乳酸是糖酵解的终产物,正逐渐被认为是癌症的一个代谢标志。除了代谢作用外,乳酸还介导蛋白质乳酰化。它是一种翻译后修饰,能够调控多种细胞过程,并有助于肿瘤的发生、增殖、转移和免疫逃逸。这种修饰由利用乳酰辅酶A的酰基转移酶,以及利用乳酸和ATP将乳酰基团转移到赖氨酸残基上的丙氨酰-tRNA合成酶催化。在酰基转移酶中,赖氨酸酰基转移酶大致分为三个主要家族,包括p300/CBP、GNAT和MYST。迄今为止,这种乳酰转移酶活性仅被归因于A型核内赖氨酸酰基转移酶。有趣的是,组蛋白乙酰转移酶1(HAT1)主要定位于细胞质,以其在组蛋白进入细胞核前乙酰化新合成的组蛋白而闻名。HAT1是否也具有乳酰转移酶活性仍然是一个悬而未决的问题。
靶向PD-1/PD-L1免疫检查点轴的癌症免疫疗法已在多种癌症类型中显示出临床疗效,但仅有一小部分患者能够从中获益。这强调了对PD-L1调控机制需要有更深入的理解。PD-L1的功能受到包括磷酸化、泛素化、乙酰化和糖基化在内的翻译后修饰的严密调控,这些修饰已成为增强T细胞介导的抗肿瘤免疫的潜在治疗靶点。特别是,PD-L1在内质网和高尔基体中经历广泛的N-连接糖基化,这调控其折叠、稳定性、运输和免疫功能。内质网中异常糖基化的PD-L1通常通过内质网相关降解途径被靶向降解。值得注意的是,已有研究表明PD-L1的磷酸化会触发异常糖基化和ERAD依赖性降解。相反,内质网伴侣蛋白如GRP78和Sigma1能够结合并稳定PD-L1。尽管取得了这些进展,但PD-L1是否发生乳酰化以及这种修饰如何与糖基化和蛋白质稳定性相互作用仍然完全未知。
南京医科大学妇女医院和东南大学团队在PNAS上发表研究文章“Lactylation of PD-L1 by a lactyltransferase HAT1 dictates its protein stability and tumor immune evasion”,揭示了PD-L1乳酰化介导的免疫逃逸新机制。研究鉴定出HAT1是一种乳酰基转移酶,它能催化PD-L1胞外结构域中K75和K178残基的乳酰化,从而增强PD-L1的稳定性。机制上,这种糖基化依赖性的修饰保护PD-L1免于内质网相关降解(ERAD),并促进其从内质网向高尔基体的转运。通过敲低HAT1、突变乳酰化位点或使用HAT1-PD-L1干扰肽来靶向PD-L1乳酰化,可抑制肿瘤进展并增强抗PD-1疗法的疗效。临床上,乳酰化的PD-L1与肿瘤进展密切相关。总之,这些发现确立了HAT1介导的PD-L1乳酰化是免疫逃逸的关键机制,并提示靶向这一通路有望改善癌症免疫治疗的效果。乳酸诱导PD-L1在赖氨酸残基K75和K178位点发生乳酰化乳酰化促进PD-L1从内质网向高尔基体的转运并阻止内质网相关降解HAT1优先与糖基化的PD-L1相互作用并促进其乳酰化