项目文章Cancer Res | 破解肝癌缺氧耐药痛点！广州医科大学张强弩等揭示SLC27A2介导肝癌缺氧适应与免疫抑制机制
2025-11-11
中科新生命
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缺氧、免疫逃逸及代谢重编程是肝细胞癌（HCC）的关键特征，也限制其治疗效果。溶质载体（SLC）家族成员通过调节肿瘤细胞内的代谢平衡在缺氧等环境中维持肿瘤的存活。研究 SLC 家族成员可能有助于深入了解HCC的缺氧微环境，并可能识别更有效的治疗策略。
2025年9月，来自广州医科大学张强弩、晏光荣、徐鋆耀和重庆医科大学吴忠均团队合作在Cancer Research (IF16.6)上发表题为“Long-Chain Fatty Acid Redistribution Induced by SLC27A2 Deficiency Facilitates Hypoxic Adaptation and Immunosuppression in Hepatocellular Carcinoma”的研究，发现 SLC27A2是HCC 中经常下调的缺氧反应基因，且与肿瘤侵袭和不良预后相关，癌细胞中 SLC27A2 低表达所介导的癌细胞与肿瘤相关巨噬细胞（TAM）之间长链脂肪酸（LCFA）重新分配，有助于促进肿瘤进展并抑制免疫反应，并为HCC细胞提供新的治疗机会。中科新生命为该研究提供了单细胞转录组检测服务。
下面我们就来看看仅用2 组单细胞+简单湿实验 + 数据库挖掘，如何实现 IF16.6 的顶刊突破？这套高性价比思路太值得学！
研究技术
scRNA-seq、代谢组、qRT-PCR、Western Blot、IHC、流式细胞术等
研究结果
1. SLC27A2在HCC中下调表达，缺氧通过抑制 HNF4A抑制其转录
大量的RNA测序、蛋白质组、单细胞测序和空间转录组数据集结果一致显示，在HCC组织中， 主要来源肝细胞或其衍生的恶性细胞的SLC27A2表达下调，特别是在缺氧程度严重的组织中下调更显著。HCC 组织中只有HNF4A转录因子与SLC27A2 和缺氧标志物之间存在显著相关性。通过ChIP–PCR、荧光素酶报告和 qRT–PCR 确认缺氧通过抑制 HNF4A 活性来降低 SLC27A2 的转录。
图1 SLC27A2 的表达下调受缺氧调控，且与HCC的发展进程相关
2. SLC27A2下调有助于HCC适应缺氧环境，并增强针对缺氧治疗的抵抗能力
体外细胞实验表明，抑制SLC27A2 表达增强HCC低氧耐受性，而SLC27A2 过表达则阻碍细胞在低氧环境的存活。仅在高缺氧评分组中，低水平SLC27A2 表达与较差的预后相关。结合临床情况，在缺氧条件下，高水平的 SLC27A2 对HCC细胞是有害的，SLC27A2 的下调有助于HCC细胞适应缺氧环境，促进肿瘤的持续进展，同时增强对缺氧相关疗法（如 TACE 和抗血管生成药物）的耐药性。
图2 SLC27A2下调会导致缺氧耐受性增强，降低与缺氧相关的治疗效果
3. HCC中SLC27A2 缺失降低长链脂肪酸的摄取，不造成能量短缺的同时减少ROS
SLC27A2 基因敲除会减少HCC中脂质积累，而 SLC27A2 基因过表达则会产生相反的效果。通过小鼠HCC模型的空间代谢组、靶向代谢组及体内成像表明，SLC27A2 基因敲除或缺氧显著降低了肝癌细胞中长链脂肪酸的摄取，且仅限于长链脂肪酸。降低 SLC27A2 的表达以减少 LCFA 的摄取有助于肝癌细胞在缺氧环境中存活，从而防止活性氧的积累。同时，肝癌细胞通过其他途径补偿能量需求，即使 LCFA 的摄取量减少也能避免能量不足的情况。TCGA-LIHC数据集分析表明作者提出的 SLC27A2-活性氧-能量调节模型适用于肝癌患者。
图3 SLC27A2 缺失特异性降低长链脂肪酸的摄取，降低ROS，但不会造成能量短缺
4. SLC27A2 缺失型HCC的脂肪酸代谢缺陷为其治疗提供新可能性
作者通过SLC27A2基因敲除的细胞实验，SLC27A2缺陷的HCC细胞依靠与谷氨酰胺还原途径相关的新生脂肪生成来补偿总的脂肪酸库，尤其在缺氧条件下。作者结合临床及细胞实验，评估CB-839、BPTES 和奥利司他（阻断脂肪酸合成）三种药品的表现，SLC27A2 表达缺失的HCC细胞更依赖于由谷氨酰胺衍生的新生脂肪酸合成，对 CB-839 和奥利司他更具敏感性，这为患者提供了潜在的治疗机会。
图4 SLC27A2lowHCC对谷氨酰胺酶和 FASN 抑制剂更为敏感
5. SLC27A2 下调诱导 SPP1+ TAMs，形成免疫抑制的TME，并增强HCC对抗 PD-1 治疗的敏感性
HCC小鼠样本进行 scRNA-seq，发现Slc27a2 基因敲除导致 SPP1+巨噬细胞比例增加，细胞通讯显著增强（尤其Spp1–CD44 信号通路），CD8+T 细胞耗竭比例增加，Tregs占比显著上升。即 SLC27A2 下调通过增加 SPP1+巨噬细胞促进免疫抑制环境，且与患者单细胞结果一致。人HCC bulk RNA数据集发现 SLC27A2表达水平与SPP1表达水平和经典免疫抑制剂（如 PD-1、CTLA4、TIM3、TGFB1、LAG3 和 LGALS9）均呈负相关，与流式细胞术和免疫荧光结果、公共数据集和细胞系实验结果一致。这些发现表明肿瘤细SLC27A2下调通过诱导 SPP1+ TAMs来塑造一个免疫抑制的肿瘤微环境。
尽管 SLC27A2 缺失会促进免疫抑制性微环境的形成，但 PD-1+CD8+T 细胞数量增加可能为抗 PD-1治疗提供了机会。空间转录组和bulk RNA-seq等多个数据集及CDX模型，作者均证实了 Slc27a2 基因敲除的肿瘤对抗 PD-1 治疗更为敏感。
图5 SLC27A2下调通过诱导 SPP1+ TMA的形成来塑造免疫抑制性微环境
6. 低水平SLC27A2通过调节长链脂肪酸重新分配诱导形成 SPP1+ 巨噬细胞
根据人类HCC单细胞测序数据和共培养模型实验结果，作者提出SLC27A2 下调会导致长链脂肪酸的重新分配，从而使这些脂肪酸被巨噬细胞而非肝癌细胞吸收，进而导致长链脂肪酸在巨噬细胞中积累的观点。
通过体外细胞共培养及WB分析等表明，HCC细胞中 SLC27A2 下调促进了长链脂肪酸向巨噬细胞的重新分配，从而促进SPP1上调表达。在共培养细胞模型中，作者证实由于 Slc27a2 基因敲除所导致的长链脂肪酸重新分配，通过上调巨噬细胞中SPP1 表达来削弱 CD8+T 细胞对肿瘤细胞的细胞毒性作用。
图6 SLC27A2 缺陷导致的长链脂肪酸重新分配促进了SPP1+ 巨噬细胞的形成
7. 重新分配的LCFA通过激活PPAR-γ促进巨噬细胞SPP1的转录
通过DNA pull-down实验筛选能够与 SPP1 启动子结合的转录因子，有脂肪酸感应能力的PPAR-γ 引起了研究者的注意，通过 ChIP-PCR 验证了 PPAR-γ 在巨噬细胞中对 SPP1 启动子的结合能力，基于大量数据集及荧光素酶实验表明，PPAR-γ 能够通过转录方式调控巨噬细胞中的 SPP1。SLC27A2 表达下调后脂肪酸的重新分配激活了巨噬细胞中的 PPAR-γ 转录活性，从而提高了 SPP1 的表达。抑制 PPAR-γ 可能会逆转由 SLC27A2 改变引起的免疫抑制。
图7 LCFA再分配激活PPAR-γ，促进巨噬细胞中 SPP1转录
文章小结
该研究揭示了一条新的缺氧响应通路，通过SLC27A2协调HCC细胞中的LCFA再分配、缺氧耐受及肿瘤免疫逃逸。另外，研究者识别出SLC27A2低表达的HCC细胞中存在的分子脆弱性，可作为缺氧环境中的潜在治疗途径。
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