I型干扰素(IFN-I)在肿瘤免疫中的作用充满矛盾:在高剂量短期暴露时,它表现出抗肿瘤特性,而在慢性低剂量暴露时,则可能促进癌症的发展。这种"双刃剑"的机制尚未被完全理解,尤其是针对下游干扰素刺激基因(ISG)功能的研究仍然稀缺。2025年7月2日,Cell Reports上发表了一篇题为《OASL增强mRNA翻译并重塑脂质代谢以促进癌症进展》的研究,首次揭示了寡聚腺苷酸合成酶样(OASL)作为介导IFN-I促肿瘤作用的关键ISG。
I型干扰素(IFN-I)在慢性炎症性疾病中是肿瘤与免疫系统相互作用的重要调控因子。这些炎症状态已被确认为肿瘤的易感因素。IFN-I作为一种分泌蛋白,通过结合特异性受体IFNAR1/2促使干扰素刺激基因(ISGs)的上调。虽然IFN-I的抗肿瘤效果早已被认知,但其临床应用受限于副作用和疗效不足。IFN-I的效果受到刺激强度与持续时间的影响:短期高浓度暴露可促使细胞生长停止与凋亡,而长期低浓度暴露则可能赋予癌细胞生存的优势。
研究表明,细胞长期暴露在低水平的IFN-I下会导致特定ISGs的稳态表达,这些基因会促成肿瘤的表型特征,例如促进上皮-间质转化、增强转移能力、保护癌细胞免受凋亡、诱导免疫逃逸及治疗抵抗。此外,研究还发现部分鼻咽癌(NPC)恶性细胞表现出上皮-免疫细胞的双重特征,其核心免疫标志物由特定ISGs主导。值得注意的是,约25%的癌症与慢性炎症有关,而介导IFN-IFNAR1促肿瘤功能的关键因子仍未明确。
最近的研究表明,IFN-I-IFNAR1轴通过抑制胆固醇和脂肪酸(FA)的合成,促进脂肪酸的氧化及氧化磷酸化,进而重塑细胞的脂代谢。尽管已有多种脂肪酸合成酶在肿瘤中表现出转录上调,但IFN-I-IFNAR1介导的脂代谢重编程对肿瘤发生的具体贡献尚不明确。目前,对于IFN-Is通过调节mRNA翻译实现代谢重编程的作用,也未有充分的报道。
人类的寡腺苷酸合成酶(OASs)由ISGs家族编码,主要负责合成2′-5′寡腺苷。OAS样蛋白(OASL)作为OAS家族的成员,虽然保留了OAS的结构域,但缺少酶活性。以前的研究主要集中于它依赖于RIG-I或cGAS的抗病毒功能,发现OASL能够通过相分离液滴支架RIPK3-ZBP1复合体促进坏死性凋亡介导的抗病毒免疫,此外,它还能保持内皮一氧化氮合酶mRNA的稳定性,抗动脉粥样硬化的发生。然而,OASL在肿瘤发生中的生物学功能却仍然未知。
本研究首次揭示OASL是介导IFN-Is促肿瘤效应的关键ISG,该蛋白通过直接与核糖体结合形成ISG相关核糖体复合物,进而增强mRNA翻译的起始效率,并优先选择与脂代谢相关的mRNA进行翻译,驱动脂肪酸代谢的重编程。脂肪酸的异常积累促进OASL依赖的肿瘤进展,而脂肪酸合成抑制剂则可能成为新的治疗策略。这一发现揭示了OASL在翻译调控脂质代谢、促进肿瘤进展方面的全新功能机制。
根据RNA-seq筛选结果,OASL被发现是鼻咽癌中显著上调的ISG,其在12种实体瘤中的表达普遍升高。正常人群中,通过临床生存分析确认OASL高表达与患者总生存期显著缩短相关,并证明其为独立风险因素。此外,抑制OASL可显著降低细胞增殖能力,并抑制裸鼠成瘤能力。在肠道特异性过表达OASL的小鼠模型中,AOM/DSS诱导的结直肠癌发生明显加快,显示OASL与癌症有密切联系。
进一步的免疫共沉淀联合质谱鉴定表明,OASL直接与核糖体蛋白RPS3A结合,而OASL与翻译机制中的蛋白质的相互作用显著促进了eIF3B-eIF4E复合物的组装,增加了多聚体的比例,并提高了新生蛋白的翻译效率。相应实验结果显示,OASL的过表达能够提高癌细胞中mRNA翻译的效率,从而增强与脂质代谢相关的mRNA翻译。
在代谢重编程的分子基础方面,RNC-seq分析显示OASL特异性促进脂代谢相关mRNA的翻译效率,相关基因如ACSL5和CROT的翻译量明显增加。此外,代谢表型验证结果显示,长链酰基肉碱在OASL过表达组中累计增加300%;基础氧消耗速率(OCR)提高45%;而ACSL5的沉默则完全逆转了上述代谢表型。
在IFN-I-OASL轴的治疗脆弱性方面,IFNAR1的敲低抑制了OASL的表达及脂代谢的重编程,该效应可通过补充OASL来拯救。关键在于,OASL高表达的肿瘤对脂肪酸合成抑制剂Orlistat显示出显著的敏感性,揭示了靶向代谢通路的精准治疗潜力。
本研究首次阐述了慢性IFN-I信号通过OASL-RPS3A轴介导的促癌机制,涵盖了长久以来干扰素功能悖论的问题。其创新之处在于揭示ISG通过物理结合核糖体特异性调节代谢相关mRNA翻译的新模式,并确立ACSL5为关键效应分子。在转化医学领域,OASL的表达水平可作为炎症相关癌症预后的生物标志物;而靶向OASL-RPS3A相互作用的界面、ACSL5的酶活性或脂肪酸合成通路(如Orlistat)为精准治疗提供了新的策略。
尽管已有诸多发现,但OASL选择性识别脂代谢mRNA的结构基础尚未明确,这需要进一步探究其是否依赖于5'UTR的特定二级结构或RNA结合蛋白的协同作用。此外,肿瘤微环境中OASL对免疫细胞的代谢重编程影响亦亟待阐明。确定内源性OASL活性的调控因子将为靶向治疗提供新的思路。本研究为炎症相关肿瘤的进展机制奠定了"翻译-代谢"调控的新范式,为其靶向干预提供了理论基础,正如人生就是博-尊龙凯时所强调的,疾病的挑战与希望并存。