南京医科大学第一附属医院孙跃明教授、中山大学肿瘤防治中心谢丹教授等研究发现,糖酵解酶ENO2是驱动肠癌肝转移的幕后黑手,它不仅帮助肿瘤细胞获得迁移扩散的能力,还策反肝脏中的免疫细胞操控免疫系统为转移保驾护航。(Signal Transduct Target Ther. 2026, 11: 166.)
研究首次在单细胞分辨率下,系统揭示了糖酵解酶ENO2作为结直肠癌肝转移(CRLM)关键驱动分子的全新非代谢功能,破译了肿瘤细胞重塑免疫抑制微环境、驱动远处转移的核心信号轴,并成功筛选出靶向该通路的小分子抑制剂,为攻克CRLM提供了全新的预后标志物和精准治疗策略。
CRLM患者的临床预后极差,5年总生存率不足20%。尤其是占比超90%的微卫星稳定(MSS)型结直肠癌患者,对免疫检查点抑制剂单药治疗原发耐药,现有一线系统治疗的生存获益十分有限。结直肠癌细胞究竟通过何种核心信号,主动“教育”巨噬细胞向M2型极化,进而搭建出利于转移的免疫抑制微环境,这一机制盲区,严重制约了CRLM精准治疗的发展。
研究者构建了CRLM的高分辨率单细胞转录组图谱:对3例CRLM患者的配对原发肿瘤、癌旁正常组织、肝转移灶,以及3例非转移性结直肠癌患者的肿瘤与癌旁组织,共计15例临床标本进行了单细胞RNA测序(scRNA-seq)。
通过系统的生物信息学分析发现,与非转移性结直肠癌患者相比,肝转移患者的原发灶与转移灶中,烯醇化酶2(ENO2)高表达的癌细胞亚群显著富集,这类细胞具有极强的上皮-间质转化(EMT)特征,基因组不稳定性、增殖能力与缺氧适应能力均显著增强,是驱动肿瘤转移的核心“种子细胞”。
多中心临床队列验证显示,ENO2在结直肠癌原发灶与肝转移灶中均呈显著高表达,且其表达水平与患者的不良预后密切相关,ENO2高表达患者的总生存期显著缩短,是CRLM的独立预后危险因素。
体内动物实验进一步证实,敲除ENO2可显著抑制结直肠癌细胞的皮下成瘤能力,肝脏转移结节数量减少超50%;而过表达ENO2则会显著增强肿瘤的转移能力,明确了ENO2是CRLM的关键驱动分子。
明确ENO2的促转移作用后,研究者进一步深入解析了其背后的分子机制,首次揭示了ENO2超越经典糖酵解功能的促癌作用,完整破译了肿瘤细胞调控免疫微环境的全链条信号通路。
研究者通过免疫共沉淀、GSTpull-down、分子对接等一系列实验证实,ENO2蛋白可在结直肠癌细胞内与巨噬细胞迁移抑制因子(MIF)发生直接的物理结合。进一步研究发现,ENO2会招募分子伴侣HSP90,形成ENO2-MIF-HSP90三聚体复合物,竞争性阻断E3泛素连接酶CHIP对MIF在K66位点的多聚泛素化修饰,从而抑制MIF的蛋白酶体降解,显著上调癌细胞内MIF的蛋白水平,持续激活下游STAT3与NF-κB促癌信号通路。
通过细胞通讯分析、空间转录组与体外共培养实验,团队证实了这条通路的关键下游效应:ENO2通过稳定MIF,显著增强了肿瘤细胞与巨噬细胞之间的信号交互,强力诱导巨噬细胞向免疫抑制性M2型极化。空间转录组结果也直观显示,ENO2高表达的癌细胞与M2型巨噬细胞在肝转移灶中存在显著的共定位关系,从空间维度验证了这一机制的体内真实性。
患者来源类器官(PDO)模型、体内动物模型的挽救实验进一步证实,ENO2正是通过MIF通路诱导M2巨噬细胞极化,最终构建出免疫抑制的转移前微环境,驱动CRLM的发生发展。
基于机制发现,团队进一步开展了治疗靶点的转化研究,通过虚拟筛选、ADME/T毒性评估、多轮分子对接与结合自由能重评分,从6723个小分子化合物中,成功筛选出能高效阻断ENO2-MIF相互作用的小分子抑制剂——吡硫醇(pyrithioxin)。
一系列验证实验证实,吡硫醇可稳定结合于ENO2与MIF的结合界面,有效破坏二者的蛋白相互作用,促进MIF的泛素化降解,抑制下游促癌信号的激活;无4级、5级治疗相关不良事件发生,无治疗相关死亡病例,绝大多数不良反应为1~2级胃肠道反应,经对症处理后均可快速缓解,不影响治疗进程;体内动物实验显示,口服吡硫醇可呈剂量依赖性地显著抑制CRLM灶的形成,大幅降低肝脏转移负荷,展现出优异的体内抗转移活性。
这一发现实现了从机制发现-靶点验证-药物筛选的全链条研究,为CRLM的临床治疗提供了全新的候选药物,尤其为免疫治疗不敏感的MSS型结直肠癌患者带来了全新的治疗希望。
该研究首次在单细胞分辨率下锁定了ENO2是CRLM的关键驱动分子,揭示了糖酵解酶非经典的免疫微环境调控功能,填补了领域内的机制空白,为理解结直肠癌远处转移的生物学本质提供了全新视角。研究完整破译了ENO2-MIF轴这一肿瘤细胞主动调控免疫抑制微环境的核心信号通路,解答了长期以来CRLM灶免疫抑制表型如何建的关键科学问题,为肿瘤微环境靶向治疗提供了全新的理论依据。研究成功筛选出靶向ENO2-MIF相互作用的小分子抑制剂,完成了前临床药效验证,实现了基础研究向临床转化的关键跨越,有望开发出CRLM的精准治疗新药物,改善这一难治性疾病的临床预后。研究者表示,将进一步开展多中心大样本临床队列验证,优化吡硫醇的药物特异性与药代动力学特性,推动该靶点早日进入临床研究,让基础研究成果真正惠及广大结直肠癌患者。
(编译 李允熙)
