《Cell Death & Disease》：The RASSF1C-HIF-1α axis drives macrophage lipid metabolism to promote pancreatic cancer
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本研究旨在探究胰腺癌（PAAD）中肿瘤微环境（TME）酸化和免疫逃逸的机制。研究人员通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组学（ST）技术，聚焦于缺氧- RASSF1C-HIF-1α轴如何驱动巨噬细胞脂质代谢重编程。研究揭示了该轴通过促进Warburg效应和乳酸生成，抑制巨噬细胞中UFL1介导的IRF7 UFMylation，从而破坏其稳态、加速PAAD进展。该发现为胰腺癌的联合代谢与免疫治疗提供了新靶点。
胰腺癌，尤其是胰腺导管腺癌（PDAC），因其起病隐匿、进展迅速且对传统放化疗不敏感，长期以来是癌症治疗领域的巨大挑战。患者的五年生存率一直徘徊在较低水平。除了肿瘤细胞自身的恶性特征，其周围的“土壤”——肿瘤微环境（TME）——在癌症的发生、发展和转移中扮演了至关重要的角色。这个微环境中充满了错综复杂的细胞与分子对话，而肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）是其中最丰富的免疫细胞群体之一。传统观点认为，TAMs通常表现出促肿瘤的M2样表型，通过抑制免疫、促进血管生成和细胞外基质重塑来“助纣为虐”。然而，驱动TAMs功能极化的上游信号和具体分子机制，特别是在胰腺癌这种以高度纤维化和缺氧为特征的肿瘤中，仍有大量谜团待解。与此同时，肿瘤细胞在氧气供应不足的缺氧环境下，会启动一套独特的代谢程序，即Warburg效应，即便在氧气充足的情况下也优先进行糖酵解，产生大量乳酸。这导致TME呈现酸性，而这种酸性环境本身又被认为可以进一步抑制免疫细胞功能并促进肿瘤侵袭。那么，缺氧、代谢产物乳酸与TAMs的功能重塑之间，是否存在一条贯穿始终的分子轴线？这条轴线又是如何精确调控，最终推动胰腺癌恶化的？这正是本研究试图回答的核心科学问题。
为了解决上述问题，研究人员综合运用了多种前沿技术。首先，他们利用单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组学（Spatial Transcriptomics, ST）技术，在单细胞分辨率下全景式描绘了胰腺癌微环境的细胞组成和基因表达图谱，并特别关注了TAMs的转录特征。通过生物信息学分析，他们锁定了在缺氧条件下于肿瘤细胞中显著上调的Ras association domain family member 1 C (RASSF1C)基因。随后，研究者通过体外细胞实验和小鼠模型，深入探究了RASSF1C的下游功能及其对TAMs的影响，具体技术包括基因敲低/过表达、代谢物检测、蛋白互作验证（如免疫共沉淀）、以及评估蛋白稳定性与翻译后修饰（如泛素化和UFMylation）。最后，他们利用包含20例人胰腺导管腺癌（PDAC）标本的组织芯片进行了免疫组织化学（IHC）验证，将分子机制与临床病理特征进行关联。
RASSF1C在缺氧条件下被诱导表达并增强糖酵解
研究发现，在胰腺癌细胞中，缺氧条件能显著上调RASSF1C的表达。进一步的机制探索表明，RASSF1C与缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）之间存在正反馈环路，相互稳定，共同构成了一个关键的调控轴。功能上，RASSF1C-HIF-1α轴的激活强力促进了肿瘤细胞的糖酵解过程，即Warburg效应，导致乳酸生成和分泌大幅增加，从而加剧了肿瘤微环境的酸化。
乳酸重塑巨噬细胞脂质代谢并促进肿瘤进展
产生的乳酸并非仅仅是代谢废物，它作为关键信号分子浸润到微环境中。研究发现，乳酸能够被TAMs摄取，并重编程其代谢状态。具体而言，乳酸抑制了巨噬细胞中UFL1（泛素折叠修饰因子1连接酶1）蛋白的表达水平。UFL1是UFMylation（一种类泛素化修饰）通路的关键酶。在正常情况下，UFL1能够催化干扰素调节因子7（IRF7）发生UFMylation修饰，这种修饰像一把“保护锁”，可以对抗另一种名为K48连接的多聚泛素化修饰，从而维持IRF7蛋白的稳定性。然而，乳酸导致的UFL1水平下降，削弱了这层保护，使得IRF7更容易被K48连接的泛素化系统识别，进而通过蛋白酶体途径被快速降解。IRF7是巨噬细胞脂质代谢的关键调节因子，其稳定性下降导致巨噬细胞的脂质代谢功能受损，进而转变为一种更支持肿瘤生长的表型。体内外实验证实，这种被乳酸重塑的巨噬细胞能显著促进胰腺癌细胞的迁移和侵袭能力。
临床样本验证揭示关键分子的临床相关性
为了将基础研究发现与临床实际联系起来，研究人员对20例人PDAC组织芯片进行了免疫组化分析。结果显示，在肿瘤组织中，RASSF1C和HIF-1α的整体表达水平显著高于UFL1和IRF7。相关性分析发现，RASSF1C的表达与HIF-1α呈显著正相关，而与UFL1和IRF7呈显著负相关。此外，临床病理关联分析进一步证实，高表达的RASSF1C与肿瘤的低分化程度和晚期TNM分期相关；而低表达的UFL1和IRF7则与淋巴结转移相关。这些数据强有力地支持了该分子轴在人类胰腺癌进展中的重要作用及其不良预后指示意义。
综上所述，本研究系统性地揭示了一条从肿瘤细胞内在缺氧应激到微环境免疫代谢重塑的完整信号通路：缺氧-RASSF1C-HIF-1α轴。该轴通过增强肿瘤细胞的糖酵解，产生大量乳酸并酸化微环境；乳酸继而作为信使，作用于肿瘤相关巨噬细胞，通过抑制UFL1介导的IRF7 UFMylation修饰，破坏IRF7蛋白稳定性，从而重编程巨噬细胞的脂质代谢功能，最终驱动胰腺癌的进展。这项研究的重要意义在于，它首次将缺氧信号、肿瘤细胞代谢、乳酸信号传递、巨噬细胞特异性蛋白翻译后修饰（UFMylation）及其功能调控串联成一个连贯的生物学故事，深刻阐明了代谢与免疫在肿瘤微环境中相互交织、共同促进恶性进程的复杂网络。它不仅深化了我们对胰腺癌发生机制的理解，更重要的是，鉴定出了RASSF1C、UFL1-IRF7轴等多个潜在的治疗靶点。这提示未来针对胰腺癌的治疗策略，可以综合考虑抑制肿瘤细胞的“乳酸生产”（如靶向RASSF1C-HIF-1α轴或糖酵解）和恢复巨噬细胞的“抗肿瘤功能”（如靶向UFL1-IRF7-UFMylation轴），这种代谢与免疫相结合的联合干预思路，为开发更有效的胰腺癌疗法提供了崭新的理论基础和方向。该研究已发表在《Cell Death 》期刊上。
