宫颈癌目前是中国女性第二大常见恶性肿瘤，也是女性癌症死亡的第四大原因。南方医科大学深圳医院病毒肿瘤学深圳市重点实验室郭霞团队在《Advanced Science》上发表了题为“NAT10/ac4C/FOXP1 Promotes Malignant Progression and Facilitates Immunosuppression by Reprogramming Glycolytic Metabolism in Cervical Cancer”的研究论文，使用海星生物（HySigen）提供的Cas9基因编辑系统及相关载体开展了一系列实验，助力宫颈癌的研究。研究发现，宫颈癌（CCa）组织中 NAT10 的表达显著升高，且这种高表达与患者预后不良在临床上相关。进一步研究表明，HOXC8 通过结合 NAT10 启动子激活 NAT10，进而促进 FOXP1 mRNA 的 ac4C 修饰并提高其翻译效率，最终诱导 GLUT4 和 KHK 的表达。此外，NAT10/ac4C/FOXP1 轴的活性导致了宫颈癌细胞糖酵解增强及乳酸分泌持续增加。值得注意的是，敲低 NAT10 增强了体内 PD-L1 阻断介导的肿瘤消退疗效。综上所述，这些发现揭示了 NAT10 在启动癌细胞糖酵解与免疫抑制之间交互作用方面的致癌作用，提示其可作为宫颈癌联合 PD-1/PD-L1 阻断免疫治疗的潜在靶点。
一、研究方法
1. NAT10 在宫颈癌中发挥潜在的致癌作用
结果显示，与NAT10低表达的宫颈癌组织相比，NAT10高表达的宫颈癌组织中TP53、UBR4、KRAS和FBN1等关键基因的突变率显著更高（图1e）。ESTIMATE分析进一步表明，在宫颈癌中，NAT10的高表达与较低的ESTIMATE评分及基质评分（stromal score）相关，这揭示了NAT10在调节宫颈癌肿瘤免疫中的关键作用（图1f–h）。
2. 转录因子 HOXC8 激活宫颈癌中 NAT10 的转录
为了明确该关键转录因子（TF）对 NAT10 转录的影响，研究人员进行了双荧光素酶报告基因检测。结果显示，HOXC8 与 NAT10 启动子质粒共转染显著提高了荧光素酶活性（以萤火虫荧光素酶/海肾荧光素酶的比值衡量）；相比之下，仅转染载体对照质粒或单独转染 NAT10 启动子质粒时，两种宫颈癌细胞系中的该比值均较低（图 2m）。与上述结果一致，Western blot 检测显示，在 宫颈癌细胞中导入靶向 HOXC8 的特异性 siRNA 后，NAT10 的表达受到显著抑制（图 2n）。综上所述，这些数据有力地表明，HOXC8 可能通过结合 NAT10 启动子区域并促进其转录，从而上调宫颈癌细胞中 NAT10 的表达（图2o）。
3. NAT10 敲低在体内外抑制宫颈癌细胞的增殖、侵袭和转移
为了进一步明确 NAT10 诱导的宫颈癌细胞体外增殖能力是否赋予了其体内成瘤能力，我们利用经萤火虫荧光素酶（-luc）标记且 NAT10 表达被稳定沉默的 SiHa 细胞（NAT10+/- SiHa），构建了裸鼠皮下异种移植模型。结果显示，NAT10 的下调显著抑制了接种 SiHa 或 NAT10+/- SiHa 细胞的小鼠体内的肿瘤生长（图 3g）。在体内实验结束时切除肿瘤，观察到 NAT10 敲低组宫颈癌 肿瘤的生长速率降低（图 3h）。此外，活体动物成像检测到的荧光素酶信号强度每周显著增强，证实了肿瘤在持续生长（图 3i,j）。这些结果证实，NAT10 发挥促癌作用，并能促进宫颈癌细胞的增殖、侵袭和转移。
4. NAT10/ac4C/FOXP1轴通过靶向GLUT4和KHK增强糖酵解
有趣的是，CUT&Tag 测序数据显示 FOXP1 在 GLUT4 和 KHK 的启动子区域显著富集（图4f）；既往大量文献已证实，这两个基因均参与糖酵解过程。ChIP-qPCR 结果进一步表明，在敲低 FOXP1 后，FOXP1 信号在 GLUT4 启动子区域的富集程度大幅降低（图 4g）。此外，基于通过 GEPIA 对 TCGA 数据集的分析，在宫颈癌中，GLUT4 的表达与 FOXP1 及 NAT10 的表达呈正相关，而 KHK 的表达也与 NAT10 的表达呈正相关（图 6h,i；图 S2d，支持信息）。进一步研究发现，敲低 NAT10 或 FOXP1 均会导致 GLUT4 和 KHK 在转录和翻译水平上的表达受到抑制，这一结果已通过 qRT-PCR（图 4j–m）和 Western blotting（图 4n）得到证实，提示 FOXP1 调控着 GLUT4 和 KHK 的表达。
5．NAT10/ac4C/FOXP1 轴活性增加高糖酵解肿瘤中的 Treg 浸润
鉴于NAT10/ac4C/FOXP1 轴在促进免疫检查点基因上调及随后的免疫逃逸中发挥作用，抑制该轴可诱导 PD-L1 阻断介导的肿瘤消退，进而抑制宫颈癌的进展。联合治疗显示出远优于单药治疗的疗效。
针对FOXP1 与肿瘤浸润免疫细胞（TIICs）的差异表达及相关性分析结果显示，FOXP1 的过表达与调节性 T 细胞（Tregs）及活化 CD4+ T 细胞的浸润呈正相关，而与 M1 型巨噬细胞、静息 NK 细胞及静息 CD4+ 记忆 T 细胞的浸润呈负相关（图 5j）。
值得注意的是，已有研究证实Tregs 可摄取肿瘤微环境（TME）中的乳酸，以维持其在体内的存活与分化。考虑到代谢失调与免疫细胞浸润之间的相互作用，我们通过免疫组化技术检测并验证了不同组别中 PD-L1 的表达情况；结果显示，在 U14-oeFOXP1 组中，TME 内的 PD-L1 表达呈上升趋势（图 5n）。综上所述，我们的研究揭示了宫颈癌中肿瘤代谢与免疫应答之间的相互作用。具体而言，靶向宫颈癌肿瘤中的 NAT10/FOXP1 轴，不仅能抑制肿瘤细胞的糖酵解，还能减少 Treg 群体向 TME 的浸润，从而协同增强 PD-L1 阻断疗法的疗效，最终抑制肿瘤进展。
二、研究结论
文章利用结合acRIP-seq、Ribo-seq 和 RNA-seq 数据的多组学筛选策略，旨在阐明 NAT10 在宫颈癌中的作用机制，并发现 FOXP1 是 NAT10 介导的 ac4C 修饰的关键下游靶点。
然而，NAT10 在肿瘤进展和免疫抑制中的具体功能及机制尚不明确。本研究揭示了 NAT10 介导的 ac4C 修饰能上调宫颈癌细胞中 FOXP1 的表达，进而引起 GLUT4 和 KHK 的转录上调，最终导致糖酵解增强。由此产生的乳酸在肿瘤微环境（TME）中的积累进一步促进了调节性 T 细胞（Treg）的浸润。值得注意的是，在体内实验中，敲低 NAT10 与 PD-L1 阻断疗法具有协同作用；通过抑制肿瘤细胞糖酵解、减少乳酸生成、减轻免疫抑制并增强免疫监视，从而促使肿瘤消退。
FOXP3 作为 Treg 发育和功能的特异性标志物，参与免疫系统的调节。鉴于 FOXP 家族蛋白在功能上具有相似性，且存在与 TME 组分（如炎性细胞因子）密切相关的蛋白质-蛋白质相互作用，研究证实 FOXP1 通过促进 FOXP3 介导的基因表达调控，在 Treg 中发挥着不可或缺的作用。本研究的一个重要发现是：PD-1 阻断与乳酸抑制产生协同效应，增强了 Treg 的抑制功能并阻碍了抗肿瘤免疫。本研究揭示了 NAT10 介导的 FOXP1 过表达诱导宫颈癌细胞糖酵解增强并促进 Treg 浸润 TME，进而导致宫颈癌免疫逃逸的机制，同时也为开发 NAT10 抑制剂作为新型治疗药物奠定了坚实基础。
文章提供了强有力的体内外证据，揭示了 NAT10 在宫颈癌进展中发挥致癌作用；研究证实，作为关键的表观转录组调控因子，NAT10 介导的肿瘤细胞 ac4C 修饰可上调转录因子 FOXP1，进而通过重编程糖酵解代谢，增加调节性 T 细胞（Treg）浸润并促进宫颈癌的免疫抑制状态。此外，敲低 NAT10 可通过抑制肿瘤细胞糖酵解、减少乳酸生成及增强肿瘤微环境（TME）内的免疫监视，显著提高 PD-L1 阻断疗法的疗效，最终实现肿瘤消退。这项关于NAT10 介导 ac4C 修饰机制的研究，有望为宫颈癌的深入探索提供重要依据，并推动具有前景的治疗策略的开发。
本研究中 NAT10 杂合敲除 SiHa 细胞株、靶向干扰载体等核心实验材料均由海星生物 Cas9 基因编辑体系构建完成，可靠的基因修饰工具保障了 ac4C 修饰、糖酵解调控、体内肿瘤免疫功能表型实验可重复。海星生物 Cas9X®全流程 CRISPR 技术平台，具备标准化 sgRNA 设计算法、低内毒级载体构建、多种病毒规模化包装、单克隆细胞纯化鉴定完整能力，支持常规肿瘤细胞、原代免疫细胞、干细胞的基因编辑；其 CRISPRSeek™文库筛选系统可实现通路 / 全基因组高通量靶点挖掘，配套 NGS 测序、多组学联合数据分析服务。企业通过 ISO9001 质量管理体系与 P2 实验室资质，所有实验服务经过多重质控，有效降低脱靶风险、提升实验稳定性，广泛服务于表观转录组、肿瘤代谢、肿瘤免疫等前沿基础医学方向，持续为国内科研团队提供高性价比、高重复性 CRISPR 基因编辑整体解决方案。
