衣康酸是巨噬細胞代謝重編程的經(jīng)典產(chǎn)物之一，由單核巨噬細胞在炎癥激活的背景下產(chǎn)生，其在免疫調(diào)節(jié)特性方面正受到越來越多的關(guān)注。既往研究表明，在腫瘤微環(huán)境中，衣康酸被濃縮并誘導(dǎo)免疫抑制反應(yīng)。然而，衣康酸是否能被腫瘤細胞吸收以及其作用機制仍不清楚。

2025年1月13日，西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院團隊在Cell Metabolism（IF=27.7）在線發(fā)表題為“Itaconate transporter SLC13A3 confers immunotherapy resistance via alkylation-mediated stabilization of PD-L1”的研究論文，該研究表明衣康酸轉(zhuǎn)運蛋白SLC13A3通過烷基化介導(dǎo)的PD-L1穩(wěn)定化賦予免疫治療抗性，闡釋了衣康酸直接作用于腫瘤細胞的具體機制。

研究人員通過質(zhì)譜 (LC-MS) 發(fā)現(xiàn)衣康酸在腫瘤組織中顯著積累。進一步的，研究人員使用生理水平的衣康酸處理人源性腫瘤細胞，發(fā)現(xiàn)衣康酸可以通過濃度依賴性方式被腫瘤細胞主動攝取。由于 ITA 是一種細胞滲透性較差的二羧酸鹽，作者通過一系列手段證實雙羧酸轉(zhuǎn)運蛋白SLC13A3介導(dǎo)了腫瘤細胞對衣康酸的轉(zhuǎn)運。
 

研究材料：
為了探索SLC13A3介導(dǎo)的衣康酸攝取對腫瘤發(fā)生發(fā)展的作用，研究人員構(gòu)建了Slc13a3敲除小鼠（由賽業(yè)生物(Cyagen)提供轉(zhuǎn)基因小鼠技術(shù)支持），通過構(gòu)建皮膚癌自發(fā)成瘤模型，發(fā)現(xiàn)Slc13a3敲除可以顯著抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展。鑒于衣康酸在感染免疫中重要的抗炎作用，作者使用Slc13a3敲除小鼠（由賽業(yè)生物(Cyagen)提供轉(zhuǎn)基因小鼠技術(shù)支持）構(gòu)建LPS誘導(dǎo)的膿毒癥模型，以探究SLC13A3在先天免疫中的角色。結(jié)果顯示，與野生型小鼠相比，Slc13a3 KO 小鼠部分消除了外源性衣康酸的治療效果，顯示出較差的存活率，并且在注射 LPS 后臨床評分更高，這表明 SLC13A3 是衣康酸誘導(dǎo)的先天免疫所必需的。在存在外源性衣康酸的情況下，Slc13a3敲除增加了小鼠血清中IL-1β和TNF-a水平，且Slc13a3敲除小鼠的肺組織損傷相對較重。此外，單純Slc13a3敲除小鼠的死亡率和炎癥指標也更高，這可能是由于內(nèi)源性衣康酸擴散受阻導(dǎo)致。總的來說，SLC13A3 參與了衣康酸介導(dǎo)的抗炎反應(yīng)。

技術(shù)方法：
該研究使用了多項技術(shù)，包括靶向定量質(zhì)譜、質(zhì)譜蛋白組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)測序、單細胞數(shù)據(jù)分析、western blotting、qPCR、Crispr、皮膚癌自發(fā)成瘤模型以及體外衣康酸化實驗等，通過詳實的數(shù)據(jù)闡明了衣康酸的轉(zhuǎn)運蛋白及其生物學(xué)功能。

技術(shù)路線：

該研究進一步闡明了衣康酸通過促進免疫逃逸介導(dǎo)腫瘤進展。作者提供的有力證據(jù)表明，腫瘤微環(huán)境中高濃度的衣康酸與免疫抑制狀態(tài)相關(guān)，衣康酸的處理顯著下調(diào)免疫相關(guān)基因表達。研究顯示，衣康酸的積累會抑制CD8⁺ T細胞的浸潤和激活，從而使腫瘤能夠逃避機體的免疫監(jiān)視。這一現(xiàn)象對于理解免疫治療耐藥機制至關(guān)重要，衣康酸通過造成免疫抑制的微環(huán)境，促進腫瘤生長和轉(zhuǎn)移。

這項研究的一個關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)是，確定了衣康酸抑制免疫微環(huán)境的具體機制。作者發(fā)現(xiàn)衣康酸可以通過對程序性死亡配體1（PD-L1）的第272位半胱氨酸殘基進行烷基化修飾來發(fā)揮其免疫抑制作用。研究表明，PD-L1的烷基化會抑制PD-L1的泛素化及隨后的蛋白酶體降解，導(dǎo)致其穩(wěn)定性增加，從而增強了PD-L1與T細胞表明的受體PD-1的結(jié)合能力，由此引起T細胞的抑制和耗竭，還會加劇腫瘤微環(huán)境整體的免疫抑制狀態(tài)，進而促進腫瘤免疫逃逸。

該研究進一步探索了靶向SLC13A3抑制衣康酸入胞，從而增強免疫治療應(yīng)答的可能性。作者提供的證據(jù)表明，抑制SLC13A3可增強抗CTLA-4單克隆抗體的療效，提高腫瘤中CD8⁺ T細胞的浸潤，這表明SLC13A3阻斷與免疫檢查點抑制治療之間存在協(xié)同關(guān)系。

總之，研究成果有助于深入理解腫瘤微環(huán)境中代謝與免疫調(diào)節(jié)之間的復(fù)雜相互作用。作者鑒定發(fā)現(xiàn)了腫瘤細胞表面的衣康酸轉(zhuǎn)運蛋白，增進了人們對于衣康酸發(fā)揮生物學(xué)作用的理解。此外，SLC13A3介導(dǎo)的衣康酸攝取在癌癥免疫逃逸過程中扮演重要角色，凸顯了其作為癌癥免疫治療潛在靶點的應(yīng)用價值，也為靶向SLC13A3并聯(lián)合免疫檢查點抑制劑的新治療策略奠定了理論基礎(chǔ)。

參考文獻: Fan et al., Itaconate transporter SLC13A3 confers immunotherapy resistance via alkylation-mediated stabilization of PD-L1, Cell Metabolism (2024), https://doi.org/10.1016/j.cmet.2024.11.012