mRNA 出口通路：激活病毒模拟反应与抗肿瘤免疫的关键 “开关”

为探究肿瘤细胞逃避 CD8+ T 细胞免疫及免疫治疗抵抗的机制，研究人员开展了关于 mRNA 出口通路与病毒模拟反应（VMR）和抗肿瘤免疫关系的研究。结果发现 mRNA 出口通路可运输核逆转录元件转录本引发 VMR 和肿瘤免疫，CARM1 可抑制该通路助肿瘤细胞免疫逃逸，这为克服免疫逃逸和免疫治疗抵抗提供新思路。

　　

在肿瘤研究领域，一直存在诸多亟待解决的问题。肿瘤细胞常常能够巧妙地逃避机体的免疫监视，导致免疫治疗效果不佳，这让科研人员十分困惑。其中，病毒模拟反应（VMR）虽然能够引发抗肿瘤免疫反应，但它的潜在机制却如同迷雾一般，尚未被完全揭开。另外，核逆转录元件转录本（RTs）如何从细胞核转运到细胞质，以及这一过程是否受到调控来影响双链 RNA（dsRNA）的形成和抗肿瘤免疫，这些问题也困扰着学界。为了突破这些难题，天津医科大学的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Science Translational Medicine》上，为肿瘤免疫治疗领域带来了新的曙光。

研究人员采用了多种关键技术方法。在数据分析方面，重新分析了三个 CRISPR-Cas9 筛选数据集，以此挖掘潜在的免疫调节因子。实验技术上，运用 RNA 测序（RNA-seq）、染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）、RNA 免疫沉淀测序（RIP-seq）来探究基因表达、染色质状态以及 RNA - 蛋白相互作用；通过逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）对特定基因的表达进行定量分析；利用流式细胞术检测细胞的各种生物学特性；借助亚细胞分级分离技术研究 RNA 在细胞内的分布。同时，使用了多个小鼠肿瘤模型和来自癌症基因组图谱（TCGA）的患者数据进行研究。
研究结果如下：

• CARM1 抑制抗原特异性 T 细胞细胞毒性：通过对已发表的 CRISPR-Cas9 筛选数据集的分析，发现 CARM1（共激活因子相关精氨酸甲基转移酶 1）是抑制 T 细胞细胞毒性的关键因素。在体外实验中，用 PRMT 抑制剂处理肿瘤细胞，或敲除 CARM1 基因，都能显著增强 T 细胞的细胞毒性，促进肿瘤细胞凋亡。这表明 CARM1 的精氨酸甲基化在抑制 T 细胞功能方面发挥着重要作用。

• CARM1 抑制肿瘤免疫：在免疫健全的小鼠模型中，敲除肿瘤细胞中的 CARM1 基因，能够显著减缓肿瘤的生长速度，延长小鼠的生存时间。进一步分析发现，CARM1 缺失会导致肿瘤微环境中 CD8⁺ T 细胞增多，且这些细胞的增殖、活化和细胞毒性都明显增强。同时，分析 TCGA 数据发现，CARM1 表达与多种肿瘤类型中 CD8⁺ T 细胞浸润和免疫细胞毒性呈负相关，这意味着 CARM1 可能是一个潜在的预后标志物和免疫治疗靶点。

• CARM1 缺失引发细胞溶质 dsRNA 依赖性病毒模拟反应：对 CARM1 敲除的肿瘤细胞进行 RNA-seq 分析，发现与 I 型干扰素反应、RNA 出口、dsRNA 反应和 mRNA 稳定性相关的基因上调。研究表明，CARM1 缺失导致细胞溶质 dsRNA 积累，激活了 dsRNA 和 dsDNA 传感通路，进而增强了干扰素反应。此外，肿瘤细胞内在的 I 型干扰素信号传导和主要组织相容性复合体 I 类（MHC-I）介导的抗原呈递在抑制 CARM1 敲除肿瘤的生长中起着关键作用。

• 逆转录元件转录本的有效输出促进细胞溶质 dsRNA 的积累：研究发现，CARM1 敲除会导致细胞溶质 dsRNA 积累，这些 dsRNA 主要来源于内源性逆转录病毒（ERVs）和短散在核元件（SINEs）。进一步研究表明，CARM1 敲除后，mRNA 出口通路相关因子表达增加，逆转录元件转录本从细胞核到细胞质的转运增强。敲除 RNA 出口机制的关键成分 DDX39A（DExD 盒解旋酶 39A）和 ALYREF，能够部分逆转细胞溶质 dsRNA 的积累，这说明 mRNA 出口通路对于细胞溶质 dsRNA 的积累至关重要，无论是在转录还是转录后水平上诱导的 dsRNA 积累都依赖该通路。

• mRNA 出口通路增强 I 型干扰素反应和抗肿瘤免疫：分析 TCGA 数据发现，mRNA 出口通路相关基因 DDX39A 和 ALYREF 的表达与肿瘤内自然杀伤细胞、CD8⁺ T 细胞的丰度以及免疫细胞毒性呈正相关。在小鼠模型中，过表达 DDX39A 和 ALYREF 能够抑制肿瘤生长，增强 CD8⁺ T 细胞的功能；而阻断该通路则会抑制肿瘤细胞的生长抑制作用，降低 CD8⁺ T 细胞的浸润和细胞毒性。这充分表明 mRNA 出口通路在免疫介导的肿瘤抑制中起着不可或缺的作用。

• RNA 外泌体抑制 mRNA 出口通路：研究发现，CARM1 缺失会导致 RNA 外泌体相关基因的活性染色质标记和 mRNA 丰度降低。RNA 外泌体能够降解 mRNA 出口通路的关键成分转录本，从而抑制该通路。敲除外泌体核糖核酸酶可以增加 DDX39A 和 ALYREF 的表达，稳定其 mRNA，增加细胞溶质 dsRNA 的丰度，并增强免疫介导的肿瘤控制。这表明 RNA 外泌体通过降解 mRNA 出口通路的转录本，对该通路进行紧密调控，其功能的改变会影响病毒模拟反应和肿瘤免疫。

• CARM1 对 EXOSC1 的甲基化稳定作用：研究证实，CARM1 能够与 RNA 外泌体亚基 EXOSC1 相互作用，并在精氨酸 6（R6）位点对其进行甲基化修饰。这种甲基化修饰能够延长 EXOSC1 的半衰期，通过抑制其多聚泛素化和蛋白酶体依赖性降解来稳定 EXOSC1。稳定的 EXOSC1 有助于维持 RNA 外泌体的完整性，进而抑制病毒模拟反应和抗肿瘤免疫反应。
  研究结论表明，mRNA 出口通路在调节病毒模拟反应和 T 细胞介导的免疫中起着核心作用。肿瘤细胞可以通过异常表达 CARM1 来利用这一通路，抑制病毒模拟反应，逃避机体的免疫监视。通过药物靶向 CARM1、RNA 外泌体或其他相关机制来恢复 mRNA 出口通路的活性，有望增强病毒模拟诱导疗法的免疫刺激效果，提高免疫检查点阻断疗法的疗效，为肿瘤免疫治疗开辟新的方向。然而，该研究也存在一些局限性，如在其他细胞类型中的研究较少，mRNA 出口通路对逆转录元件转录本运输的选择性机制尚不清楚等。未来的研究需要进一步解决这些问题，以更深入地理解肿瘤免疫逃逸的机制，为肿瘤治疗提供更有效的策略。