2026 年 7 月 30 日晚 19 时，黄波课题组本学期第十二次 Journal Club 学术交流活动如期举行。本次活动由课题组博士生卢振东担任主讲人，深度解读南京医科大学的吕凌教授、中国医学科学院北京协和医院的赵海涛教授、南京医科大学的倪鸣教授以及南京医科大学的王浩教授作为共同通讯作者于2026年6月30日在Cell Metabolism上发表的文章: ——《AARS1 promotes tumor progression and immune evasion via ATF6 lactylation-mediated tryptophan metabolism in hepatocellular carcinoma》。该文章以肝癌代谢免疫调控与免疫治疗增敏为核心方向，构建“临床多组学筛选—细胞/动物表型验证—翻译后修饰机制解析—代谢通路串联—肿瘤-Treg反馈环路挖掘—靶向药物转化验证”完整研究体系：基于AARS1全新乳酰转移酶功能，揭示 ATF6 K424 乳酰化竞争性拮抗泛素化的分子新模式，打通色氨酸 TDO2-犬尿氨酸免疫抑制轴，阐明 Treg 分泌 eNAMPT 放大糖酵解的正向反馈环路，解决肝癌糖酵解乳酸化如何驱动免疫逃逸、免疫检查点治疗普遍耐药的关键科学问题。

分享伊始，卢振东首先从介绍道，肝细胞癌（HCC）是全球癌症相关死亡的主要原因之一，其发生发展与肿瘤微环境（TME）中的代谢重编程和免疫抑制密切相关。糖酵解是肿瘤细胞的核心代谢特征之一，其终产物乳酸不仅是能量来源，更作为一种信号分子，通过蛋白质乳酰化修饰调控多种细胞功能。近年来，乳酰化修饰被证实在肿瘤进展和免疫逃逸中发挥重要作用，但催化该修饰的酶（即“乳酰转移酶”）在很大程度上仍不明确。尽管p300/CBP等被报道具有组蛋白乳酰化活性，其作用较为广泛且非特异。最近的研究揭示，传统的氨基酸-tRNA合成酶AARS1和AARS2具有感知乳酸并催化全局蛋白质乳酰化的新功能，是关键的乳酰转移酶。然而，AARS1介导的乳酰化在肝癌，尤其是在重塑TME和影响免疫治疗响应中的具体底物、分子机制及临床意义尚不清楚。此外，肿瘤细胞内外的代谢信号如何被感知并转化为持续的促肿瘤和免疫抑制效应，特别是肿瘤细胞与免疫细胞（如Treg）之间如何形成代谢串扰，仍是亟待解决的关键问题。

研究者通过整合分析多个肝癌相关公共数据库，筛选出与糖酵解、肿瘤进展和免疫检查点阻断（ICB）疗效均相关的关键基因，最终锁定AARS1。在多个独立肝癌队列中，AARS1在肿瘤组织中表达显著上调，且高表达与患者更差的总生存期（OS）和无复发生存期（RFS）显著相关。进一步分析发现，AARS1高表达与糖酵解通路的激活以及免疫抑制性Treg细胞的浸润呈正相关，并预示着对PD-1/PD-L1免疫治疗的反应性更差。这些发现表明，AARS1是连接肿瘤代谢重编程、免疫逃逸和免疫治疗抵抗的一个潜在枢纽分子。

验证AARS1在肝癌发生中的因果作用，研究者在两种经典的小鼠肝癌模型（DEN/CCL4化学诱导模型和Myc/Ras流体力学尾静脉注射模型）中进行了肝细胞特异性Aars1敲除。结果显示，敲除Aars1显著减少了肿瘤的数量和大小，并延长了小鼠的生存期。通过单细胞测序（scRNA-seq）和质谱流式（CyTOF）对肿瘤浸润免疫细胞进行分析，发现Aars1敲除后，肿瘤微环境中具有免疫抑制功能的Treg细胞比例显著下降，而自然杀伤（NK）细胞等抗肿瘤免疫细胞的比例则增加。体外实验进一步证实，源自AARS1缺陷肝癌细胞的Treg细胞，其免疫抑制活性和PD-1/CTLA-4等免疫检查点分子的表达均显著降低。伪时间轨迹分析表明，AARS1主要促进了初始CD4+ T细胞向Treg细胞的分化过程。这些结果确立了肿瘤细胞内在的AARS1是驱动Treg分化和功能、促进免疫逃逸的关键因子。

虽然AARS1与糖酵解密切相关，但研究发现，直接抑制糖酵解或过表达AARS1并不直接影响肿瘤细胞自身的糖酵解速率。然而，在体内微环境中，AARS1敲除或过表达却显著影响肿瘤的葡萄糖摄取（PET/CT检测）。这一矛盾提示AARS1对糖酵解的影响依赖于肿瘤微环境，而非肿瘤细胞自主性的。进一步研究发现，Treg细胞在其中起到了关键的反馈作用。当使用Foxp3-DTR小鼠特异性清除Treg后，AARS1过表达所增强的肿瘤糖酵解活性被显著削弱。体外共培养实验也证实，Treg细胞能够显著提高AARS1高表达肝癌细胞的糖酵解速率。这些结果表明，AARS1通过富集Treg细胞，而Treg细胞反过来能够进一步增强肿瘤的糖酵解，形成了一个正反馈循环。

为探究AARS1驱动Treg分化的分子机制，研究者进行了转录组测序（RNA-seq）和蛋白质组学分析。结果发现，AARS1过表达显著激活了内质网应激（ER stress） 通路。同时，通过免疫共沉淀-质谱（IP-MS）筛选AARS1的相互作用蛋白和乳酰化修饰底物，转录因子ATF6（内质网应激通路的关键传感器之一）脱颖而出。一系列生化实验，包括免疫共沉淀（Co-IP）和GST pull-down实验，证实了AARS1与ATF6能够直接结合，且这种结合在乳酸存在时增强。结构域映射实验精确地定位了介导它们相互作用的区域。该发现首次将糖酵解产物乳酸、AARS1介导的乳酰化修饰与内质网应激信号通路联系了起来。

在确认ATF6是AARS1的底物后，研究者进一步鉴定具体的乳酰化修饰位点。通过高精度质谱分析，在ATF6蛋白上鉴定出4个候选赖氨酸乳酰化位点（K160, K349, K424, K585）。通过定点突变技术，证实只有赖氨酸424（K424）的突变会显著削弱ATF6的乳酰化水平，从而确定K424是主要的乳酰化位点。针对该位点，研究者还开发了特异性识别ATF6 K424乳酰化（ATF6K424lac）的抗体。在人肝癌组织中，ATF6K424lac水平显著升高，并与AARS1表达呈正相关，且双阳性患者预后最差，进一步强化了该修饰的临床相关性。

探索K424乳酰化的功能后果发现，乳酸处理或AARS1过表达均能上调ATF6蛋白水平，而AARS1敲低则加速ATF6降解。分子动力学模拟表明，K424乳酰化增强了ATF6蛋白结构的稳定性。机制上，研究者发现AARS1介导的K424乳酰化，通过空间位阻效应，特异性地抑制了K424位点的K48连接的多聚泛素化，从而阻止了ATF6经蛋白酶体途径的降解。与此一致，蛋白酶体抑制剂（而非自噬抑制剂）能够恢复由AARS1敲低引起的ATF6下降。这一发现阐明了一种全新的、由乳酰化修饰竞争性抑制泛素化来调控底物稳定性的分子机制。

为衔接ATF6与Treg分化，研究者进行了CUT&Tag和RNA-seq等联合分析，鉴定了色氨酸代谢通路中的限速酶——TDO2（色氨酸-2,3-双加氧酶）是ATF6的直接转录靶基因。AARS1介导的ATF6 K424乳酰化增强了其稳定性，进而促进了ATF6对TDO2启动子区的结合，转录激活TDO2表达。在肝癌组织中，AARS1/ATF6K424lac/TDO2轴被激活，并且与Treg细胞的浸润比例显著正相关。更重要的是，在体内模型中，敲除Tdo2能够抑制肝癌的发展和Treg的富集，并且Tdo2可以挽救由Aars1或Atf6缺失引起的促肿瘤效应减弱。这明确建立了从AARS1到ATF6再到TDO2-色氨酸代谢的完整信号轴。代谢组学证实，该通路的激活导致犬尿氨酸（L-kynurenine）的大量产生。

前述研究揭示了正反馈循环的存在：AARS1促Treg，Treg促糖酵解。为探寻介导此反馈的分子，研究者通过CellChat分析预测了Treg与肿瘤细胞间的关键配体-受体对。结合L-犬尿氨酸刺激Treg后的RNA-seq和CUT&Tag数据，鉴定出NAMPT（其分泌形式为eNAMPT）是受芳香烃受体（AHR）调控的关键分子。L-犬尿氨酸通过激活AHR，转录上调Treg细胞中NAMPT的表达并促进其分泌eNAMPT。在体内，利用Foxp3-DTR小鼠清除Treg能抑制肿瘤生长，但补充重组eNAMPT可以部分逆转这一效应，而同时敲低AARS1则能阻断eNAMPT的促肿瘤作用。这证明Treg来源的eNAMPT是连接Treg和肿瘤细胞的关键“信使”。

进一步探究eNAMPT如何增强AARS1功能。研究发现，eNAMPT并不改变AARS1的蛋白表达水平或其固有的乳酰转移酶活性。相反，eNAMPT作用于肿瘤细胞，显著增强了其糖酵解通量，增加了葡萄糖消耗和乳酸产生。由此产生的更多乳酸，为AARS1提供了更多的底物，从而增强了AARS1对ATF6 K424位点的乳酰化修饰。体外酶动力学实验也证实，AARS1介导ATF6乳酰化的效率依赖于乳酸的浓度。因此，这个正反馈回路是：AARS1→ATF6→TDO2→犬尿氨酸→Treg→eNAMPT→肿瘤糖酵解→乳酸↑→AARS1活性↑，形成一个自我强化的循环。

最后，基于上述机制，研究者探索了靶向该通路的治疗潜力。首先在肝癌患者免疫治疗前的穿刺样本中证实，对ICB治疗无应答的患者，其肿瘤细胞AARS1和TDO2表达更高，且Treg浸润更多。随后，研究者使用β-丙氨酸（β-alanine），一种天然的AARS1乳酸结合域的竞争性抑制剂，在多种肝癌模型中评估疗效。在AARS1高表达的患者来源异种移植（PDX）模型和人源化免疫系统（HS）模型中，β-丙氨酸单独使用或与PD-1/PD-L1抑制剂（如nivolumab、pembrolizumab）联合使用，均能显著抑制肿瘤生长，且联合治疗的效果优于任何单药。重要的是，β-丙氨酸的疗效依赖于AARS1的表达水平，在AARS1低表达的肿瘤中效果有限。回顾性临床数据分析也表明，AARS1低表达的患者接受ICB治疗的响应率更高。这些结果证实了靶向AARS1乳酰化活性是逆转免疫抑制、增强肝癌免疫治疗的可行且有效的策略。

卢振东的分享逻辑清晰、层层递进，完整还原了研究从科学问题出发、逐步拆解分子机制、最终锚定临床转化方向的完整科研脉络，引发了在场师生的热烈研讨。分享结束后，吕家迪副研究员、周楠楠助理研究员、曹宪凯博士后以及课题组其他成员围绕研究的技术路线设计、机制验证逻辑、临床转化潜在路径等问题展开了深入交流，现场学术氛围浓厚。

本次 Journal Club 的深度研讨，为课题组在代谢免疫与翻译后修饰方向的研究带来了多维度的启发与思路拓展。一方面，这项研究揭示的 “乳酰化与泛素化竞争同一位点、进而调控蛋白稳定性” 的全新调控模式，打破了大家对乳酰化功能的传统认知，拓展了翻译后修饰交互调控的研究视野，也为课题组后续解析乳酸化、乙酰化等代谢修饰的非经典功能提供了全新的切入角度。另一方面，研究从临床多组学筛选出发，打通 “肿瘤细胞内代谢修饰 — 细胞间代谢串扰 — 免疫微环境重塑 — 体内功能验证 — 临床转化探索” 的完整研究链条，这种闭环式的研究范式，为课题组开展实体瘤代谢免疫研究提供了清晰的参考范本，尤其对探索肿瘤细胞与 T 细胞、巨噬细胞等免疫细胞间的代谢互作环路具有很强的借鉴意义。此外，研究选用天然小分子 β- 丙氨酸靶向干预 AARS1 功能，快速完成从机制解析到体内疗效验证的转化路径，也为课题组后续开展靶点验证、联合治疗方案优化提供了务实的思路参考。整场交流让全体成员充分认识到代谢物与翻译后修饰在肿瘤免疫调控中的核心作用，为后续相关课题的设计与推进注入了新的学术思路，进一步丰富了课题组在肿瘤代谢免疫领域的研究积累。