《Redox Biology》：Inhibition of SDE2 Promotes Autophagy-Dependent Ferroptosis in Multiple Myeloma
编辑推荐：
本研究针对多发性骨髓瘤(MM)治疗中自噬与铁死亡调控机制不明的难题，揭示了SDE2通过促进ATG5的K48连锁泛素化降解抑制自噬流，进而阻碍铁死亡的新机制。研究人员通过系列实验证实SDE2-ATG5轴是调控MM细胞命运的关键枢纽，联合SDE2沉默与自噬诱导剂可协同激活铁死亡通路，为克服MM治疗耐药提供了新策略。
多发性骨髓瘤作为一种恶性浆细胞肿瘤，尽管近年来在化疗、免疫治疗和靶向治疗方面取得进展，但高复发率和长期生存率低仍是临床面临的严峻挑战。这种血液系统恶性肿瘤的病理机制涉及遗传突变和骨髓微环境改变，导致浆细胞异常增殖、单克隆免疫球蛋白产生，以及骨病变、肾功能障碍等严重并发症。现有治疗方法如蛋白酶体抑制剂、免疫调节药物和单克隆抗体虽能改善临床结局，但治疗耐药和疾病复发仍普遍存在。尤其值得关注的是，自噬(一种细胞自我回收机制)和铁死亡(一种铁依赖性的调节性细胞死亡形式)在肿瘤生物学中的重要作用日益凸显，但它们在多发性骨髓瘤进展中的分子交叉调控网络仍不明确。
在这项发表于《Redox Biology》的研究中，研究人员聚焦于SDE2——一种在多发性骨髓瘤中过表达的泛素样蛋白，探索其在通过ATG5降解调控自噬-铁死亡交互作用中的功能，旨在为多发性骨髓瘤治疗识别新的靶点。
研究团队采用生物信息学分析、蛋白质互作验证和功能实验相结合的策略。关键技术方法包括：利用TCGA和GEO数据库进行预后标志物筛选；通过Western blot、免疫共沉淀和泛素化分析验证SDE2-ATG5互作机制；采用Transwell迁移、软琼脂克隆形成和流式细胞术评估细胞表型；使用mRFP-GFP-LC3双荧光系统和透射电镜监测自噬流；通过BODIPY C11探针和铁离子检测试剂盒评估铁死亡特征；并建立异种移植模型验证体内疗效。
1. SDE2过表达作为多发性骨髓瘤的预后指标
生物信息学分析显示SDE2在MM患者骨髓中显著上调，且高表达与不良预后相关。临床样本验证表明MM细胞中SDE2蛋白水平明显高于非肿瘤细胞。功能实验证实SDE2敲低可抑制MM细胞迁移、增殖并诱导细胞死亡。
2. SDE2负向调控多发性骨髓瘤细胞中的ATG5
分子对接预测SDE2与ATG5存在相互作用界面，临床数据显示ATG5在MM中低表达且与SDE2呈现负相关。免疫共沉淀实验证实SDE2直接结合ATG5，并通过UBL结构域介导其K48连锁泛素化和蛋白酶体降解。
3. SDE2抑制增强多发性骨髓瘤细胞中的自噬
SDE2敲低导致线粒体功能抑制的同时，透射电镜显示自噬溶酶体增加，p62蛋白水平下降，mRFP-GFP-LC3报告系统证实自噬流增强，表明SDE2抑制可通过恢复ATG5水平激活自噬。
4. SDE2负向调控多发性骨髓瘤细胞中的铁死亡通路
SDE2敲低引起铁死亡相关蛋白改变：NCOA4和ACSL4上调，FTH1和GPX4下调，伴随Fe2+和MDA积累以及GSH耗竭。BODIPY C11检测显示脂质过氧化增强，且SDE2敲低细胞对Erastin诱导的铁死亡更敏感。
5. SDE2的UBL结构域对其调控自噬依赖性铁死亡至关重要
功能域实验表明，缺失UBL结构域的SDE2突变体(Δ1)无法促进ATG5降解，也不能抑制自噬和铁死亡，证明UBL结构域是SDE2发挥功能的核心区域。
6. SDE2介导的铁死亡与自噬之间的交互调控
氯喹(CQ)处理可逆转SDE2敲低诱导的自噬和铁死亡激活，而铁死亡诱导剂Erastin可促进自噬。ATG5敲低部分抵消SDE2敲低带来的铁死亡激活，证实SDE2-ATG5轴通过自噬依赖性途径调控铁死亡。
7. ATG5和SDE2在多发性骨髓瘤中的相反调控作用
ATG5过表达抑制肿瘤生长并促进铁死亡，与SDE2过表达表型相反。共表达实验显示ATG5可拮抗SDE2的促肿瘤效应，体内实验进一步验证二者在肿瘤生长中的对抗作用。
8. SDE2敲低联合自噬诱导产生协同抗肿瘤效应
SDE2敲低与自噬诱导剂Antitumor agent-82联合使用，在体外和体内均显示协同抗肿瘤效果，显著抑制细胞增殖、迁移并增强铁死亡。
研究结论强调SDE2-ATG5轴是MM中自噬-铁死亡交互调控的关键枢纽。SDE2通过UBL结构域促进ATG5的K48连锁泛素化降解，抑制自噬流，进而增强抗氧化系统(如GPX4/GSH)稳定性，减少细胞内铁积累，使MM细胞逃避铁死亡。靶向SDE2可恢复ATG5水平，重新激活自噬并敏化MM细胞至铁死亡，这为克服现有治疗耐药提供了新思路。
该研究的创新性在于首次揭示SDE2作为泛素样蛋白通过调控ATG5稳定性影响自噬-铁死亡交叉对话的机制，拓宽了对蛋白质翻译后修饰网络在肿瘤细胞命运决定中作用的理解。相比以往主要关注SDE2在DNA修复中功能的研究，本研究揭示了其在血液肿瘤中的新功能。此外，研究证实靶向SDE2联合自噬诱导的协同治疗策略，为MM精准治疗提供了新方向，也为研究其他涉及铁代谢紊乱或免疫失调的疾病提供了新视角。
