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肝細胞(bao)癌（HCC）是(shi)全球最常见(jian)的癌症之一，具(ju)有(you)高死亡率、早期诊断困难、易复发轉(zhuan)移和耐药性強等(deng)特點。代谢重编程(cheng)（尤其(qi)是糖酵解增強导致(zhi)的乳酸积累）是HCC的(de)重要(yao)特征。近年來，乳酸不仅仅是代谢废物(wu)，還被发(fa)現可(ke)通過乳酸化修飾（lactylation）調控蛋白功能，影響肿瘤(liu)進展和免(mian)疫逃逸。然而，乳酸代谢、乳酸化修飾與HCC恶性進展之間(jian)的系統調控機製尚不(bu)明確。
2026年5月11日，南京医科(ke)大學戴晶晶(jing)/李(li)清/王學浩教授(shou)團隊(dui)合作(zuo)在《Gut》(IF:26.2)发(fa)表文章(zhang)“ Landscape screening identifies the lactate-modifying enzyme AARS2 as a master regulator and therapeutic target in hepatocellular carcinoma”。该研究依托乳酸化蛋白質組、空間轉錄組與單細(xi)胞測序等多組學技術(shu)，筛選发現乳酸修飾酶AARS2是肝細胞癌恶性進展的關键(jian)調控因子，進一步阐明(ming)AARS2通過乳酸化轉錄因子AP‑2γ並启動E3泛素(su)连接酶TRIM28介(jie)导的K63泛素化和核轉位，驅動HCC恶性進展的新機製；同時開(kai)发了首個靶向该通路的抑製剂(ji)Kukoamine A，並利用ZIF‑8納米遞送系統實現肝靶向和免疫(yi)聯合治疗，為HCC精(jing)準治疗(liao)提供了新策略。
研究亮點
1. 首次系統(tong)筛(shai)選出乳酸修飾酶AARS2，並證明(ming)其在HCC中作為主調控因(yin)子。
2. 揭示AARS2-AP-2γ-TRIM28轴：AARS2通過乳酸化修飾AP-2γ，促進其核轉位和(he)肿瘤恶性行為。
3. 開发首個靶向AARS2-AP-2γ相互(hu)作用的小分子抑製剂(ji)——Kukoamine A。
4. 構建ZIF-8納米遞送系統，實現肝(gan)靶向、pH響應释放，並與PD-1阻断(duan)剂协同增強免疫治疗。
研究結果
01 乳酸代谢與(yu)肿瘤恶性程度正(zheng)相關，乳酸(suan)修飾酶AARS2是HCC恶性(xing)進(jin)展的關键
本研究首(shou)先(xian)通過單細胞RNA測序（scRNA-seq）和空間轉錄(lu)組學(xue)，對肝細胞癌（HCC）樣本進行(xing)代谢景(jing)觀筛選。根據乳酸(suan)代谢（LAM）評分將肿瘤細胞分為高、中、低三組，发現高(gao)LAM區(qu)域肿瘤恶性程度(du)更高，且乳酸(suan)代谢與蛋白(bai)乳酸化修飾呈正相關。差异基因(yin)分析及(ji)臨床組織微阵列驗證表明，乳酸(suan)修飾酶AARS2在高LAM區域顯(xian)著高表達，其蛋白水平與(yu)增殖標志物(wu)Ki67呈正相關，且在HCC組織(zhi)中明(ming)顯高於癌旁組織，提示AARS2是连接乳(ru)酸代(dai)谢與HCC恶性進展的關键候選基因。功(gong)能實驗(yan)證實AARS2敲降抑製肿瘤生长和肺轉移，而(er)過表達則促進恶性行為。
02 乳酸化(hua)修飾組學筛選AARS2靶點AP-2γ，乳酸(suan)化修飾促進其(qi)核轉位
為阐明機製，该(gai)研究采用免疫共沉淀‑質谱（IP-MS）聯合乳酸化(hua)蛋白組學，交集(ji)筛選出AP‑2γ作為AARS2的下游靶點(dian)。通過截(jie)短突變體和AlphaFold3分(fen)子對接證實AARS2的658‑985氨(an)基酸區域與AP‑2γ的1‑127區域直接相互作(zuo)用。進一(yi)步发現AARS2催化AP‑2γ第444位赖氨酸（K444）发生乳(ru)酸化修飾。
03 E3泛素(su)连接酶 TRIM28介(jie)导的K63泛素化(hua)促進AP-2γ核(he)轉位
進一步发現，乳酸化修飾並不改變AP‑2γ总蛋白水平，而是通過增強(qiang)其與E3泛素(su)连接酶TRIM28的結合，促進AP‑2γ的K63连接泛素化（主要(yao)位點為K202和K284）。免疫荧光和核質分离(li)實驗顯示(shi)，K444R突變或AARS2酶(mei)活性缺失均(jun)阻断AP‑2γ的(de)核轉位，證明乳酸化→泛素化→核轉位的級聯(lian)反應是(shi)AARS2促癌的核心分子機製。
04 Kukoamine A阻断AARS2-AP-2γ相互作用
基於上述(shu)機製，研究者(zhe)開展了(le)靶向AARS2‑AP‑2γ相互作用的小分子抑製剂(ji)筛選。通過虚(xu)擬筛選160萬個小分子化合物库，結合高通量(liang)化合物(wu)筛選及表面等离子體共振（SPR）分析，鉴定(ding)出(chu)Kukoamine A（KD=35.1 μM）為首(shou)個可選擇性阻断AARS2與AP‑2γ結合的(de)抑製(zhi)剂。GST pull‑down和(he)共免疫沉淀證實(shi)Kukoamine A與AARS2直接(jie)結(jie)合，且定點(dian)突變AARS2關键(jian)残基后(hou)結合减弱。该抑製剂呈剂量依赖性破坏AARS2‑AP‑2γ相(xiang)互作用，降低(di)AP‑2γ的乳酸化、K63泛素化及核轉位，並在小鼠皮下(xia)移植瘤模型中顯示出良好的安(an)全性和肿瘤抑製作用。
05 ZIF-8納米遞送系統增強肝靶向(xiang)與免疫聯合治(zhi)疗
為(wei)改善Kukoamine A水(shui)溶性差(cha)、肝脏靶向性(xing)不足的問題，研究(jiu)采用ZIF‑8 納米载體對药物進行包裹，並聯(lian)合肿(zhong)瘤細胞膜與叶酸進行表面修飾，成功製備 ZIF‑8@KukA‑MEM‑FA 納米药物。最后通過小鼠原位肝(gan)癌模型開展聯合治疗實驗，結果(guo)顯(xian)示Kukoamine A納米药物單药即可顯著(zhu)抑製肿瘤生长並延长生(sheng)存期，與 PD‑1 抑製(zhi)剂聯合使用時呈現协同(tong)抗肿瘤效果，可明顯增強免(mian)疫治疗疗效(xiao)，有效逆轉(zhuan)肝癌對免疫檢(jian)查點抑製剂的耐药。
研究結论與意義
本研究證實AARS2是肝細胞癌中连接乳酸代谢、蛋白質乳酸化修飾與肿瘤恶性進展(zhan)的核心主調控因子，它通過催化下游(you)轉(zhuan)錄因子 AP-2γ 的 K444 位點乳酸化，增強 AP-2γ 與 E3 泛素(su)连接酶 TRIM28 的結(jie)合並促進(jin)其 K63 位泛素化(hua)與核轉位，進而驅動肝癌細胞增殖、侵袭轉移並塑造(zao)免疫抑(yi)製微環境；同時筛(shai)選获得靶向 AARS2-AP-2γ 相互作用(yong)的特异性小分子抑製剂枸杞酰胺(an) A，經 ZIF-8 納米载體遞送后可實現高效肝(gan)脏靶(ba)向與 pH 響應(ying)释药，單独使用即(ji)可顯著抑製肿(zhong)瘤生长，與 PD-1 免疫治疗聯用(yong)還能產生协同增效作用。
该研究不仅揭示了乳酸代谢(xie)調控肝癌恶性進展的全新分子機製(zhi)，也為肝癌(ai)提(ti)供了極具轉化价值的预后標志物、精準治疗靶點與聯合(he)免疫治(zhi)疗新策略。
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