从风险因素角度研究疾病，这篇NC涵盖了“细胞间交互”“巨噬细胞”“免疫检查点”“糖代谢”等热点，思路清晰，论证严谨！

由于国自然项目越来越强调 “ 聚焦科学问题 ” ，而像肺癌这种 “ 很泛 ” 的疾病就要有具体的切入点，即不能直接用一个 “ 肺癌 ” 来泛指所有的临床情况，因此就需要加上 “ 定语 ” ，比如 P53 突变的肺癌、肥胖相关肺癌、小细胞肺癌等等，同样的道理也适用于非肿瘤疾病的研究。 所以今天我们就选了一篇发表在 Nature Communications 期刊上的研究说明这个问题：

研究主要关注 烟草诱导的高血糖通过改变巨噬细胞的代谢重编程，促进肺癌进展 的作用机制。研究发现： 烟草成分 NNK 和 BaP （ 后续用 NB 缩写代指 ）诱导的 高血糖 增加了肿瘤相关巨噬细胞 （ TAMs ）的葡萄糖摄取 ，激活 “ IGF2/IR/ NPM1/ PD-L1 ” 信号轴，进而促进 肺癌细胞的免疫逃逸 和肿瘤进展（ 具体机制 ）。

下面我们通过问题来看一下研究内容：

1. 研究的临床问题是什么？

R： 研究的临床问题是探讨 吸烟如何通过代谢综合征促进肺癌的进展 。具体来说，研究试图建立 吸烟引起的代谢综合征与肺癌发展之间的直接联系，并探索这一过程中潜在的分子和细胞靶点，以抑制吸烟介导的肺癌进展 。

2. 烟草如何诱导高血糖？

R： 烟草诱导高血糖的机制大约包括几种： 损害胰岛β细胞的功能、激活氧化应激诱导胰岛素抵抗、改变葡萄糖代谢、促进胰高血糖素释放增加血糖水平和减少胰岛素分泌 等方式。

3. 烟草和高血糖如何影响 TAMs 的代谢状态？

R： NB 暴露 增加了 TAMs 中 GLUT1 和 GLUT3 的表达，导致更多的葡萄糖被 TAMs 摄取， 显示出更高的 氧气消耗率（ OCR ）和细胞外酸化率（ ECAR ） ，表明它们的代谢活动增强，尤其是糖酵解和氧化磷酸化的增加，这种 代谢重编程使得 TAMs 倾向于表现出 M2 型表型 。

4. TAM 的代谢改变如何影响 IGF2/IR/NPM1/ PD-L1 信号轴？

R： TAMs 的代谢改变通过 增加 IGF2 的产生 ，以 旁分泌的方式 激活肺癌细胞 胰岛素受体 IR ，导致 IR 的核转位和与转录共激活因子 NPM1 的结合 ，进一步与 RNA 聚合酶 II 和组蛋白相互作用 ， 增强了 PD-L1 基因启动子的活性 ，导致 PD-L1 的转录激活，进而激活 CD274 （ PD-L1 ）基因的表达。 IGF2/IR/NPM1/PD-L1 信号轴的激活为肺癌细胞提供了 干细胞特性和免疫逃逸特性 ，促进了 肺癌的进展和转移 。

5. 为了证明 “NB 增加巨噬细胞对葡萄糖利用进而促进 IGF2 转录 ” ，研究团队做了哪些实验，让逻辑严密？

R ： 首先使用 PET/MRI 技术对 NB 暴露小鼠的肺部进行了 18F-FDG 的摄取分析，以定量评估葡萄糖摄取的增加 ；其次通过 LC/MS 代谢组学方法分析了肺部代谢物的变化 ， Seahorse 分析评估 NB 暴露对巨噬细胞糖酵解和氧化通量的影响 ；然后，通过 直接测量 THP-1 细胞对 2-NBDG 的摄取以及 OCR 和 ECAR 的变化 。最后，利用 免疫荧光和流式细胞分选 技术，进一步 分析葡萄糖转运蛋白 GLUT1 和 GLUT3 在肺巨噬细胞中的表达和定位情况 。

6. 为了证明 “ 巨噬细胞 IGF2 激活肿瘤细胞中的胰岛素受体（ IR ），促使 IR 核转位，并与核磷蛋白 NPM1 等在 PD-L1 基因启动子结合从而上调 PD-L1 的表达 ” ，研究团队做了哪些实验，让逻辑严密？

R：

1 ）研究 IR 的核转位

首先使用 Western blot 和免疫荧光检测 IGF2 刺激后 IR 在细胞核中的水平，以确认 IR 的核转位 。接着，通过免疫共沉淀（ Co-IP ）技术分析 IR 与 KPNB1 和 KPNA2 之间的相互作用，这两个蛋白是 IR 核转位所必需的 。

2 ）研究 IR 与 NPM1 等蛋白结合

进一步 利用 LC-MS/MS 技术鉴定了 IGF2 刺激后与 IR 相关的核蛋白 。此外通过 Co-IP 分析 IR 与 NPM1 、组蛋白和 RNA 聚合酶 II 之间的相互作用 。

3 ）研究 IR 与 NPM1 对 PDL1 的转录激活

为了直接证明 IR 和 NPM1 在 PD-L1 基因表达中的调控作用，他们进行了 染色质免疫沉淀（ ChIP ）分析 ，以检测 IR 和 NPM1 与 PD-L1 启动子的结合情况。最后通过 荧光素酶报告基因实验，他们评估了 PD-L1 启动子的活性变化 ，从而证实了 IGF2 诱导的 IR 信号轴如何通过 NPM1 促进 PD-L1 的表达。

7. 这项研究中，做了哪些实验证明巨噬细胞 -IGF2 与肿瘤细胞胰岛素受体（ IR ）作用？

R： 首先利用 THP-1 细胞和 BMDMs 的条件培养基（ CM ）处理肺癌细胞株 A549 和 LLC ，并通过 分析 IR 的磷酸化水平来评估 IR 的活性变化 ；接着通过 CRISPR/Cas9 基因编辑技术，他们成功构建了 IGF2 表达被敲除的 THP-1 和 BMDMs 细胞系 ，并进一步评估了这些细胞 CM 对 肺癌细胞克隆形成和球形成能力的影响 。此外使用 IR 特异性 shRNA 敲低肺癌细胞中的 IR 表达，并评估了 CM 对这些细胞克隆形成和球形成能力的影响，从而揭示 IR 在肺癌细胞中的功能 。最后，为了在 体内验证这些体外实验结果 ，研究团队在动物模型中将 LLC 细胞与 NB 预处理的 BMDMs 共注射，以评估肿瘤生长和肺转移的情况 。

最后是研究的 “ 假说图 ”

烟草成分 NNK 和 BaP （ NB ）增加了巨噬细胞对葡萄糖的利用，这一过程涉及到葡萄糖转运蛋白 GLUT1 和 GLUT3 的转录和膜定位上调，进而导致巨噬细胞中 IGF2 的转录增加。巨噬细胞产生的 IGF2 以旁分泌的方式激活肿瘤细胞中的胰岛素受体（ IR ），促使 IR 核转位并与核磷蛋白 NPM1 以及 RNA 聚合酶 II 在 PD-L1 基因的启动子区域形成复合物，从而上调 PD-L1 的表达。这种 PD-L1 的表达增加赋予肿瘤细胞干细胞特性和免疫逃逸能力，最终导致肿瘤的侵袭性和转移性的增强。

End

如果大家有基金申请或者课题思路上的疑问，