p23通过分子伴侣介导的自噬抑制GPX4降解负向调控非小细胞肺癌铁死亡

　　本刊推荐：为解决非小细胞肺癌(NSCLC)中铁死亡调控机制不明的问题，研究人员开展了p23通过分子伴侣介导的自噬(CMA)通路调控GPX4蛋白稳定性的主题研究。研究发现p23通过竞争性结合HSC70阻断CMA介导的GPX4降解，从而抑制铁死亡并促进肿瘤生长。意义在于揭示了p23 succinylation修饰增强HSC70结合的新机制，为靶向p23-CMA通路调控铁死亡提供了新策略。

　　

肺癌是全球发病率和死亡率极高的恶性肿瘤，其中非小细胞肺癌(NSCLC)占据主要比例且预后较差。尽管诊疗技术不断进步，但患者总体生存率仍不理想。铁死亡作为一种铁依赖性的程序性细胞死亡方式，通过脂质过氧化积累导致细胞膜破裂，在肿瘤抑制和治疗抵抗中发挥关键作用。谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)是铁死亡的核心调控因子，通过还原脂质过氧化物维持细胞膜稳定性。近年来研究发现GPX4稳定性受到多种调控机制影响，包括泛素化降解、蛋白质翻译后修饰等，但具体调控网络尚未完全阐明。

p23作为HSP90的分子伴侣，在多种肿瘤中高表达并促进癌症进展。前期研究发现p23 knockdown可诱导细胞死亡，且铁死亡抑制剂能逆转此过程，提示p23可能参与铁死亡调控。然而p23如何影响GPX4稳定性及其在NSCLC铁死亡中的具体机制仍有待探索。

在这项发表于《Molecular Cancer》的研究中，Chen Junlin等研究人员通过系统的实验设计揭示了p23通过分子伴侣介导的自噬(CMA)通路调控GPX4蛋白稳定性的新机制。研究发现p23 succinylation修饰增强其与HSC70的相互作用，竞争性抑制HSC70与GPX4的结合，从而阻断CMA介导的GPX4降解，最终抑制铁死亡并促进NSCLC肿瘤生长。

研究主要采用的技术方法包括：利用CRISPR/Cas9技术构建基因敲除/过表达细胞模型；通过蛋白质组学筛选p23调控的下游靶点；采用co-immunoprecipitation和分子对接技术验证蛋白质相互作用；使用激光共聚焦显微镜观察细胞器共定位；通过体内外实验验证p23对铁死亡的影响；临床样本分析来自10例NSCLC患者肿瘤及癌旁组织。

p23负向调控NSCLC铁死亡

研究人员首先通过电镜观察发现p23 knockdown导致线粒体膜破裂和嵴丢失等铁死亡特征性改变。使用BODIPY^581/591 C11和DCFH-DA探针检测显示p23 knockdown显著增加脂质ROS和总ROS水平，降低细胞活力。同时检测到氧化型谷胱甘肽(GSSG)增加、还原型谷胱甘肽(GSH)耗竭、Fe²⁺积累和丙二醛(MDA)升高。相反，p23过表达呈现相反效果，证实p23对铁死亡具有负向调控作用。

p23缺陷通过GPX4下调抑制肺癌发展

通过蛋白质组学分析发现p23 knockdown特异性降低GPX4蛋白水平，而不影响CISD2和MGST1表达。临床样本分析显示p23与GPX4在肿瘤组织中共同高表达，且表达水平与患者预后负相关。回复实验证明GPX4过表达可部分逆转p23 knockdown对肿瘤生长的抑制作用，体内实验进一步验证p23通过调控GPX4影响铁死亡相关指标。

p23 knockdown通过激活CMA通路介导GPX4下调

研究发现p23不影响GPX4 mRNA水平，但缩短其蛋白半衰期。溶酶体抑制剂CQ能阻断p23介导的GPX4降解，免疫荧光显示GPX4与溶酶体共定位增加。使用CMA激活剂AR7和LAMP2A siRNA证实p23通过CMA通路调控GPX4降解。通过PAmCherry-KFERQ报告系统发现p23 knockdown增强CMA活性，降低LRRK2、MEF2D等CMA底物蛋白水平。

p23与HSC70相互作用抑制CMA激活

Co-IP和质谱分析发现p23与HSC70直接相互作用，但不直接结合GPX4。分子对接鉴定出Glu81、Arg12和Arg93是p23与HSC70结合的关键位点。实验证明p23通过与HSC70竞争性结合，阻断HSC70与GPX4的相互作用，从而抑制CMA介导的GPX4降解。该过程不依赖HSP90，是p23的独立功能。

p23 succinylation增强其与HSC70亲和力并抑制CMA激活

研究发现琥珀酸处理增强p23 succinylation修饰，强化其与HSC70的结合，减弱HSC70与GPX4的相互作用。succinylation缺陷突变体(K7/K33R)失去对CMA的抑制作用，导致GPX4降解增加。体外实验证实琥珀酰化p23蛋白可直接结合HSC70，并竞争性抑制HSC70与底物蛋白的结合。

研究结论表明p23通过succinylation修饰增强与HSC70的亲和力，竞争性抑制CMA底物蛋白与HSC70的结合，从而阻断CMA介导的GPX4降解，最终抑制铁死亡并促进NSCLC进展。该研究首次揭示p23在CMA通路中的调控作用，阐明了蛋白质succinylation修饰通过影响蛋白质相互作用调控细胞死亡的新机制，为靶向p23-CMA通路治疗肿瘤提供了理论依据。

这项研究的创新点在于发现p23作为CMA通路的新型调控因子，通过succinylation依赖的方式与HSC70相互作用，精细调控GPX4蛋白稳定性和铁死亡过程。不仅深化了对铁死亡调控网络的认识，也为开发针对p23-succinylation-HSC70轴的新型抗癌策略提供了重要参考。