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近(jin)年(nian)來，肿瘤代谢與免疫調控(kong)之間(jian)的關系成為研究熱點。乳酸化修飾由肿瘤糖酵解代(dai)谢的關键產物乳酸所(suo)形成，但(dan)其與肿瘤免疫調控的關(guan)系仍不清楚。
2026年3月21日，浙江大學吴明團隊在Cell Death & Disease(IF 9.6/Q1)上发表題(ti)為“Lactylation stabilizes PD-L1 to promote tumor immune evasion and cell growth”的研(yan)究论文，系統(tong)解析了糖酵解驅動的乳酸化(hua)如何調控PD-L1稳定(ding)性，从而促進肿(zhong)瘤免疫逃逸與生长(zhang)，為提升免疫治疗疗效提供了(le)全新的思(si)路和靶點。
研究背景
PD-L1是肿瘤免疫逃逸的核心分子之一，其通過與T細胞表面的PD-1結(jie)合，抑製CD8+ T細胞的杀伤功能，从而帮助肿(zhong)瘤逃避免疫监視。盡管(guan)PD-1/PD-L1抑製(zhi)剂已廣泛應用於臨床，但总體(ti)響應率仍较(jiao)低（約20%），提示PD-L1調控機製仍(reng)不完全清楚。
研究方法與材料
樣本：
多種非小細胞肺癌細胞系（如H460、H1975、H1299）、小鼠肺癌細胞系（LLC）、乳腺癌(ai)細胞系（4T1）以(yi)及人正(zheng)常支氣管上皮細胞（16HBE）等；小鼠乳腺癌（4T1）和肺(fei)癌(ai)（LLC）模型；80例非小(xiao)細(xi)胞肺癌患者組織樣本。
方法：
1. 基因编輯：構建了PD-L1的野生型、細胞内結構域缺失(shi)突變體、不同赖氨(an)酸位點(dian)（K）突變為精(jing)氨酸（R）的突變體等質粒，以確定關(guan)键的乳酸(suan)化位點。
2. 質谱分析：質谱鉴定PD-L1的乳酸化位點，並利用FSL-Kla工具预測潜在的乳酸化位點。
3. 細胞功能實驗：T細胞(bao)杀伤實驗(yan)，評估PD-L1乳酸(suan)化對肿瘤細胞抵抗免(mian)疫杀伤能力的影響。
4. 其他分子生物學實驗：IP、Western blot、IHC等。
研究結果
1.乳酸上調PD-L1表達
研究人員首先驗證了乳酸的作用。結果如圖1所示，在(zai)肺癌(ai)細胞H460和H1975中，用(yong)乳酸钠處理能剂量和時(shi)間依赖性地上調PD-L1蛋(dan)白水(shui)平 (圖1A)。抑製糖酵解(jie)（减少乳酸產生）會降低PD-L1，而抑製線粒體(ti)呼吸（迫使細胞依(yi)赖糖酵解）則會(hui)上調PD-L1 (圖1B, C)。先(xian)前研究表明，乳(ru)酸可通過GPR81上調PD-L1的轉錄。本研究也(ye)證實了(le)这一點：敲低GPR81會降低PD-L1的mRNA和蛋白水平 (圖1E, F)。但在GPR81被敲低的細胞中(zhong)，乳酸依然能提升PD-L1的(de)蛋白水平(ping)，卻无法提升其mRNA水平。这暗示(shi)乳酸還存在不依赖轉錄的、在蛋白水平上調控PD-L1的途径。乳酸化修飾很(hen)可能就是这条途径的關键(jian)。
2.PD-L1存在乳酸化修飾
研究團隊利用泛乳酸化修飾抗體，发現在多種細胞中都能檢測到内源性PD-L1的乳酸化信號 (圖2A)。進一(yi)步(bu)通過IP實驗確認，PD-L1確(que)實(shi)发生乳酸化修飾 (圖2B)。他們還巧妙(miao)地構建(jian)了在信號肽后插入HA標簽的PD-L1質粒(li)，以及常(chang)規的N端Flag標簽融合PD-L1質粒(li)，通過特异性(xing)沉淀標簽蛋白(bai)，均證實了PD-L1存在乳酸化修飾 (圖2C, D)。这些證據鏈確證了(le)PD-L1是(shi)一種(zhong)乳酸化修飾蛋白。
3.乳酸化位點為K280
為了找(zhao)到乳酸化的具(ju)體位點，研究人員发(fa)現，删除(chu)PD-L1的細胞内結構域會几乎(hu)完全消除其乳酸(suan)化 (圖3A)，說明修飾位點在胞内區(qu)域(yu)。然后他們(men)對胞内區的5個赖氨酸(suan)K逐一進行突變，发現K280R突變能几乎完全消除PD-L1的乳酸化 (圖3B)。乳酸處(chu)理(li)能顯著增強野生型PD-L1的乳酸化，但對K280R突變體无(wu)效 (圖3C)。質(zhi)谱分析也直接鉴定(ding)到了K280位點(dian)的乳酸化(hua)肽段 (圖3D)。序列比對(dui)顯示，K280在不同物種中高度保守 (圖3E)。利用FSL-Kla工具预測，K280是得分(fen)最高的(de)潜在乳酸化位點之一 (圖3F)。綜(zong)合以上證(zheng)據，K280被確(que)定(ding)為PD-L1最主要的乳酸化修(xiu)飾位點(dian)。
4.乳酸化通過抑(yi)製泛素化稳(wen)定PD-L1
既然(ran)不是轉錄(lu)水平調控，那(na)就有可能是(shi)降解調控。研究发現，乳酸處理能(neng)减缓PD-L1蛋白的降解(jie)，而抑製糖酵解則加(jia)速其(qi)降解 (圖4A, B)。進一步研究发現，乳酸能抑製PD-L1的泛素化，而(er)抑製糖酵解則增(zeng)強其泛素化 (圖4C)。这表明乳酸通過影響泛素化來稳定PD-L1。
關键的機製在於，K280恰好位於另一個已知泛素(su)化(hua)位點K281旁边。文(wen)献報道(dao)，E3泛素连接酶(mei)HUWE1负責催化(hua)PD-L1的K281位點发生多(duo)聚泛素化，从而促使其被蛋白酶(mei)體(ti)降解。作者推(tui)測，K280的(de)乳酸化可能會產生空(kong)間位阻，影響HUWE1的結合，从而保護PD-L1不被降解。實驗(yan)證實，K280R突變體的泛素化(hua)水平(ping)及與HUWE1的結合能力顯(xian)著強於野生型 (圖4E, F)。此外(wai)，敲低HUWE1能稳定PD-L1，而過表(biao)達HUWE1則能(neng)逆轉乳酸钠(na)對PD-L1的稳定(ding)作用 (圖4G, H)。这些結果證明：乳(ru)酸(suan)在K280位點的修飾，物理性地阻碍了HUWE1接近並(bing)標記PD-L1，从而阻止了其被泛素化降解。
5.AARS1是關键乳酸轉移酶
那麼，是谁(shui)將乳酸轉移到PD-L1的K280上(shang)呢？體外實驗(yan)證明，乳酸本(ben)身可(ke)以直接作為供體修飾PD-L1肽段，而非其活化形式乳酰辅酶A(圖5C)。細胞實驗表明，氨酰(xian)-tRNA合成酶1（AARS1）能與PD-L1結(jie)合，並促進其乳(ru)酸化 (圖5D)。過(guo)表達(da)AARS1能顯著(zhu)降(jiang)低PD-L1野(ye)生型的泛(fan)素化並破坏其與HUWE1的結合，但對K280R突變體无(wu)效 (圖5E)。反之，敲低AARS1則會降低PD-L1乳酸化，增強其與HUWE1的結合，並消(xiao)除乳酸钠的稳定作用 (圖5F, G)。这些数據一致指向AARS1是负責催化PD-L1在K280位點发生乳酸化的關(guan)键修飾酶(mei)Writer。
6.乳酸化促進免疫逃逸與肿(zhong)瘤生长(zhang)
功能實驗證明，相(xiang)较於表達野生(sheng)型mPD-L1的小鼠乳腺癌(ai)細胞，表達K280R突變體的細胞，在T細胞杀伤(shang)實驗中對CD8+ T細胞的攻擊更為敏(min)感，效果堪比使用PD-L1抗體 (圖6C)。在小鼠體内成瘤實驗中，表達K280R突變體的肿(zhong)瘤生长(zhang)顯著减缓，並且(qie)肿瘤内浸润(run)的CD8+ T細胞更多 (圖6E, F)。这直接證明了K280位點的乳酸(suan)化對PD-L1的免疫抑製(zhi)功能至(zhi)關重要。在小(xiao)鼠肺癌模(mo)型中，單独使用乳酸钠對肿(zhong)瘤生(sheng)长无影響，但它能顯著增強抗PD-1抗體的治疗效果，且不(bu)增加明顯毒性(xing) (圖6H)。多重(zhong)免(mian)疫組化顯示，聯合治(zhi)疗組肿瘤中(zhong)PD-L1表達更高，同時浸润的CD8+ T細胞也更多 (圖6I, J）。
7.PD-L1乳酸化是潜在的癌症诊(zhen)断(duan)生物標志物
最(zui)后，研究回归臨(lin)床。利用(yong)特製的(de)PD-L1 K280乳酸化抗(kang)體(ti)，團隊分析(xi)了(le)80例非小細胞肺癌患者組織。他(ta)們发現，肺癌組(zu)織中PD-L1乳酸化(hua)阳性率(lv)顯著高於癌旁正常組織 (圖7A)。更重要的是，PD-L1乳酸化水平與(yu)更晚期的肿瘤分期顯著相關 (圖7B）。生存分析顯示，PD-L1乳酸化高表達(da)的肺癌(ai)患者，其总生存期(qi)明顯更差(cha) (圖7D）。这表明，檢測PD-L1的乳酸化水平(ping)，有望成為预測患者预后和(he)指导免疫治疗的新(xin)興生物標志物。
总結
本研究系統性地揭示了肿瘤代谢與免疫逃逸交(jiao)匯的一条全新通路，可以概括為：肿瘤細胞糖(tang)酵解產生大量乳酸 → AARS1催化PD-L1蛋白K280发生(sheng)乳酸化(hua) → 修飾阻碍E3泛素连接酶(mei)HUWE1結合而抑(yi)製PD-L1泛素化降(jiang)解 → PD-L1在細胞表面异(yi)常稳定积(ji)累 → 抑製T細胞功能且(qie)促進肿瘤免疫逃逸和生长。
研究首次发現並(bing)證實了乳酸能直接修飾(shi)在蛋白上，且乳酸(suan)化修飾調控泛素(su)化修飾，从而調控PD-L1蛋白稳定性，乳酸化PD-L1蛋(dan)白可作為潜在的诊断和预后生(sheng)物標志物。
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