在癌癥治療的傳統理念中,精準殺死癌細胞是制勝關鍵。然而,隨著免疫治療的逐步推廣和耐藥等挑戰出現,研究人員正在尋找更為創新的策略來突破這一瓶頸。通過將腫瘤細胞轉變為免疫靶標,不再單純依賴直接殺傷,而是通過誘導衰老來激活免疫系統,這無疑為結直腸癌等免疫治療耐藥性腫瘤的治療提供全新策略。
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KDM4是一類與胚胎發育、造血維持和基因組穩定性密切相關的表觀分子。2025年9月,Autophagy期刊發表題為KDM4A-induced tumor senescence enhances the efficacy of immunotherapy by inhibiting AGT-PHB1 axis-mediated mitophagy in colorectal cancer的研究論文。該研究揭示KDM4A是CRC細胞衰老和免疫調節的關鍵表觀遺傳調控因子。研究選題巧妙,思路清晰,完全符合“表達有差異、差異影響表型、做機制、做轉化”的科研邏輯,值得深入學習與借鑒。
一、從差異出發:鎖定關鍵分子KDM4A
通過分析臨床隊列和轉錄組數據,揭示KDM4A和CDKN2A/p16在dMMR和pMMR CRC中表達有差異。IHC和Western blot檢測顯示,KDM4A的高表達與CDKN2A/p16的上調顯著相關,并進一步驗證KDM4A在免疫微環境中的作用,為治療策略提供重要理論基礎(表觀遺傳因子作為治療靶點的潛力不容忽視)。(圖1)
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二、驗證表型:KDM4A驅動衰老并抑制腫瘤生長
KDM4A通過促進衰老相關的SA-β-gal陽性細胞比例,并上調p16、p21,抑制腫瘤細胞增殖。小鼠模型驗證了KDM4A過表達對腫瘤生長的抑制作用,并增強了CD3+和CD8+ T細胞的浸潤。研究表明,SASP的激活能增強免疫細胞的活性,說明衰老引發的免疫反應可能成為免疫治療中被忽視的關鍵因素。(圖2)
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三:深挖機制:繪就KDM4A-AGT-PHB1調控軸
機制探索是本研究最精彩的部分。研究者利用ChIP-seq、Western blot、qPCR等技術,發現KDM4A通過去除組蛋白H3K9me3的甲基化修飾,直接激活了AGT的轉錄。臨床樣本分析也證實了KDM4A與AGT的表達呈正相關。由此,KDM4A-AGT 這一上游調控軸被成功繪就。(圖3)
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那么,AGT如何執行衰老程序?研究發現,AGT蛋白會與線粒體蛋白PHB1相互作用,并通過泛素-蛋白酶體途徑促進其降解。而PHB1是維持線粒體穩態、啟動線粒體自噬的關鍵蛋白。(圖4, 圖5)
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PHB1的降解導致線粒體自噬受阻,進而造成受損的mtDNA在細胞質中累積。這些“垃圾”mtDNA會激活cGAS-STING天然免疫信號通路,從而大幅促進SASP因子的分泌,最終將“衰老”的信號傳遞給免疫系統,招募CD8+ T細胞。(圖6)
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至此,一條從表觀遺傳(KDM4A)→ 關鍵靶基因(AGT)→ 線粒體穩態(PHB1)→ 天然免疫(cGAS-STING)→ 免疫微環境(SASP 、 CD8+ T細胞) 的完整信號軸被清晰地揭示出來。表觀遺傳與免疫反應結合不僅僅局限于簡單的基因轉錄調控,它更像是一條精密的信號傳導鏈條,涉及多個層面的細胞反應,最終推動免疫系統對腫瘤的攻擊。
四:臨床轉化:構建預測免疫療效的KAP評分
基于這一機制,研究團隊構建了KDM4A-AGT-PHB1(KAP)評分系統,能夠預測哪些pMMRCRC患者可能從抗PD-1免疫治療中受益。該系統為免疫治療提供了精準的個性化方案,具有極高的臨床轉化潛力。(圖7)
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本研究通過嚴謹的邏輯閉環:從臨床差異發現目標 → 在模型中驗證功能 → 深入解析分子機制 → 最終回歸臨床應用,首次揭示KDM4A-AGT-PHB1軸在調控細胞衰老和免疫應答中的核心作用,并確立“誘導腫瘤衰老”作為一種可行的免疫增敏策略。該研究提示,表觀遺傳重編程與免疫治療聯合治療,或許是未來攻克實體瘤免疫耐藥的新方向。
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