论文题目：Targeting IRG1 in tumor-associated macrophages for cancer therapy

期刊名称：Protein & Cell

成果所有人：叶丹课题组

论文发表时间：2025年02月18日

致谢平台或仪器：未提供

优秀案例分享：

在肿瘤微环境中，免疫细胞的代谢重编程是导致免疫抑制和疗法失效的关键因素。其中，免疫应答基因1（IRG1）及其催化产生的代谢物衣康酸，在肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）向促肿瘤表型极化过程中起着核心调控作用。高表达的IRG1通过衣康酸抑制炎症反应、抑制T细胞功能，从而构建了一个有利于肿瘤生长和转移的微环境。针对这一靶点，研究团队设计了靶向IRG1基因的小干扰RNA（siIRG1），并利用先进的脂质纳米颗粒（LNP）递送系统进行封装，形成LNP-siIRG1复合物，旨在高效、特异性地沉默肿瘤部位的IRG1表达，逆转免疫抑制，激活抗肿瘤免疫应答。本项目的核心在于，不仅要在动物模型上观察LNP-siIRG1的抑瘤效果，更要从代谢物水平上获得其发挥功能的直接证据和定量数据，从而深入阐明其作用机制。为精确评估治疗效果并揭示代谢层面的机制，研究团队依托本平台的高性能液相色谱-质谱联用仪（LC-MS），制定了一套多层次、高精度的分析方案。建立小鼠皮下移植瘤模型，随机分为PBS对照组、空载LNP对照组和LNP-siIRG1治疗组。治疗后收取肿瘤组织，分离肿瘤相关巨噬细胞。我们建立了针对衣康酸及其相关代谢途径（如TCA循环）的高灵敏度、绝对定量LC-MS/MS方法，这是验证治疗是否起效的最直接环节。靶向LC-MS/MS定量分析显示，与PBS组和空载LNP组相比，LNP-siIRG1治疗组肿瘤组织中的衣康酸水平下降了约70% （p<0.0001）。这一数据直接证明了LNP递送的siIRG1成功敲低了肿瘤内的IRG1功能，导致其特征性代谢产物大幅减少。衣康酸的下调与流式细胞术高度吻合：治疗组肿瘤中具有促瘤功能的M2型巨噬细胞比例显著降低，而具有杀伤功能的CD8+ T细胞浸润明显增加。上述分子层面的变化最终转化为显著的抗肿瘤表型。LNP-siIRG1治疗组的肿瘤生长被显著抑制，小鼠生存期延长。LC-MS提供的代谢物数据，成为了连接“基因沉默”与“肿瘤抑制”之间不可或缺的桥梁。本案例成功展现了本平台LC-MS技术在前沿肿瘤免疫治疗研究中的核心价值：高灵敏度与精准定量：成功对肿瘤组织内痕量的关键代谢物衣康酸进行绝对定量，为作用机制提供了最直接的“化学证据”，这是传统PCR或WB技术无法替代的。能够将靶向定量与非靶向筛查相结合，既回答了核心问题，又为研究者开拓了新的探索方向，最大化数据的科学价值。本案例证明，将先进的核酸递送技术（LNP）与高精度的代谢表型分析技术（LC-MS）相结合，是推动下一代肿瘤免疫疗法从经验性探索走向机制驱动设计的强大范式。本平台LC-MS技术凭借其卓越的定量能力和代谢组学解决方案，已成为连接基因治疗与功能表型、揭秘生命化学过程的关键基石。