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Cell Reports | OASL通过增强mRNA翻译和重编程脂质代谢促进癌症进展

发表时间:2025-07-16

I型干扰素(IFN-I在肿瘤免疫中扮演矛盾角色——急性高剂量发挥抗肿瘤作用,而慢性低剂量却促进癌症发展。这种"双刃剑"效应背后的核心机制尚未阐明,尤其缺乏对下游干扰素刺激基因(ISG)功能的理解。

2025年72日,发表在Cell Reports题为OASL enhances mRNA translation and reprograms lipid metabolism to promote cancer progression的研究论文报道了寡聚腺苷酸合成酶样(OASL)是介导IFN-Is促肿瘤作用的关键ISG



I型干扰素(IFN-Is是慢性炎症性疾病中肿瘤与免疫系统相互作用的核心调节因子,这类炎症状态被确认为肿瘤易感条件IFN-Is作为分泌蛋白,通过与特异性受体IFNAR1/2结合,诱导干扰素刺激基因(ISGs)的上调。尽管IFN-I的抗肿瘤作用已被长期认知,但其临床应用受限于副作用和疗效不足。IFN-I对肿瘤的效应取决于刺激强度与持续时间强急性暴露可驱动生长阻滞与凋亡,而慢性低浓度暴露则赋予关键促生存优势


最新研究表明,细胞持续暴露于低水平IFN-I可导致特定ISGs的稳态表达,这些基因介导促肿瘤表型,包括:促进上皮-间质转化、增强转移能力、保护癌细胞免于凋亡、介导免疫逃逸、诱导治疗抵抗、赋予肿瘤干细胞特性。近期发现,部分鼻咽癌(NPC)恶性细胞具有上皮-免疫细胞双重特征,其核心免疫标志由特定ISGs主导。值得注意的是,25%的癌症与慢性炎症相关,但介导IFN-IFNAR1促肿瘤功能的关键因子尚未阐明。


近期报道指出,IFN-I-IFNAR1轴通过抑制胆固醇和脂肪酸(FA)的从头合成、上调脂质摄取、促进FA氧化及氧化磷酸化(OxPhos)来重编程细胞脂代谢。尽管多种FA合成酶在肿瘤中转录上调,但IFN-I-IFNAR1介导的脂代谢重编程对肿瘤发生的贡献尚未明确,且IFN-Is通过调控mRNA翻译实现代谢重编程的作用未见报道。


人寡腺苷酸合成酶(OASs)由ISGs家族编码,以合成2′-5′寡腺苷酸为特征OAS样蛋白(OASL)作为OAS家族成员,虽保留OASL结构域但缺失酶活性。既往研究主要聚焦其依赖RIG-IcGAS的抗病毒功能。最新发现OASL可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,并能维持内皮一氧化氮合酶mRNA稳定性以抗动脉粥样硬化。此外,OASL可作为自身免疫病和慢性感染的生物标志物,但其在肿瘤发生中的生物学功能仍属未知。


本研究首次揭示OASL是介导IFN-Is促肿瘤效应的关键ISG。该蛋白通过直接结合核糖体形成ISG相关核糖体复合物,全局增强mRNA翻译起始,并优先选择脂代谢相关mRNA进行翻译,从而驱动FA代谢重编程。FA的异常积累促进OASL依赖的肿瘤进展,而FA合成抑制剂有望成为新型治疗策略。该发现揭示了OASL通过翻译调控脂代谢促进肿瘤进展的全新功能机制。


核心发现

1. OASL作为促癌因子的临床证据

RNA-seq筛选发现OASL是鼻咽癌最显著上调的ISG(图1A-B),其表达在12种实体瘤中普遍升高。临床生存分析证实,OASL高表达患者总生存期显著缩短,且为独立风险因子(图1J)。功能上,敲低OASL抑制细胞增殖(图1F)及裸鼠成瘤能力;而肠道特异性过表达OASL加速AOM/DSS诱导的结直肠癌发生(图2I-J)。

1. OASL是人类癌症中主要的ISG上调因子,其上调与癌症患者的不良预后有关


2. OASL-RPS3A互作调控翻译起始

免疫共沉淀联合质谱鉴定OASL直接结合核糖体蛋白RPS3A(图3A),结合域定位于203-349氨基酸,结合常数Kd=4.3μM(图3J)。

3. OASL与翻译机制中的蛋白质相互作用


该互作促进eIF3B-eIF4E复合物组装(图4C-D),导致多聚体比例显著增加(图5A-C)。新生蛋白合成实验(HPG掺入)证实OASL过表达使翻译效率提高40%(图5D-E)。

5. OASL可促进癌细胞中mRNA的翻译


3. 脂代谢重编程的分子基础

RNC-seq分析揭示OASL特异性提升脂代谢mRNA翻译效率(Translation Ratio):ACSL5(脂肪酸活化酶)提升8.2倍,ACOT1(酰基辅酶A水解酶)提升5.1倍,CROT(肉碱转运蛋白)提升3.7倍(图6C)。

代谢表型验证显示:长链酰基肉碱积累300%(脂质质谱,图6F);基础氧消耗速率(OCR)提高45%,最大呼吸能力增强60%(图6H);ACSL5沉默完全逆转上述表型(图7D)。

6. OASL可增强与脂质代谢相关的mRNA翻译,从而重新规划FA代谢


4. IFN-I-OASL轴的治疗脆弱性

IFNAR1敲低抑制OASL表达及脂代谢重编程,该效应可被OASL回补拯救(图7A-C)。关键的是,OASL高表达肿瘤对脂肪酸合成抑制剂Orlistat敏感性显著增强(图7E),揭示靶向代谢通路的精准治疗潜力。

7. OASLIFN介导的脂质代谢重编程至关重要


学术贡献与临床意义

本研究首次阐明慢性IFN-I信号通过OASL-RPS3A轴介导促癌作用的完整机制,解决了领域内长期存在的干扰素功能悖论。其创新性体现在揭示ISG通过物理结合核糖体特异性调控代谢相关mRNA翻译的新模式,并确立ACSL5为代谢重编程的关键效应分子。在转化医学层面,OASL表达水平可作为炎症相关癌症的预后生物标志物,而靶向OASL-RPS3A互作界面(203-349aa区域)、ACSL5酶活性或脂肪酸合成通路(如Orlistat)为精准治疗提供新策略。

未解决问题与未来方向

OASL选择性识别脂代谢mRNA的结构基础尚未明确,需探究其是否依赖5'UTR特定二级结构或RNA结合蛋白协同作用。肿瘤微环境中OASL对免疫细胞代谢重编程的影响亦未阐明。此外,人体内源性OASL活性调控因子的鉴定将为靶向治疗提供新思路。本研究为炎症相关肿瘤的进展机制建立了"翻译-代谢"调控新范式,奠定了靶向干预的理论基础。

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