Nature Communications：蔡秀军等揭示自然杀伤细胞调控肝癌演化的相关机制

研究团队首先构建免疫人源化时空肝癌原位模型，将人源肝癌组织移植至免疫人源化小鼠体内，通过连续时间点取样结合空间转录组技术分析肿瘤转录组动态变化。结果显示，移植后第一至第二周是肝癌转录组发生关键转变的窗口期，肿瘤组织可划分出多个细胞亚群，原始肿瘤细胞亚群逐步被新生亚群替代。空间定位分析发现，新生肿瘤亚群与肿瘤交界区域存在大量免疫细胞浸润，其中NK细胞的空间分布与肿瘤细胞亚群转换呈现显著正相关，而B细胞、CD4⁺T细胞、巨噬细胞等免疫细胞未表现出类似分布规律。免疫荧光与空间去卷积分析进一步验证，NK细胞主要浸润在新生肿瘤区域，且沿着从原始细胞区域向新生细胞区域的空间轴，NK细胞相关特征信号逐步增强，充分证明早期 NK细胞浸润与肝癌细胞转录组演化密切相关。

NK细胞空间分布与癌症早期转录组演变的正相关

为明确NK细胞免疫压力对肝癌演化的直接作用，研究人员建立小鼠肿瘤连续传代模型，将肝癌组织分别在免疫缺陷小鼠、Rag1敲除小鼠及T细胞功能抑制的免疫人源化小鼠体内连续传代。结果发现，经历NK细胞监视后的第四代肿瘤，增殖、侵袭、转移能力显著提升，小鼠生存期明显缩短，且这类肿瘤细胞出现MHC-I分子下调、NK细胞激活配体表达降低，产生明显的免疫逃逸表型。在特异性清除小鼠体内NK细胞后，肿瘤的恶性演化进程被显著抑制，而清除巨噬细胞并未产生明显影响，证实NK细胞可独立驱动肝癌演化。同时，在预先建立肿瘤特异性免疫的小鼠体内，经历NK细胞压力的肿瘤成瘤率更高，说明NK细胞介导的肿瘤演化会使肝癌细胞同时抵抗固有免疫与适应性免疫杀伤。

NK细胞介导的免疫压力诱导小鼠模型中的肝癌演变

为进一步探究NK细胞压力诱导的肝癌细胞表型改变，研究建立体外NK细胞持续筛选模型，获得稳定耐受NK细胞杀伤的肝癌细胞株（NK-R细胞）。形态学观察发现，NK-R细胞出现细胞膜结构改变与上皮间质转化特征，与NK细胞之间形成的免疫突触明显减少。单细胞转录组分析显示，耐受细胞与野生肝癌细胞转录特征差异显著，耐受细胞中肿瘤干性、脂质代谢、氧化应激相关基因表达大幅上调，肝脏固有特征基因表达下调。结合伪时间轨迹分析可见，随着肿瘤不断演化，细胞干性特征呈现进行性升高。团队同时收集临床肝癌样本，根据原代细胞对NK细胞杀伤的敏感性，将患者分为NK敏感组与NK抵抗组，利用机器学习构建肿瘤演化预测模型，结果显示临床NK抵抗型肿瘤与体外NK-R细胞转录特征高度吻合，且肿瘤干性越高的患者术后复发风险越高、整体生存期越短，从临床层面印证了模型的可靠性。

NK细胞介导的肝癌细胞状态的改变导致进化

研究人员随后借助CRISPR/Cas9全基因组敲除文库筛选与多组学联合分析，锁定胆固醇代谢是NK细胞驱动肝癌演化的核心通路。脂质组检测证实，NK-R细胞及临床NK抵抗型肝癌组织内总胆固醇含量显著升高。深入机制研究表明，肝癌细胞受到NK细胞压力后，胆固醇外流通路关键的LXR信号通路被显著抑制，下游ABCA1、MYLIP等胆固醇转运相关基因表达下调，最终造成胞内胆固醇大量蓄积。利用LXR激动剂与抑制剂分别干预细胞后发现，激活LXR信号可促进胆固醇外流，恢复肝癌细胞对NK细胞的杀伤敏感性，抑制肿瘤干性；而阻断LXR功能则会加剧胆固醇累积，加速肿瘤恶性表型形成。在体外持续演化模型中，低剂量LXR激动剂可有效阻断NK细胞诱导的肝癌演化进程，逆转细胞转录组异常。

胆固醇代谢介导NK细胞诱导的肝癌演变

基于上述机制发现，团队继续探索临床转化方案。通过泛癌数据库分析发现，多数恶性肿瘤中均存在LXR表达下调，且LXR低表达、肿瘤干性高的患者对免疫检查点治疗应答不佳。对接受免疫检查点治疗的肝癌患者样本分析显示，治疗无效患者的肿瘤细胞多为NK抵抗表型，肿瘤微环境内NK细胞与CD8⁺T细胞高表达LAG-3等抑制性受体，LAG-3/FGL1信号通路异常激活。动物治疗实验结果表明，单独使用LXR激动剂或抗LAG-3抗体疗效有限，但二者联合使用可产生显著协同作用。联合治疗能够有效降低肿瘤内胆固醇水平、下调肿瘤干性标志物，同时促进NK细胞与CD8⁺T细胞向肿瘤组织浸润，重塑抗肿瘤免疫微环境，显著抑制肿瘤生长、延长荷瘤小鼠生存期。该结果证明LXR激动剂联合抗LAG-3疗法是干预肝癌演化、提升免疫治疗效果的有效联合策略。

综上所述，该研究阐明NK细胞-肿瘤干性-胆固醇代谢的全新调控轴，揭示了肝癌演化的核心分子机制，为临床晚期肝癌、免疫治疗耐药肝癌提供了免疫代谢联合治疗的新方向与理论依据。