文獻(xiàn)解讀：谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白SLC1A6促進(jìn)癌癥對(duì)免疫治療的耐藥性

期刊：Cancer Immunology, Immunotherapy
影響因子：5.1
伯豪技術(shù)服務(wù)+產(chǎn)品：scRNA-seq、伯優(yōu)®單細(xì)胞測(cè)序組織保存液

導(dǎo)語(yǔ)
免疫檢查點(diǎn)抑制劑（ICIs）在癌癥治療中取得了顯著的突破，為晚期疾病患者提供了持久的生存益處。作為一種關(guān)鍵的治療方法，新輔助治療旨在通過(guò)全身治療在手術(shù)前控制腫瘤，從而減少術(shù)后復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移，同時(shí)提高總生存期（OS）和無(wú)病生存期（DFS）。新型ICIs的出現(xiàn)，包括nivolumab、atezolizumab、pembrolizumab和avelumab，顯著擴(kuò)大了治療選擇，為晚期膀胱癌患者帶來(lái)了新的希望。然而，盡管取得了這些進(jìn)展，腫瘤異質(zhì)性和對(duì)ICIs的獲得性耐藥性仍然是限制治療效果的重大挑戰(zhàn)。解決這些挑戰(zhàn)需要對(duì)膀胱癌異質(zhì)性和針對(duì)個(gè)體患者特征的精準(zhǔn)聯(lián)合策略有更深入的了解。因此，闡明免疫治療耐藥性的分子機(jī)制對(duì)于推進(jìn)更有效的治療方法至關(guān)重要。

代謝重編程在腫瘤進(jìn)展中發(fā)揮重要作用，而谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白SLC1A6可能與腫瘤代謝和免疫治療耐藥性相關(guān)。在這項(xiàng)研究中，使用單細(xì)胞 RNA 測(cè)序分析確定 SLC1A6 是膀胱癌免疫治療耐藥的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。對(duì)公開可用的肺癌單細(xì)胞數(shù)據(jù)集以及來(lái)自膀胱癌和肺癌隊(duì)列的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的分析進(jìn)一步支持了其臨床相關(guān)性。在體外和體內(nèi)進(jìn)行的功能測(cè)定提供了額外的證據(jù)，支持其在免疫逃避和治療耐藥性中的作用。我們的研究結(jié)果表明，靶向 SLC1A6 可能代表了提高癌癥新輔助免疫治療療效的一種有前途的策略。

關(guān)鍵技術(shù)
scRNA-seq、伯優(yōu)®單細(xì)胞測(cè)序組織保存液
（技術(shù)服務(wù)及科技產(chǎn)品由伯豪生物提供）

研究結(jié)果
1. 膀胱癌患者新輔助免疫治療的單細(xì)胞RNA測(cè)序分析
為了探究與膀胱癌新輔助免疫治療耐藥性相關(guān)的因素，我們對(duì)接受了新輔助免疫治療的8位膀胱癌患者進(jìn)行了單細(xì)胞RNA測(cè)序分析，其中包括4例免疫治療敏感病例和四例免疫治療耐藥病例（圖1A）。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施和標(biāo)準(zhǔn)單細(xì)胞分析流程，包括批次效應(yīng)校正和降維，無(wú)監(jiān)督聚類共識(shí)別出20個(gè)細(xì)胞簇。這些細(xì)胞簇根據(jù)典型的標(biāo)志物被歸類為八種主要的細(xì)胞類型：上皮細(xì)胞（腫瘤細(xì)胞）（EPCAM）、T細(xì)胞（CD3D, GZMB）、B細(xì)胞（CD79A, MS4A1）、漿細(xì)胞（JCHAIN）、髓系細(xì)胞（LYZ, CD68）、肥大細(xì)胞（TPSAB1）、成纖維細(xì)胞（FAP, COL1A1）和內(nèi)皮細(xì)胞（VWF）（圖1B）。值得注意的是，免疫治療耐藥患者中的細(xì)胞群主要由腫瘤細(xì)胞組成，而T細(xì)胞亞群在術(shù)前新輔助免疫治療耐藥組中的比例有所降低（圖1C, D）。用于注釋細(xì)胞亞群的標(biāo)志性分子如圖1E。
 

圖 1

2. SLC1A6與膀胱癌免疫治療耐藥性相關(guān)
為了進(jìn)一步鑒定與膀胱癌新輔助免疫治療耐藥性相關(guān)的關(guān)鍵分子，我們對(duì)上皮細(xì)胞進(jìn)行了重新聚類，共識(shí)別出七個(gè)不同的腫瘤亞簇（圖2A）。比較治療耐藥組和治療敏感組亞簇的組成發(fā)現(xiàn)，腫瘤c7亞簇在耐藥組中特異性富集（圖2B）。圖2C展示了定義每個(gè)腫瘤亞簇的關(guān)鍵標(biāo)志基因。隨后，我們對(duì)敏感組和耐藥組腫瘤細(xì)胞進(jìn)行了差異表達(dá)分析。在耐藥組中顯著上調(diào)的基因中，SLC1A6被鑒定出來(lái)。值得注意的是，SLC1A6特異性地在腫瘤c7亞簇中表達(dá)，該亞簇在免疫治療耐藥組中特異性富集（圖2D）。腫瘤c7亞簇中差異表達(dá)基因的GSEA顯示，與其他亞簇相比，免疫激活通路下調(diào)（圖2E）。綜合這些發(fā)現(xiàn)表明，SLC1A6與膀胱癌新輔助免疫治療耐藥性相關(guān)。

圖 2

3. SLC1A6表達(dá)與膀胱癌進(jìn)展和免疫浸潤(rùn)的相關(guān)性
為了進(jìn)一步評(píng)估SLC1A6在膀胱癌中的臨床意義，我們從TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)收集并分析了數(shù)據(jù)。我們的發(fā)現(xiàn)表明，SLC1A6在腫瘤組織中的表達(dá)顯著高于正常組織（圖3A）。此外，我們比較了膀胱癌患者不同病理T和N階段SLC1A6的表達(dá)水平，并觀察到SLC1A6表達(dá)與晚期病理T和N階段呈正相關(guān)，更高的表達(dá)水平與疾病進(jìn)展相關(guān)（圖3B, C）。接下來(lái)，我們根據(jù)表達(dá)水平將膀胱癌患者分為SLC1A6低表達(dá)組和SLC1A6高表達(dá)組。生存分析顯示，SLC1A6低表達(dá)組的患者預(yù)后優(yōu)于SLC1A6高表達(dá)組的患者（圖3D）。GSEA進(jìn)一步揭示，SLC1A6低表達(dá)與免疫激活通路相關(guān)（圖3E, F）。然后，我們應(yīng)用CIBERSORT、ESTIMATE和ssGSEA算法評(píng)估兩組的免疫浸潤(rùn)（圖3G, H）。結(jié)果顯示，SLC1A6低表達(dá)組表現(xiàn)出更高的免疫浸潤(rùn)評(píng)分和ESTIMATE評(píng)分，表明免疫浸潤(rùn)增強(qiáng)和腫瘤純度降低。此外，SLC1A6低表達(dá)組表現(xiàn)出免疫細(xì)胞浸潤(rùn)增加，尤其是具有抗腫瘤活性的免疫細(xì)胞，如T細(xì)胞（包括輔助T細(xì)胞和細(xì)胞毒性T細(xì)胞）和自然殺傷（NK）細(xì)胞。綜合這些發(fā)現(xiàn)表明，SLC1A6與腫瘤進(jìn)展和免疫抑制性腫瘤微環(huán)境的形成相關(guān)。
 

圖 3

4. 腫瘤細(xì)胞中的SLC1A6競(jìng)爭(zhēng)性攝取谷氨酸以降低CD8+ T細(xì)胞的效應(yīng)功能
基于我們之前的分析，我們采用了體外共培養(yǎng)模型來(lái)驗(yàn)證腫瘤細(xì)胞中SLC1A6表達(dá)對(duì)T細(xì)胞效應(yīng)功能的影響。首先，我們?cè)谛∈蟀螂装┘?xì)胞系MB49中敲低了SLC1A6。接下來(lái)，我們測(cè)量了MB49 shNC和MB49 shSLC1A6細(xì)胞及其培養(yǎng)上清中的谷氨酸水平。MB49 shSLC1A6細(xì)胞中的谷氨酸含量降低，而上清中的谷氨酸水平增加（圖4A, B）。這些結(jié)果表明，腫瘤細(xì)胞的SLC1A6通過(guò)促進(jìn)外源性谷氨酸的攝取，增強(qiáng)了腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和遷移能力。我們推測(cè)谷氨酸可能影響T細(xì)胞的效應(yīng)功能。流式細(xì)胞術(shù)分析顯示，添加外源性谷氨酸增加了GZMB + CD8 + T細(xì)胞的比例（圖4C, D）。接下來(lái)，我們分別將MB49 shNC和MB49 shSLC1A6細(xì)胞的條件培養(yǎng)基添加到原代小鼠T細(xì)胞中。流式細(xì)胞術(shù)分析揭示，與MB49 shNC組相比，MB49 shSLC1A6組中GZMB + CD8 + T細(xì)胞的比例更高。此外，向MB49 shNC條件培養(yǎng)基中添加谷氨酸增加了GZMB + CD8 + T細(xì)胞的比例（圖4E, F）。上述結(jié)果表明，腫瘤細(xì)胞的SLC1A6通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性攝取谷氨酸，降低了CD8 + T細(xì)胞的效應(yīng)功能，而外源性谷氨酸的補(bǔ)充和腫瘤細(xì)胞中SLC1A6表達(dá)的降低均增強(qiáng)了CD8 + T細(xì)胞的效應(yīng)功能。
 

圖 4

5. MB49細(xì)胞中SLC1A6的敲低增強(qiáng)了抗-PD-1免疫療法的療效
為了探究SLC1A6敲低對(duì)抗-PD-1免疫療法的影響，我們建立了MB49細(xì)胞的皮下腫瘤模型。小鼠被注射了MB49 shNC或MB49 shSLC1A6細(xì)胞，隨后用抗-PD-1抗體或IgG作為對(duì)照進(jìn)行治療（圖5A）。我們的結(jié)果顯示，SLC1A6敲低在一定程度上抑制了腫瘤生長(zhǎng)。雖然單獨(dú)的抗-PD-1療法在MB49腫瘤模型中表現(xiàn)出部分療效，但SLC1A6敲低與抗-PD-1治療的結(jié)合顯著增強(qiáng)了腫瘤的抑制。在LLC小鼠模型中SLC1A6的敲低顯著增強(qiáng)了抗-PD-L1的療效。總之，靶向SLC1A6的抑制與免疫檢查點(diǎn)抑制協(xié)同作用，如改善的治療反應(yīng)指標(biāo)得到了證明。
 

圖 5

結(jié)語(yǔ)
除了在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中作為神經(jīng)遞質(zhì)的經(jīng)典作用外，谷氨酸已成為免疫反應(yīng)和腫瘤免疫治療的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。盡管已經(jīng)開發(fā)了針對(duì)谷氨酸代謝、其轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和相關(guān)信號(hào)通路的靶向治療藥物，但它們?cè)诎┌Y患者中的臨床療效仍有待完全闡明。隨著我們對(duì)谷氨酸信號(hào)傳導(dǎo)及其與腫瘤細(xì)胞和CD8⁺T細(xì)胞的相互作用的理解不斷深入，靶向調(diào)節(jié)谷氨酸代謝可能為增強(qiáng)腫瘤免疫治療和改善患者預(yù)后提供新的策略。

在這項(xiàng)研究中，我們使用單細(xì)胞RNA測(cè)序分析確定了谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白SLC1A6是膀胱癌免疫治療耐藥性的關(guān)鍵介質(zhì)。使用肺癌單細(xì)胞數(shù)據(jù)集以及膀胱癌和肺癌隊(duì)列的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)一步驗(yàn)證了SLC1A6的臨床意義，隨后通過(guò)體外和體內(nèi)功能實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了其在促進(jìn)癌癥新輔助免疫治療耐藥性中的作用。據(jù)報(bào)道，SLC1A6表達(dá)的降低與免疫細(xì)胞浸潤(rùn)增加和對(duì)免疫檢查點(diǎn)阻斷治療的敏感性提高相關(guān)，這與我們的觀察結(jié)果一致。未來(lái)的研究需要涉及更廣泛的癌癥類型，以確定SLC1A6的免疫調(diào)節(jié)作用是否在惡性腫瘤中保持一致。在精準(zhǔn)腫瘤學(xué)的背景下，未來(lái)的努力應(yīng)繼續(xù)集中在開發(fā)和系統(tǒng)評(píng)估針對(duì)SLC1A6的治療策略，特別關(guān)注其在不同、真實(shí)世界臨床環(huán)境中的療效和安全性。

總之，我們的研究確定了SLC1A6作為癌癥中的新型生物標(biāo)志物和潛在治療靶點(diǎn)，為其預(yù)后意義提供了寶貴的見解。靶向SLC1A6可能為克服新輔助免疫治療耐藥性提供一種有希望的策略，并促進(jìn)聯(lián)合治療方法的發(fā)展，最終改善癌癥的治療效果。

參考文獻(xiàn)：Li C, Lin Y, Zheng H, Zeng H, Xu L, Wu D, Lao J, Cai P, Liang S, Wang C, Lin T, Zhong W. Glutamate transporter SLC1A6 promotes resistance to immunotherapy in cancer. Cancer Immunol Immunother. 2025 Jun 7;74(8):240. doi: 10.1007/s00262-025-04074-4. PMID: 40481876; PMCID: PMC12145344.

伯優(yōu)®單細(xì)胞測(cè)序組織保存液