肌苷（Inosine）是人体内源的一种代谢产物，也广泛存在于多种中药之中，例如广地龙、冬虫夏草、半夏等，并且在临床上已经作为治疗慢性肝炎的辅助药，表明肌苷具有较好的临床安全性。以往的研究也显示肌酐可通过增强T淋巴细胞功能和代谢促进机体免疫反应。上海交通大学医学院和广州中医药大学的研究团队在Nature Communications（IF:16.6）发表了一项题名为 Inhibition of UBA6 by inosine augments tumour immunogenicity and responses的研究，发现体内肌苷（Inosine）及其衍生物异丙肌苷可通过抑制泛素激活酶UBA6活性增加肿瘤细胞的免疫原性，进而可以改善肿瘤免疫治疗反应。

01  肌苷与ICB联合使用激发抗肿瘤免疫反应

首先血清代谢组学分析发现免疫检查点阻断治疗（ICB）病人中肌苷水平显著升高（图1a）。肌苷水平高的抗PD1治疗的患者生存期显著增加，而mTOR抑制剂治疗患者肌苷水平与生存期无显著关系（图1b）。这表明高水平的肌苷对ICB治疗的患者具有持久的益处。联合使用肌苷和ICB都能显著减小荷瘤小鼠的肿瘤体积，增加小鼠生存期（图1c）。单细胞RNA测序发现联合治疗使肿瘤中Ki67+ CD8+T细胞显著增加（图1d）。流式细胞术发现联合治疗后肿瘤反应性gp70 Tetramer+ CD8+T细胞显著增加(图1e)，表明肌苷可以激活特异性抗肿瘤免疫。

图1 肌苷与ICB联合使用激发抗肿瘤免疫反应

02  肌苷通过增强肿瘤内源性免疫原性增强肿瘤细胞对T细胞的敏感性

细胞实验发现肌苷处理并没有显著增加T细胞的抗肿瘤作用（图2a），并且肌苷并不直接影响肿瘤细胞的增殖和凋亡(图2b,c)。而将肌苷处理的肿瘤细胞再用T细胞处理后，其细胞活力显著降低（图2d）。肌苷还会显著上调MHC-I表达 (图2e)，增加肿瘤细胞中涉及抗原提呈和IFN-γ反应的相关基因的表达(图2f)，这些结果说明肌苷通过直接调节肿瘤细胞的免疫原性，使肿瘤细胞对T细胞介导的肿瘤杀伤更加敏感。

图2 肌苷通过增强肿瘤内源性免疫原性增强肿瘤细胞对T细胞的敏感性

03  肌苷直接抑制肿瘤细胞UBA6活性

为了确定肿瘤细胞中可能与肌苷结合的功能蛋白，作者通过LIP-SMap化学蛋白质组学筛选，找到23种变化显著的蛋白质（图3a,b,c）。基于几个CRISPR基因筛查数据集，发现只有UBA6缺失增强了T细胞介导的肿瘤杀伤（图3d）。为了探讨肌苷对UBA6的调控机制，作者检测发现肌苷减少了细胞中UBA6和USE1(UBA6特异性泛素E2)之间的相互作用(图3e)。肌苷在体外降低了UBA6介导的USE1蛋白的FAT10硫酯(图3f)。敲除UBA6使肿瘤细胞对T细胞的细胞毒作用敏感，并消除了肌苷对T细胞介导的肿瘤杀伤的影响(图3g)。总而言之，肌苷通过直接抑制UBA6活性而使肿瘤细胞对T细胞介导的杀伤敏感。

图3 肌苷直接抑制肿瘤细胞UBA6活性

04  UBA6的缺失启动了肿瘤细胞的内源性免疫反应

为了解释UBA6对肿瘤细胞作用的分子机制，作者通过转录组测序发现UBA6缺失的肿瘤细胞TNF-α，IFNα，和IFNγ显著增加(图4a、b)。蛋白质组学也证实了UBA6缺失的肿瘤细胞中干扰素信号通路和炎症反应信号受影响最明显（图4c）。敲除UBA6逆转了肌苷对免疫反应相关基因表达的影响(图4d)，证实了肌苷对肿瘤细胞中UBA6的抑制作用。当TNF-α和IFNγ刺激时，敲除UBA6的细胞存活率显著下降(图4e)。总之，肿瘤细胞中UBA6的缺失启动了肿瘤细胞的内源性免疫反应，并阻断了肌苷对免疫反应信号基因表达的影响。

图4 UBA6的缺失启动了肿瘤细胞的内源性免疫反应

05  UBA6表达可预测临床患者的免疫治疗反应

最后，作者研究了UBA6表达与癌症患者免疫治疗反应之间的关系，使用肿瘤免疫功能障碍和排斥（TIDE）数据集，作者发现较高的细胞毒性T淋巴细胞（CTL）水平与低表达UBA6的黑色素瘤患者的较高存活率相关（图5a）。接着分析了用抗CTLA-4治疗的黑色素瘤组群中的临床数据集，观察到ICB治疗的患者中，UBA6表达高的患者无进展生存期短(图5b)。在抗PD1治疗的食管癌、肺癌、胃癌和结肠癌患者中，作者发现与进展性疾病(PD)的癌症患者相比，部分缓解(PR)或稳定疾病(SD)的癌症患者的肿瘤UBA6水平明显较低(图5c)。作者还发现与具有高UAB6水平的患者相比，具有低UBA6水平的患者具有更高的总缓解率（ORR）（图5d）。

图5 UBA6表达可预测临床患者的免疫治疗反应

总而言之，肌苷通过抑制肿瘤细胞中的UBA6来增强肿瘤的免疫原性，从而克服了肿瘤细胞对免疫治疗的内在抵抗

总结与讨论

本研究首先通过代谢组学分析发现临床ICB病人中肌苷水平高，随后在细胞模型和小鼠模型中验证了肌苷的作用，接着基于LIP-SMAP化学蛋白质组学筛选和CRISPR基因筛查数据集找到UBA6这个靶点。在进一步机制探索中发现肌苷通过抑制肿瘤细胞UBA6活性来强肿瘤的免疫原性，进而发挥改善肿瘤免疫治疗反应的作用。

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