“棕櫚酰化”與“鐵死亡”強強聯手，讓膠質瘤“死個明白”！

研究背景

棕櫚酰化（Palmitoylation）是一種關鍵的翻譯后修飾，通過將棕櫚酸共價連接到蛋白質的半胱氨酸殘基上，調節蛋白質的穩定性、亞細胞定位和功能。這一修飾由棕櫚酰基轉移酶（PATs，如ZDHHC家族酶）催化，是可逆的，可通過酰基蛋白硫酯酶（APT1和APT2）去除。棕櫚酰化在細胞信號傳導、代謝調控和細胞間相互作用中發揮重要作用，尤其在癌癥中，通過調節癌蛋白的活性和穩定性，促進腫瘤發生、發展和耐藥性。

鐵死亡（Ferroptosis）是一種鐵依賴性的程序性細胞死亡形式，由脂質過氧化物的積累引起。其關鍵調節因子包括SLC7A11（也稱xCT），屬于系統XC?轉運蛋白。SLC7A11通過促進細胞內外L-谷氨酸的反向轉運，支持細胞內谷胱甘肽的合成和抗氧化防御，從而抵御氧化應激。SLC7A11的失調與多種人類惡性腫瘤密切相關，且其過表達可削弱化療、放療及免疫治療的效果。

     本研究聚焦于膠質母細胞瘤中SLC7A11的棕櫚酰化修飾及其在鐵死亡抵抗中的作用。研究首先確認SLC7A11在膠質瘤細胞中的S-棕櫚酰化對其蛋白穩定性至關重要，隨后鑒定出ZDHHC8是其關鍵棕櫚酰基轉移酶，通過催化C327位點的棕櫚酰化減少SLC7A11的泛素化和降解。進一步揭示AMPKα1通過磷酸化ZDHHC8的S299位點增強其與SLC7A11的結合，促進棕櫚酰化，從而增強鐵死亡抵抗，展現了其作為潛在治療靶點的價值。

研究結果

1. SLC7A11的棕櫚酰化促進其蛋白穩定性

首先，我們通過Alk-C16代謝標記驗證了SLC7A11發生S-棕櫚酰化修飾。然后，使用棕櫚酰化抑制劑2-BP處理后，SLC7A11蛋白水平降低，而使用棕櫚酰化酶抑制劑Palmostatin B處理則增加了SLC7A11的穩定性。此外，SLC7A11的棕櫚酰化抑制會加速其降解，且這種降解主要通過溶酶體途徑完成。表明了SLC7A11的S-棕櫚酰化對其蛋白穩定性至關重要，且通過溶酶體途徑調節其降解。

2. ZDHHC8減少SLC7A11的多泛素化和降解

通過siRNA篩選鑒定出ZDHHC8是SLC7A11的關鍵棕櫚酰基轉移酶（PAT），并驗證了ZDHHC8與SLC7A11的直接相互作用。實驗發現，ZDHHC8能夠催化SLC7A11的棕櫚酰化，減少其多泛素化水平，從而抑制其溶酶體介導的降解。揭示了ZDHHC8通過催化SLC7A11的棕櫚酰化減少其多泛素化和降解，維持SLC7A11的蛋白穩定性。

3. ZDHHC8催化SLC7A11在C327位點的棕櫚酰化

通過突變SLC7A11的所有半胱氨酸殘基，我們發現ZDHHC8在C327位點催化SLC7A11的棕櫚酰化。該位點的突變（C327S）顯著降低了ZDHHC8介導的棕櫚酰化，加速了SLC7A11的降解。表明了ZDHHC8通過在C327位點催化SLC7A11的棕櫚酰化維持其穩定性。

4. ZDHHC8/SLC7A11軸對膠質瘤的致瘤性至關重要

通過體外細胞實驗和體內動物模型驗證了ZDHHC8/SLC7A11軸在膠質瘤中的作用。ZDHHC8敲低顯著抑制膠質瘤細胞的增殖，增加脂質ROS水平，且這種效應可通過鐵死亡抑制劑逆轉。在動物模型中，ZDHHC8敲低抑制了腫瘤生長并延長了小鼠的生存期。表明ZDHHC8/SLC7A11軸通過調節鐵死亡在膠質瘤的致瘤性中發揮重要作用。

5. AMPKα1直接磷酸化ZDHHC8的S299位點

首先，通過序列比對分析預測AMPKα1可能磷酸化ZDHHC8的S299位點，并驗證了AMPKα1與ZDHHC8的直接相互作用。體外激酶實驗進一步證實AMPKα1能夠磷酸化ZDHHC8的S299位點，增強其與SLC7A11的結合，促進SLC7A11的棕櫚酰化。說明AMPKα1通過磷酸化ZDHHC8的S299位點調節SLC7A11的棕櫚酰化，進而影響鐵死亡的抵抗。

6. 抑制ZDHHC8磷酸化干擾其與SLC7A11的結合

接著，通過抑制AMPKα1活性或敲低AMPKα1，研究者發現SLC7A11的棕櫚酰化水平顯著降低，脂質過氧化和脂質ROS水平增加。此外，非磷酸化突變體ZDHHC8 S299A顯著減弱了其與SLC7A11的結合。表明ZDHHC8的磷酸化對其與SLC7A11的結合至關重要，影響鐵死亡的調控。

7. ZDHHC8、SLC7A11和AMPKα1的臨床相關性

為了研究ZDHHC8在膠質瘤細胞系和臨床樣本中的表達水平，并分析其與SLC7A11和AMPKα1的相關性。我們收集臨床樣本，ZDHHC8在膠質瘤細胞系中高表達，且其表達水平與SLC7A11和AMPKα1呈正相關。高表達ZDHHC8/SLC7A11、ZDHHC8/AMPKα1或SLC7A11/AMPKα1的患者預后更差。結論：ZDHHC8、SLC7A11和AMPKα1在膠質瘤中高表達且相互關聯，與患者不良預后相關，可作為潛在的治療靶點。

研究結論

1. ZDHHC8介導的SLC7A11棕櫚酰化對其穩定性至關重要：研究發現，ZDHHC8通過在C327位點催化SLC7A11的棕櫚酰化，減少其泛素化和溶酶體降解，從而維持SLC7A11的蛋白穩定性。

2. AMPKα1通過磷酸化ZDHHC8增強鐵死亡抵抗：AMPKα1能夠磷酸化ZDHHC8的S299位點，增強其與SLC7A11的結合，進而促進SLC7A11的棕櫚酰化，增強膠質瘤細胞對鐵死亡的抵抗能力。

3. ZDHHC8/SLC7A11軸在膠質瘤中具有重要的致瘤性和臨床相關性：抑制ZDHHC8/SLC7A11軸可誘導鐵死亡并抑制膠質瘤生長，且其高表達與患者不良預后相關，提示該軸可作為膠質瘤治療的潛在靶點。