障碍的关键分子轴。在由慢性炎症和肿瘤塑造的微环境中，ALYREF在CD4⁺ T细胞中上调。ALYREF与其靶标ZWINT的mRNA直接相互作用并稳定其稳定性，导致ZWINT蛋白异常积累。这导致T细胞线粒体功能障碍和铁死亡，最终削弱宿主的抗肿瘤免疫监视能力。

作者贡献

李世敏设计了这项研究。李世敏、宋琪、董富实和刘海阳进行了研究。孟珊珊和胡欣提供了帮助和建议。李世敏、宋琪、董富实和刘海阳分析了数据。李世敏撰写了手稿。孟珊珊审阅和编辑了手稿。所有作者都参与了手稿的编辑修改。所有作者都阅读并批准了最终版本的手稿。

作者贡献声明

李世敏：撰写——初稿，可视化，验证，软件使用，方法学，概念化。宋琪：软件使用，方法学，研究，正式分析。董富实：可视化，验证，研究，正式分析。刘海阳：验证，研究，正式分析。孟珊珊：撰写——初稿，监督，资源管理，项目管理，数据管理。胡欣：软件使用，研究。

伦理声明

所有动物实验均符合ARRIVE指南，并按照美国国立卫生研究院的《实验室动物护理和使用指南》进行。实验获得了哈尔滨医科大学第一附属医院动物护理和使用委员会的批准（编号20250188）。

资金支持

不适用。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

不适用。