HSPH1

本文为转化医学网原创，转载请注明出处 作者：Rainbow 导读： 胃癌(GC)是全球第五大常见肿瘤和第四大致命癌症。它是中国第二大常见癌症，也是第三大癌症相关死亡原因。 4月8日，中山大学李焱团队在期刊《Journal of Experimental & Clinical Cancer Research》上在线发表题为“HSPA4 upregulation induces immune evasion via ALKBH5/CD58 axis in gastric cancer”的研究论文， 研究结果有助于确定可能受益于免疫检查点阻断治疗的胃癌患者。 https://jeccr.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13046-024-03029-4 研究背景 01 胃癌(GC)是全球癌症相关死亡的主要原因之一。 最近，包括PD1(程序性细胞死亡1)抗体在内的靶向治疗已被用于晚期胃癌患者。然而，寻找新的免疫治疗生物标志物仍然是迫切需要的。 本研究旨在揭示胃癌细胞的免疫逃逸机制，并为胃癌患者的免疫检查点阻断治疗寻找新的生物标志物。 热休克蛋白(HSPs)是一个高度保守的分子伴侣蛋白家族，在具有挑战性的环境或病理应激下被诱导。热休克蛋白参与蛋白质的组装、分泌、转运、蛋白质降解和转录因子调控，从而维持蛋白质稳态。它们还参与癌细胞的许多生物学过程，如调节细胞增殖、血管生成和逃避凋亡。热休克蛋白的异常表达在多种癌症中都有报道，包括肺癌、乳腺癌、前列腺癌和卵巢癌，并与不良预后相关。 HSPA4(热休克蛋白家族A (Hsp70)成员4)是Hsp110家族的代表，在各种癌症类型中表达上调。 HSPA4上调与HNSC和肝细胞癌(HCC)的总生存期(OS)较差相关。敲低HSPA4可延缓结直肠癌细胞的进展和发展。越来越多证据表明，HSPA4可能不仅参与某些癌症的进展，还可能参与免疫调节。生物信息学分析提示HSPA4上调与HCC中免疫细胞浸润和免疫检查点(PD1和CTLA-4)呈正相关。此外，B细胞选择性产生靶向糖基化膜蛋白HSPA4的致病性IgG抗体，促进乳腺癌淋巴结转移。 研究发现 02 在本研究中，研究人员发现HSPA4在胃癌组织中表达上调，并介导肿瘤细胞的免疫逃逸。研究人员进一步揭示了HSPA4/ALKBH5/CD58轴上调胃癌细胞中PDL1表达并抑制肿瘤环境中CD8+T细胞毒性的分子机制。此外，研究人员报道，尽管HSPA4上调与胃癌患者的不良预后相关，但HSPA4上调可能是预测胃癌患者对PD1检查点阻断治疗更好反应的有价值的生物标志物。 研究结论 03 综上所述， 研究结果有助于确定可能受益于免疫检查点阻断治疗的胃癌患者。 参考资料： https://jeccr.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13046-024-03029-4 注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。 热门·直播/活动 🕓 上海｜06月14日-16日 ▶ 第六届上海国际癌症大会将于6月14-16日在上海举办，学科交叉，共同推进肿瘤研究与诊治多模态！ 🕓 北京｜09月20日-21日 ▶ 第五届单细胞技术应用研讨会暨空间组学前沿研讨会欢迎您的参与！ 点击对应文字 查看详情

白色念珠菌(Candida albicans)是一种机会性病原体，可引起各种真菌感染（念珠菌病），范围从鹅口疮到念珠菌血症，这是最普遍的播散性血流感染之一（死亡率超过40%）。目前只有三类针对两种独特途径（麦角固醇和细胞壁）的抗真菌药物可用于治疗念珠菌病，而这些可用抗真菌药物的耐药性正急剧上升。作为白色念珠菌中唯一分子伴侣Hsp110（Msi3），它对于白色念珠菌在人类宿主中的生存、生长和感染至关重要。人类和真菌 Hsp110之间的序列保守性相对较低（<40% 同源性）。因此，Hsp110 Msi3可能是设计新颖有效且副作用较少的念珠菌病治疗药物的有利靶标。然而，此前没有关于任何真菌 Hsp110抑制剂的报道。最近，中南大学湘雅药学院以及深圳湾实验室分子生理研究所等多个团队合作，设计发现了真菌Hsp110 Msi3的第一个抑制剂Compound 2H。前期研究发现，Msi3对ATP有高亲和力结合，并且这种结合受Msi3的核苷酸结合域（nucleotide-binding domain, NBD）与底物结合域（substrate-binding domain, SBD）两个功能域之间的变构偶联控制，直接破坏ATP与核苷酸位点的结合或影响变构偶联的化合物分子均可抑制ATP与Msi3结合。根据这一模式，可能具有三种模式的调节剂抑制ATP结合：1）与 ATP结合的直接竞争，2）变构偶联的直接调节抑制ATP结合，3）通过影响SBD活性间接影响变构偶联抑制ATP结合，且后两种模式由于变构位点的多样性，对Msi3具有潜在的特异性。研究人员首先使用ATP-FAM（一种荧光标记的 ATP）建立了荧光偏振测定的筛选方法，通过对化合物库的筛选，发现了四种可以降低ATP与Msi3的化合物（结合减少了50%以上），其中Compound 2H抑制ATP 结合程度最高，因而作为进一步研究的重点。100 µM的2H处理可使 Msi3对ATP的亲和力降低了约6倍，2H对 Sse1（来自酿酒酵母的主要 Hsp110）也表现出类似的抑制作用；与之对应的是，2H对ATP-FAM与Hsp105的结合几乎没有影响，并对ATP-FAM与酿酒酵母Ssa1（酵母中主要的细胞溶质Hsp70）的结合没有显着影响，体现了2H的较好选择性，提示2H可能不是ATP的竞争性抑制剂，而是一类新型的真菌Hsp110特异性抑制剂。进一步研究显示，2H在308 nm（λem = 432.3 ± 1.8 nm）激发时表现出强烈的荧光光谱，添加Msi3不仅将2H光谱的荧光强度提高了1.63 ± 0.20倍，而且还将光谱移动到更短的波长，表明2H与Msi3是可以直接的结合。同时，Msi3与ATP孵育进一步增加了2H的荧光强度，而单独的 ATP对2H的光谱几乎没有变化，表明2H必须在ATP存在的情况下结合Msi3，再次明确2H不是通过直接结合核苷酸结合位点，而是变构调控了ATP或底物与Msi3的结合。Msi3具有两种整体构象：ATP结合和ADP结合/无核苷酸 (apo) 状态。胰蛋白酶消化实验表明，2H处理对Msi3在ATP结合时的变构偶联影响很小；相反，100 µM 2H孵育Msi3将其对底物的亲和力降低了近9倍，提示2H对ATP的抑制作用主要由于其降低了Msi和底物的结合力。这种模式不同于先前发现的Hsp110抑制剂（通过直接与 ATP竞争核苷酸结合位点），是一种新颖的抑制Msi3模式。作为 Hsp110，Msi3具有两种已知的体外伴侣活性：防止蛋白质聚集（即保持酶活性）和协助Hsp70进行蛋白质折叠。为了检测2H的功能，研究人员以荧光素酶作为模型底物，通过变性和聚集实验发现，2H 对荧光素酶或单独的 Msi3 的聚集几乎没有影响，而几乎完全消除了Msi3 酶活性；与 Hsp70-Hsp40 伴侣孵育时，Msi3依赖性复性活性在2H处理后被有效消除，再次说明2H对Msi3功能的抑制。在抑菌实验中，2H与氟康唑可以显著抑制野生型白色念珠菌SC5314生长，MIC 90（90%抑制的最低抑制浓度）皆为25 µM，分数抑制浓度指数（FICI）为0.91 ± 0.03，且2H和氟康唑之间没有观察到明显的协同作用。此外，2H 浓度在高于25 µM时，可有效抑制生物膜形成。在机制方面，他们发现2H可以特异性地抑制蛋白折叠，而氟康唑对荧光素酶再折叠的影响很小。综上，通过高通量筛选和机制验证，研究人员发现了真菌 Hsp110 Msi3的第一个抑制剂2H，它不仅通过新的变构模式消除了 Msi3 的分子伴侣活性，而且还强烈抑制了白色念珠菌的生长和活力，揭示了抑制 Hsp110的分子机制和开发新型抗真菌药的重要性，也为真菌 Hsp110 Msi3作为新靶标开发各种真菌感染的特异性和有效药物奠定了首创先导基础。参考文献1. Hu, L., Sun, C., Kidd, J.M. et al. A first-in-class inhibitor of Hsp110 molecular chaperones of pathogenic fungi. Nat Commun 14, 2745 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-38220-2.2. Li, H. et al. Interdomain interactions dictate the function of the C. albicans Hsp110 protein Msi3. J. Biol. Chem. 297, 101082 (2021).3. Wang, Y. et al. Purification and biochemical characterization of Msi3, an essential Hsp110 molecular chaperone in Candida albicans. Cell Stress Chaperones 26, 695–704 (2021).

胃癌是最常见的诊断肿瘤之一，在全球癌症相关死亡原因中排名第四。中国的患者约占全球所有病例的一半，大多数患者在初诊时已处于晚期。 胃癌是最常见的诊断肿瘤之一，在全球癌症相关死亡原因中排名第四。中国的患者约占全球所有病例的一半，大多数患者在初诊时已处于晚期。尽管过去几十年来，包括手术、化疗、放射治疗、免疫治疗和综合治疗在内的治疗方法取得了很大进展，但GC患者的预后仍然很差。因此，迫切需要寻找有效的治疗策略和靶点来治疗GC患者。 图片来源：https://doi.org/10.1016/j.redox.2022.102564 近日，来自安徽医科大学附属第一医院的研究者们在Redox Biology杂志上发表了题为“Increased ATF2 expression predicts poor prognosis and inhibits sorafenib-induced ferroptosis in gastric cancer”的文章，该研究揭示了索拉非尼诱导GC中铁死亡的新机制。 索拉非尼是一种酪氨酸激酶抑制剂，在包括胃癌(GC)在内的多种癌症中作为铁死亡诱导剂具有重要的抗肿瘤作用。然而，索拉非尼作为铁死亡诱导剂的地位最近受到了质疑。关于铁死亡和ATF2之间的关系的信息非常有限，而且ATF2在索拉非尼诱导的铁死亡中的作用还没有被研究过。 在这项研究中，研究者研究了ATF2在索拉非尼诱导的GC铁死亡中的作用和潜在的分子机制。研究者发现ATF2在胃癌组织中显著上调，并预示着不良的临床预后。沉默ATF2可显著抑制GC细胞的恶性表型。 此外，研究者观察到，在索拉非尼诱导的GC细胞铁死亡过程中，ATF2被激活。ATF2基因敲除促进了索拉非尼诱导的铁死亡，而ATF2过表达则在GC细胞中显示相反的结果。利用CHIP-Seq和RNA-Seq，研究者确定了HSPH1为ATF2的靶标，并通过CHIP-qPCR分析进一步验证了其有效性。 HSPH1可与半胱氨酸/谷氨酸转运体SLC7A11相互作用，提高其蛋白质稳定性。重要的是，HSPH1的敲除部分逆转了ATF2过表达对索拉非尼诱导的GC细胞铁死亡的影响。另外，异种移植瘤模型的实验结果表明，ATF2基因敲除可有效增强体内索拉非尼的敏感性。 本研究提出的模型示意图 图片来源：https://doi.org/10.1016/j.redox.2022.102564 总之，ATF2和HSPH1与肿瘤细胞的化疗耐药密切相关。HSPH1功能缺失突变使结直肠癌细胞对奥沙利铂和5-氟尿嘧啶的增敏作用显著增强。在黑色素瘤中，atf2抑制干扰素β1的转录并促进对化疗的抵抗。 重要的是，先前的研究发现，ATF2基因敲除可以增加肝癌细胞对索拉非尼的敏感性，但其潜在机制仍不清楚。本研究数据显示，ATF2抑制显著促进了索拉非尼诱导的铁死亡，进而增强了索拉非尼在体内外对GC细胞的抗癌作用。因此，本研究可能为克服索拉非尼耐药性提供一个新的视角。（生物谷 Bioon.com） 参考文献 Xin Xu et al. Increased ATF2 expression predicts poor prognosis and inhibits sorafenib-induced ferroptosis in gastric cancer. Redox Biol. 2022 Dec 2;59:102564. doi: 10.1016/j.redox.2022.102564.