IF 40.8！TKTL1重塑肝癌免疫微环境，揭示PD-1阻断增敏新机制

东南大学附属中大医院、南京市第一医院 Weiwei Tang、Xuehao Wang、Yongxiang Xia 团队在 Signal Transduction and Targeted Therapy（IF = 40.8）发表研究论文《Transketolase-like 1 potentiates PD-1 blockade in hepatocellular carcinoma by glycolysis to prime dendritic cell lactylation》。

研究围绕“TKTL1—糖酵解—乳酸—DC乳酸化”展开，揭示肿瘤代谢与免疫调控之间的联系。TKTL1高表达与肿瘤进展相关，也可能使肿瘤对抗PD-1治疗更敏感。研究团队通过多组学筛选、细胞与动物模型验证，解析了这一现象背后的分子机制。

研究概述

研究从接受抗PD-1治疗的肝细胞癌患者样本入手，整合转录组与蛋白质组数据，寻找应答者与非应答者之间的差异分子，最终锁定转酮醇酶样蛋白1（TKTL1）。团队结合患者组织、TCGA队列及多种肝癌模型，评估TKTL1表达与预后、治疗应答之间的关系，并通过基因过表达或敲低验证其功能。

机制研究显示，TKTL1可招募去泛素化酶USP9X，与HIF-1α形成复合物，促进HIF-1α去泛素化并抑制其降解，推动葡萄糖代谢向糖酵解方向转变，形成乳酸富集的肿瘤微环境。乳酸进入树突状细胞后，促进TRIM28 K408位点乳酸化，抑制PD-L1泛素化降解并提高PD-L1蛋白稳定性；同时，TKTL1还可通过趋化因子CCL4招募PD-L1高表达DC。

在体内研究中，TKTL1过表达可加速肿瘤生长，但与抗PD-1治疗联用时表现出协同效应。研究进一步构建共载槲皮素与乳酸氧化酶的仿生纳米系统CQLH，在多种肝癌模型中探索其与抗PD-1联用的效果。

研究亮点速览

下面梳理核心研究结论、关键发现及对应分析方法。

研究核心发现

1. 多组学筛选锁定TKTL1：抗PD-1应答者中显著上调

研究结论：在抗PD-1治疗的肝细胞癌患者中，TKTL1在应答者肿瘤组织中的RNA和蛋白水平均显著高于非应答者。

研究整合RNA测序与蛋白质组学数据，对接受抗PD-1治疗的HCC患者样本进行差异分子筛选，并通过热图、火山图及Venn图筛选mRNA与蛋白层面共同上调的分子。KEGG/GO富集分析提示糖酵解/糖异生及免疫激活相关信号。随后，团队在98例初治HCC患者配对肿瘤与癌旁组织中检测TKTL1表达，并结合TCGA及临床队列分析其与总生存、无病生存及治疗应答之间的关系。

2. TKTL1促癌却增敏抗PD-1：重塑CD8+ T细胞功能

研究结论：TKTL1过表达可加速原位肝癌生长，但与anti-PD-1联用时，能够增强抑瘤效果并改善CD8+ T细胞功能。

研究使用Hepa1-6细胞，经TKTL1过表达或对照慢病毒转导后构建原位肝癌小鼠模型，比较单独过表达、单独anti-PD-1及联合处理的效果。团队通过肿瘤生长曲线、肿瘤体积与重量、TUNEL及Ki67检测评估肿瘤表型，并结合流式细胞术分析CD8+ T细胞状态。联合处理组中，CD8+ T细胞耗竭标志物PD-1、CTLA-4、TOX降低，效应细胞因子IFN-γ升高。

3. TKTL1招募USP9X去泛素化HIF-1α，稳定其蛋白

研究结论：TKTL1通过招募去泛素化酶USP9X形成三元复合物，促进HIF-1α去泛素化并延缓其降解，从而推动糖酵解通路。

研究通过CHX追踪实验比较HIF-1α蛋白降解动力学，并结合MG132处理及泛素化实验，分析TKTL1对HIF-1α蛋白稳定性的影响。Co-IP、IP及Pull-down实验验证TKTL1、USP9X与HIF-1α之间的相互作用；结构域突变体进一步定位相关结合区域。共聚焦显微镜及组织芯片免疫荧光显示，三者在细胞及肿瘤组织中存在共定位。

4. 乳酸驱动DC中TRIM28 K408乳酸化，稳定PD-L1

研究结论：TKTL1塑造的乳酸富集微环境促进DC中TRIM28 K408位点乳酸化，抑制PD-L1泛素化降解并提高其蛋白稳定性。

研究将DC2.4或原代小鼠来源DC与对照或TKTL1过表达的肿瘤细胞共培养，观察DC表面PD-L1变化；同时采用不同浓度乳酸处理DC，检测PD-L1及整体乳酸化水平。质谱分析结合乳酸化蛋白质组与PD-L1互作蛋白筛选，锁定TRIM28 K408位点。通过IP、乳酸化检测、TRIM28野生型与K408突变体比较，以及泛素化分析，进一步验证该位点对PD-L1稳定性的影响。

5. CQLH纳米系统联合anti-PD-1，探索代谢干预策略

研究结论：CQLH通过同时干预TKTL1与乳酸、重塑肿瘤免疫微环境，在多种HCC模型中增强anti-PD-1治疗效果；TKTL1高表达PDTX亚组获益更突出。

研究构建共载槲皮素与乳酸氧化酶的仿生纳米系统CQLH，并在原位同种移植HCC模型、DEN诱导肝癌模型及免疫重建PDTX模型中评估其单独或联合anti-PD-1的效果。团队通过体内生物发光成像、肿瘤体积与重量测量、MRI及多重免疫荧光分析肿瘤负荷和免疫微环境变化。

这项研究有哪些值得借鉴的地方？

• 从筛选到验证：通过CRISPR/Cas9筛选和患者队列锁定关键分子，再结合多种细胞及动物模型验证其功能。
• 从染色质到代谢：联合ATAC-seq、CUT&Tag与RNA-seq寻找下游靶点，进一步连接HIF-1α稳定性与糖酵解变化。
• 从蛋白互作到翻译后修饰：利用Co-IP、Pull-down、质谱及位点突变等方法，解析乳酸化修饰如何影响PD-L1蛋白稳定性。
• 从机制到联合策略：将分子机制与免疫细胞状态、动物模型及PDTX疗效评价相结合，探索代谢干预与anti-PD-1联用的可能性。

相关研究工具与技术方案

本文涉及TKTL1、USP9X、HIF1A、TRIM28、CD274等关键调控分子。围绕相关研究方向，吉凯基因提供热点基因现货慢病毒，涵盖过表达及RNAi方向，支持相关基因功能研究；现货方案可按实际库存及具体需求咨询。

• 基因干预工具：慢病毒、质粒、AAV等方案，支持TKTL1、USP9X、HIF1A、TRIM28、CD274等靶点的过表达、敲低及功能研究。
• 组学筛选与分析：RNA-seq、蛋白质组学及生物信息学分析，辅助筛选候选分子、解析调控关系。
• 分子机制验证：Co-IP、IP、Pull-down、Western blot、qPCR、免疫荧光及流式细胞术等，支持蛋白互作、表达变化与细胞状态分析。
• 功能表型评估：细胞活力、增殖、共培养及动物模型等实验支持，帮助串联分子机制与细胞、体内表型。

不同研究体系对靶点、细胞模型、载体类型及验证路径的要求各不相同。若您也在开展肿瘤代谢、乳酸化修饰、免疫微环境或相关基因功能研究，可结合目标基因与研究需求选择适配的基因工具及配套技术方案。