肝细胞癌（HCC）作为临床上极具异质性与致死性的恶性肿瘤，多数患者在确诊时已处于伴有远处转移的晚期，错失了手术切除的最佳时机。目前临床上面临的重大痛点在于，单纯靶向肿瘤细胞增殖的治疗手段往往无法有效控制或阻断肿瘤细胞的远处扩散与浸润，导致患者预后极差。

近年来，代谢重编程（Metabolic Reprogramming）已被公认为癌症的重要特征，尤其是氨基酸重编程在推动肿瘤恶性进展中发挥了关键作用。然而，对氨基酸代谢的认识长期局限于其作为 “能源物质” 或 “大分子原料” 的被动角色。近期研究虽提示氨基酸可能通过直接结合特定蛋白作为 “信号分子” 调控肿瘤发展（如亮氨酸结合SAR1B激活mTORC1，精氨酸结合RBM39调控基因表达），但L-脯氨酸在肝癌转移中是否也存在类似的结合蛋白及其分子机制尚不清楚。

2026年5月 ，重庆医科大学附属第二医院陈娟教授、程圣涛教授团队在肿瘤学权威期刊《Cancer Communications》（IF 28.4）上在线发表了题为 “Dysregulated Proline Metabolism Exacerbates Hepatocellular Carcinoma Metastasis via EPRS1-Mediated mRNA Translation” 的高水平研究论文。研究首次揭示了L-脯氨酸作为一种主动的 “翻译调控信号”，通过特异性结合双功能酶EPRS1，精准加速含PP基序的促转移分子翻译，驱动肝癌发生恶性远处转移的崭新分子机制。（达吉特为该研究提供了L-脯氨酸生物素标记和Pull-down+MS靶点筛选服务）

为探索驱动肝细胞癌（HCC）肝外转移的关键代谢特征，研究团队结合临床队列与动物模型开展系统分析。通过对不同转移状态HCC患者及原位肝癌小鼠模型的血清代谢谱进行比较，研究发现肝外转移过程中存在显著的氨基酸代谢重塑现象，其中脯氨酸（proline）代谢异常升高成为重要特征。进一步结合蛋白质组学分析发现，转移性肿瘤组织中“精氨酸和脯氨酸代谢”通路显著激活。

深入机制研究显示，肝外转移HCC患者及小鼠模型中，脯氨酸合成相关酶P5CS和PYCR1表达显著升高，而脯氨酸分解酶PRODH表达降低，提示肿瘤细胞通过增强脯氨酸合成、抑制其分解，实现脯氨酸积累。公共数据库分析进一步验证了这一代谢特征与HCC患者转移风险及预后密切相关，其中P5CS高表达患者表现出更差的无病生存期和总生存期。功能验证表明，抑制P5CS可降低细胞内脯氨酸水平并削弱肿瘤侵袭能力，而补充外源性L-脯氨酸能够恢复这一表型，证实P5CS介导的脯氨酸代谢重编程是促进HCC恶性转移的重要驱动因素。

靶点筛选：在明确L-脯氨酸代谢积累可促进HCC肝外转移后，研究团队进一步探索其发挥促转移作用的直接分子机制。通过构建生物素标记L-脯氨酸探针（Bio-L-proline），结合Pull-down联合质谱分析，研究人员在两种高转移肝癌细胞裂解液中筛选获得潜在结合蛋白，并最终锁定谷氨酰-脯氨酰-tRNA合成酶1（EPRS1）作为L-脯氨酸的重要作用靶点。

结合验证：随后，多层次实验验证了L-脯氨酸与EPRS1之间的特异性结合关系。细胞成像结果显示，Bio-L-proline与EPRS1在胞浆中呈现明显共定位；SPR检测进一步证实，L-脯氨酸能够直接、高亲和力结合EPRS1；结构域分析发现，L-脯氨酸主要结合于EPRS1中的PARS1结构域，而非EARS1结构域；结合分子动力学模拟，研究人员进一步定位到PARS1区域内的关键结合残基Glu1123（E1123），该位点突变后显著削弱了L-脯氨酸与EPRS1之间的结合稳定性。

功能验证：功能研究进一步表明，EPRS1的促转移作用依赖于其与L-脯氨酸的结合状态。过表达野生型EPRS1可增强HCC细胞侵袭能力及三维肿瘤球侵袭表型，而破坏L-脯氨酸结合位点的EPRS1-E1123A突变体则无法发挥促转移作用。

上述结果共同证明，L-脯氨酸通过特异性结合EPRS1并调控其功能，介导肝癌细胞侵袭转移过程，揭示了代谢物作为信号分子直接调控肿瘤进展的新机制。

在明确L-脯氨酸通过结合EPRS1促进HCC转移后，研究团队进一步解析了这一代谢物-蛋白互作对蛋白翻译调控的影响。作为氨酰-tRNA合成酶，EPRS1参与脯氨酰-tRNA（Pro-tRNA）的生成，而研究发现，L-脯氨酸与EPRS1结合后能够增强其翻译调控功能。细胞及组学分析表明，阻断L-脯氨酸-EPRS1互作并不会显著影响整体mRNA表达，而是特异性降低部分基因的翻译效率。进一步研究发现，这些受调控基因富含连续脯氨酸序列，尤其是“脯氨酸-脯氨酸（PP）基序”；由于连续脯氨酸会导致核糖体延伸受阻，而L-脯氨酸结合EPRS1后可促进Pro-tRNA供应，帮助核糖体顺利通过翻译障碍区域，从而提升转移相关蛋白的表达。

因此，研究揭示了一种新的代谢调控模式：肝癌细胞通过脯氨酸代谢重编程积累L-脯氨酸，并利用其作为信号分子激活EPRS1翻译调控功能，从而解除含PP基序转移相关蛋白的翻译限制，推动肿瘤侵袭和转移进程。这一发现将代谢重编程与蛋白质翻译调控连接起来，为理解肿瘤转移过程中的代谢适应机制提供了新的视角。

04、靶基因鉴定：PIK3CA、AKT3和ITGB1作为EPRS1介导促转移翻译的关键效应分子

为进一步明确L-脯氨酸-EPRS1翻译调控轴所影响的关键下游分子，研究团队结合转移相关基因特征、翻译效率变化以及PP基序富集特征进行筛选，最终锁定PIK3CA、AKT3和ITGB1三个核心候选靶基因。进一步研究发现，L-脯氨酸能够显著增强这三种促转移因子的翻译效率，提高其与核糖体的结合水平，而阻断L-脯氨酸与EPRS1互作后，这一促进作用明显减弱，表明EPRS1主要通过调控翻译过程影响这些关键蛋白的表达，而非改变其蛋白稳定性。

功能验证进一步证实，PIK3CA、AKT3和ITGB1是L-脯氨酸-EPRS1轴驱动HCC转移的重要效应分子。沉默其中任一基因均可显著削弱L-脯氨酸或EPRS1过表达诱导的肿瘤细胞迁移、侵袭能力，并抑制细胞骨架重塑及三维侵袭表型。上述结果表明，L-脯氨酸通过激活EPRS1翻译调控功能，精准促进PIK3CA、AKT3和ITGB1等促转移因子的表达，进而推动肝癌恶性进展。

基于L-脯氨酸-EPRS1促转移调控轴的发现，研究团队进一步在患者来源肿瘤异种移植模型中验证其临床转化潜力。研究发现，来源于肝外转移患者的肿瘤组织呈现明显的脯氨酸代谢重编程特征，表现为脯氨酸水平升高、P5CS/PYCR1及EPRS1高表达，而PRODH表达降低，与前期临床分析结果一致。

进一步的体内药效研究显示，EPRS1抑制剂Bersiporocin能够显著削弱L-脯氨酸驱动的肝癌肺转移，并降低肿瘤细胞整体蛋白翻译水平以及PIK3CA、AKT3和ITGB1等关键促转移因子的表达，表现出良好的抗转移活性和安全性。由于该翻译调控轴最终汇聚于PI3K/AKT信号通路，研究团队进一步探索了联合治疗策略，发现Bersiporocin分别联合PI3K抑制剂Alpelisib或AKT抑制剂MK-2206后，可显著增强抗肿瘤效果，不仅有效抑制原位肿瘤生长，更几乎完全阻断肺转移形成。该研究提示，靶向代谢物介导的翻译调控网络，并联合经典信号通路抑制策略，可能为肝癌转移治疗提供新的干预方向。

本研究揭示了一种连接氨基酸代谢重编程与选择性蛋白翻译调控的新型肿瘤转移机制。研究发现，肝癌细胞通过增强脯氨酸合成并积累内源性L-脯氨酸，使其不再仅作为蛋白合成原料，而是作为一种代谢信号分子直接结合EPRS1，重塑其翻译调控功能。进一步研究表明，L-脯氨酸-EPRS1轴能够帮助核糖体克服富含PP基序mRNA的翻译停顿，从而精准促进PIK3CA、AKT3和ITGB1等关键促转移因子的表达，最终推动肝癌侵袭和远处转移。

该研究的重要创新在于突破了传统“代谢物仅提供能量或生物合成原料”的认知，首次建立了代谢异常—代谢物感知—翻译重编程—肿瘤转移的全新调控模式，揭示了内源性脯氨酸参与核糖体延伸调控和特异性蛋白表达的新功能。同时，研究通过靶向L-脯氨酸-EPRS1互作，并联合PI3K/AKT信号阻断策略，在体内模型中有效抑制肿瘤转移，为探索代谢靶向治疗提供了新的方向。

未来，围绕肿瘤代谢物作为信号分子的调控作用仍具有广阔研究空间。可能为肝癌等转移性肿瘤提供新的治疗思路，也为开发基于代谢-翻译网络精准调控的抗肿瘤治疗方案提供理论依据。

围绕小分子、天然产物及内源性代谢物的靶点发现需求，达吉特构建了涵盖标记探针法与非标记法的综合性药物靶点研究平台，可结合HuProt20K人类蛋白组芯片、Pull-down、ABPP、DARTS、TPP等多维技术手段，实现从候选靶点发现、结合验证到作用机制解析的一体化研究。

达吉特技术服务已助力多项高水平研究成果发表，相关成果发表于STTT、Molecular Cancer、Journal of Hepatology、Gut、Exploration、Cellular & Molecular Immunology、Circulation Research、Nature Communications、Advanced Science、Cancer Communications等期刊。依托完善的药靶研究技术体系，达吉特持续为药物-靶点互作解析、创新靶点发现、先导化合物筛选优化及作用机制研究提供系统化技术支持。