Cell Metab：肿瘤通过FTO-介导的糖酵解途径来逃避免疫监视

外科黄文斌 2021-11-01

展开全文

最近的杭州天气变化多端，这一秒艳阳高照，下一秒瓢泼大雨。每到休息日，各位小主们可能就会犯难：这样的天气，是该出去还是不呢？

小编在此给大家一个忠诚的建议：当然是不出去！难道要出去黑成球或是淋成落汤鸡吗！宅在家不香吗？躺在家里柔软的大床上，吃着冰镇可口的大西瓜，手里拿着“下饭”的文献（划重点，文献！虽然在大多数情况下休息日看文献都是被逼无奈，只能自我安慰道：我是一个爱学习的小可爱）。

刚好，小编手里有一篇新鲜出炉的paper可供大家“下饭”使用，那么，下面有请今天的主角闪亮登场！

今天给大家推荐的文献是清华大学免疫研究所徐萌课题组、中科院上海药物研究所杨财广课题组以及中科院北京基因组研究所韩大力课题组通力合作，于今年4月27日发表在Cell Metabolism上的一篇题为“Tumors exploit FTO-mediated regulation of glycolytic metabolism to evade immune surveillance”的热乎文章。这篇文章主要阐述了FTO在调控肿瘤细胞免疫逃逸过程中的作用机制：FTO介导的m6A去甲基化能够促进肿瘤细胞的糖酵解过程，抑制免疫T细胞的细胞活性，影响T细胞功能，从而帮助肿瘤细胞实现免疫逃逸。

1. 敲低FTO可以活化T细胞，抑制肿瘤增长

作者首先使用了Knock down技术将FTO敲低，并通过圆点印迹法验证了FTO是否敲低成功（图A）。实验结果表明，敲低FTO的B16-OVA细胞和LLC细胞中，m6A的表达水平有显著上升，说明FTO成功敲低。而后，作者将shNC细胞、shFto细胞注射到C57BL/6小鼠（图B）体内和Rag2-/-免疫缺陷型小鼠体内（图C）观察肿瘤细胞的增长情况。实验结果显示，在C57BL/6小鼠体内，敲低FTO能够抑制肿瘤的增长，而在Rag2-/-免疫缺陷型小鼠体内，敲低FTO与否，肿瘤体积并无显著变化。随后，作者又通过流式实验（图D）检测了CD8 T细胞产物IFN-γ、granzyme B的表达量，发现，与对照组相比，在FTO敲低的实验组中，IFN-γ、granzyme B的表达量有明显增长。最后，作者通过细胞毒性实验（图E）发现敲低FTO能够增加CD8 T细胞的毒性。以上实验证明敲低FTO可以活化T细胞，抑制肿瘤增长。

各位小主在科研界吃瓜的时候，想必也吃到过肿瘤细胞与糖酵解的瓜吧。肿瘤细胞通过促进细胞的糖酵解过程来抑制免疫T细胞的活性，从而使自己恢复自由之身（实现免疫逃逸）。在瓜田“上蹿下跳”的作者灵机一动，想到：那FTO是否也通过糖酵解途径来调控肿瘤细胞的免疫逃逸呢？随后，作者做了一波实验来验证了自己的想法。

2. 敲低FTO能够抑制肿瘤细胞糖酵解过程

ECAR率可以间接表示细胞糖酵解能力，从A图中可以看出，敲低FTO后，细胞的ECAR率有显著下降，说明敲低FTO可以使细胞糖酵解能力降低。通过富集分析（图B）可知，FTO敲低后，糖酵解通路相关基因的表达有下调。而后，作者进一步运用qPCR（图C、D）和Western Blot（图E）实验检测糖酵解相关酶、转录因子以及蛋白的表达量，发现三者的表达量在FTO敲低的细胞中都有显著降低。以上这些实验证明敲低FTO能够抑制肿瘤细胞糖酵解过程。

3. FTO以m6A依赖性方式促进肿瘤细胞糖酵解过程，抑制T细胞活性

作者想，FTO作为m6A去甲基化酶，怎么能不看看敲低FTO以后对m6A的影响呢？于是作者赶紧做了一个m6A-seq，发现敲低FTO后，m6A的peak数可是蹭蹭蹭的上涨啊（图A），并且m6A水平上调的peak也很多，有667个（图B），而这些peak中大部分基因有下调的现象（图C）。随后，作者从这些下调基因中挑了83个，定义为FTO-m6A直接调节基因，做了一个GO富集分析，发现糖酵解相关转录因子有被富集到（图D）。接下来，作者通过CRISPR-Cas13技术，过表达FTO，做了qPCR（图E、G）、Western Blot（图F）实验再次检测了糖酵解相关转录因子（图E）、酶（图G）以及蛋白（图F）的表达量，发现三者的表达量在FTO过表达的细胞中都有显著增加。在流式实验（图H）中，CD8 T细胞产物IFN-γ、granzyme B的表达水平降低。以上实验结果表明FTO的过表达以m6A依赖性方式促进细胞肿瘤细胞糖酵解过程，抑制T细胞活性。

4. 小分子药物Dac51通过抑制FTO调控肿瘤细胞免疫逃逸

最后，作者找到了一种小分子药物Dac51，发现这种药物可以抑制FTO的活性。于是乎，作者又把以上的一些实验重复做了一遍，比如m6A-seq、qPCR、Western Blot、流式等，发现加入Dac51后得到的实验结果与敲低FTO得到的一致，说明Dac51能够抑制FTO的活性从而抑制肿瘤细胞糖酵解过程来增强免疫T细胞的活性与功能。此外，Dac51与其他药物联合治疗，可以抑制小鼠体内肿瘤的增长，延长小鼠的寿命。并且，经过Dac51与其他药物联合治疗的小鼠体内肿瘤的增长在长时间内没有复发。以上实验证明，Dac51可能作为FTO的靶点药物，在肿瘤治疗上提供新的帮助。