肝癌是全球最常见的恶性肿瘤中癌症相关死亡的第二大原因，其由具有不同组织特征和不良预后的异质性恶性肿瘤组组成。肝细胞癌（HCC）是最主要的肝细胞肿瘤。据估计，原发性肝癌的发病率每年在60万至80万之间，占所有人类癌症的5.6%，其中HCC约占所有原发性肝癌的80%-90%。HCC的发病率很高，并且在全球范围内趋于增加。原发性肝癌的发生，发展和转移的基本机制仍然很大程度上未知。

肝脏内肿瘤细胞和周围的免疫细胞进行代谢重编程，导致酸性肿瘤微环境。然而，目前尚不清楚肿瘤细胞在肿瘤进展过程中如何适应这种酸性应激。

2024年1月4日，中国科学技术大学高平及张华凤共同通讯在Nature Immunology 在线发表题为“Carnosine regulation of intracellular pH  homeostasis promotes lysosome-dependent tumor immunoevasion”的研究论文。

该研究发现肌肽，一种在肿瘤细胞缺氧下积累的移动缓冲代谢物，调节细胞内pH稳态并驱动溶酶体依赖的肿瘤免疫逃逸。一种以前未被识别的肌肽合成酶异构体，CARNS2，在缺氧条件下促进肌肽合成。

肌肽作为一种可移动的质子载体，通过加速胞浆内H+的迁移和释放来维持细胞内pH (pHi)的稳态，从而控制溶酶体亚细胞分布、酸化和活性。此外，通过维持溶酶体活性，肌肽促进核转录因子X-box结合1 (NFX1)降解，触发半乳糖凝集素-9和T细胞介导的免疫逃逸和肿瘤发生。这些发现表明了癌细胞中pHi调节的一种非常规机制，并证明了溶酶体如何促进免疫逃避，从而为开发利用免疫检查点阻断破坏pHi稳态的肝癌联合治疗策略提供了基础。

实验部分

本文作者为了进一步探讨CARNS2在肿瘤免疫中的病理意义，检测了10对人肝细胞癌组织和癌旁非癌组织中CARNS2、NFX1和Galectin-9的表达水平。通过免疫组化技术，利用Tissue Cytometry 技术对CARNS2蛋白和NFX1蛋白进行荧光强度定量分析结果表明CARNS2蛋白在正常肝组织中普遍呈阴性表达，但随着肝癌进展到更高的临床分期，CARNS2蛋白的表达逐渐增加，而NFX1的表达则呈现相反的趋势。

继而对相同组织做连续切片，利用TissueFAXS获取免疫组化化学图像，利用HistoQuest软件分析HIF-2α、CARNS2、NFX1和Galectin-9蛋白在肝细胞癌肿瘤区和癌旁区域的荧光强度对比，并证实了四种蛋白的相关性。

以上部分是该研究的必要基础，为了客观明确的阐述实验的前提，文章作者采用了经典的科研思路，直观的通过Tissue Cytometry技术进行组织原位切片成像及量化分析，结合流式细胞术与测序技术等间接手段，获得了全面的数据结果。

该研究证明肌肽可以作为缓冲剂来减缓短暂的pH湍流，并作为一个移动的质子载体来加速细胞内H+的迁移和释放，以维持pHi的稳态和溶酶体的功能。还发现，肌肽的合成是由一种以前未知的肌肽合成酶的异构体CARNS2催化的，CARNS2通过激活转录抑制因子NFX1的溶酶体降解来促进免疫检查点蛋白galectin-9的表达。体内同种移植物和原位肝细胞癌(HCC)实验表明，这条CARNS2/NFX1/galectin-9调节轴通过抑制CD8+T细胞的丰富度和功能促进免疫逃避，与肝癌进展高度相关。

该研究强调了肿瘤细胞中肌肽代谢的重新连接是周围T细胞衰竭的关键调节因子，以及肿瘤中靶向pHi促进抗肿瘤免疫的潜在治疗价值。