《Advanced Science》：BZW1 Drives Immune Evasion in Lung Adenocarcinoma via Ferroptosis Suppression
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免疫疗法在非小细胞肺癌（NSCLC）中疗效有限，尤其在肺腺癌（LUAD）患者中反应不佳。为探究其耐药机制，本研究聚焦于BZW1蛋白如何通过调控铁代谢抑制铁死亡（ferroptosis），从而重塑肿瘤免疫微环境（TIME），促进免疫逃逸。研究发现，BZW1通过促进NCOA4的自噬降解并竞争性结合NCOA4，破坏NCOA4-FTH1复合体，抑制铁蛋白自噬（ferritinophagy），最终减少细胞内游离Fe2+释放，增强肿瘤细胞对铁死亡的抵抗。体内外实验证实，靶向BZW1可诱导铁死亡、激活CD8+T细胞，并与抗PD-1疗法产生协同抗肿瘤效应。该研究揭示了BZW1-ferroptosis轴作为LUAD免疫治疗增敏的新靶点，为克服免疫耐药提供了创新策略。
肺癌是全球癌症相关死亡的首要原因，其中非小细胞肺癌（NSCLC）占绝大多数。尽管免疫检查点抑制剂（ICB）等新疗法已应用于临床，但在肺腺癌（LUAD）患者中，持久治疗反应依然有限。大量患者对免疫治疗无显著病理缓解（NMPR），这凸显了阐明免疫治疗反应差异背后生物学决定因素的紧迫性。肿瘤免疫微环境（TIME）是疗效的关键介质，而铁死亡（ferroptosis）——一种由铁依赖性脂质过氧化驱动的程序性细胞死亡形式——近年来被认为是抗肿瘤免疫的关键调节者。然而，肿瘤细胞如何通过调节铁死亡来逃避免疫攻击，其核心分子机制尚不清晰。
本研究发表在《Advanced Science》上，旨在揭示肺腺癌中免疫逃逸的新机制，并寻找潜在的联合治疗靶点。
为开展研究，作者运用了多种关键技术方法。研究使用了来自公共数据库（如TCGA、CPTAC）和内部队列（含180例患者的组织芯片）的临床样本进行生物信息学分析和验证。通过构建稳定敲低或过表达BZW1的肺腺癌细胞系（如H1299、A549）和鼠源Lewis肺癌细胞（LLC），在体外进行了转录组、蛋白质组测序、细胞活力（CCK-8）、铁死亡指标（脂质ROS、Fe2+检测、电镜）、以及蛋白相互作用（Co-IP、免疫荧光、邻近连接技术PLA）等实验。在体内，建立了裸鼠异种移植模型和C57BL/6J小鼠同系移植模型，评估肿瘤生长、免疫细胞浸润，并测试了BZW1敲低与抗PD-1抗体联合治疗的疗效。
研究结果
2.1 BZW1在肺腺癌中高表达并与不良预后相关
通过生存分析和大规模转录组数据库验证，发现BZW1在肺腺癌肿瘤组织中表达显著高于正常组织，且高表达与患者不良预后相关。组织芯片和免疫组化结果在配对样本中得到证实。小鼠移植瘤模型显示，过表达BZW1能加速肿瘤生长并增加增殖标志物Ki-67的表达。
2.2 BZW1在肺肿瘤微环境中塑造免疫抑制生态位
生物信息学分析提示BZW1与免疫抑制微环境相关。在免疫治疗队列中发现，达到主要病理缓解（MPR）的患者其肿瘤细胞中BZW1表达较低。体外共培养实验表明，敲低Bzw1可增强脾细胞对肿瘤细胞的杀伤，并增加IFN-γ+CD8+T细胞的比例。体内实验进一步证实，敲低Bzw1能抑制肿瘤生长，促进CD4+和CD8+T细胞浸润，并增加肿瘤内IFN-γ+CD8+T细胞频率，同时减少髓系来源抑制细胞（MDSCs）和M2样巨噬细胞。
2.3 BZW1以铁死亡依赖性方式抑制肺癌细胞死亡
多组学富集分析提示BZW1可能调控铁死亡。细胞实验表明，敲低BZW1会降低细胞活力，而铁死亡抑制剂Ferrostatin-1（Fer-1）可挽救此效应。敲低BZW1会导致脂质ROS和丙二醛（MDA）水平升高，并引起线粒体超微结构改变（如嵴减少），这些表型均可被Fer-1逆转。体内拯救实验也证实，Fer-1处理可削弱BZW1敲低带来的肿瘤抑制效果。
2.4 BZW1通过细胞内铁稳态抑制肺癌细胞铁死亡
基因本体（GO）富集分析表明BZW1与细胞内铁离子螯合和铁蛋白复合物相关。实验发现，敲低BZW1会导致细胞内Fe2+水平升高，而过表达则降低。铁蛋白重链1（FTH1）的蛋白水平与BZW1表达呈正相关。使用铁螯剂去铁胺（DFO）处理可降低细胞内游离铁，并逆转BZW1敲低引起的脂质ROS升高和线粒体损伤。此外，在BZW1敲低细胞中过表达FTH1也能逆转铁死亡表型。
2.5 BZW1通过铁蛋白自噬调控细胞内铁蛋白复合物
BZW1过表达能在不改变FTH1 mRNA水平的情况下增加其蛋白丰度，表明是转录后调控。作为铁蛋白自噬的关键货物受体，核受体共激活因子4（NCOA4）的蛋白水平与BZW1负相关。免疫荧光和邻近连接实验证实了NCOA4与FTH1的共定位和直接相互作用。敲低NCOA4可逆转BZW1敲低导致的FTH1下降和肿瘤生长抑制。
2.6 BZW1通过直接结合并促进NCOA4自噬降解来破坏NCOA4-FTH1复合体
BZW1下调NCOA4蛋白但不影响其mRNA。通过使用环己酰亚胺（CHX）、蛋白酶抑制剂MG132和自噬抑制剂氯喹（CQ）处理，证实BZW1促进了NCOA4的自噬降解。免疫荧光显示BZW1、NCOA4和FTH1三者共定位。Co-IP实验证明BZW1与NCOA4直接结合，但不与FTH1结合。重要的是，BZW1过表达会减弱NCOA4与FTH1之间的相互作用，表明BZW1通过竞争性结合NCOA4来破坏NCOA4-FTH1复合体，从而抑制铁蛋白自噬。
2.7 敲低BZW1通过铁死亡介导的抗肿瘤免疫与抗PD-1治疗产生协同作用
在肿瘤-脾细胞共培养体系中，敲低Bzw1可促进T细胞活化（CD69+、CD25+细胞增多），此效应可被Fer-1逆转。在体内，Fer-1处理也减少了Bzw1敲低肿瘤中IFN-γ+CD8+T细胞的浸润。治疗性实验表明，Bzw1敲低与抗PD-1抗体联合使用，能显著抑制肿瘤生长，其效果优于单一处理，并伴随肿瘤内脂质ROS水平升高。
结论与意义
本研究发现并证实了BZW1是肺腺癌中一个关键的铁死亡抑制因子和免疫逃逸驱动者。其分子机制具有双重性：一方面，BZW1促进NCOA4的自噬降解；另一方面，它直接竞争性结合NCOA4，破坏NCOA4-FTH1复合体的形成，从而抑制铁蛋白自噬，限制细胞内游离Fe2+的释放，最终增强肿瘤细胞对铁死亡的抵抗。在肿瘤微环境层面，BZW1通过抑制铁死亡，减少了免疫原性细胞死亡，削弱了CD8+T细胞的活化和浸润，从而塑造了一个免疫抑制的微环境，帮助肿瘤实现免疫逃逸。
该研究的核心意义在于，首次系统阐明了BZW1通过抑制铁死亡来驱动肺腺癌免疫逃逸的完整机制链条，并将BZW1-ferroptosis轴确立为一个连接肿瘤细胞内在代谢与外部免疫微环境的关键桥梁。这为理解免疫治疗耐药提供了新视角。更重要的是，研究证明靶向BZW1能够诱导铁死亡、重塑免疫微环境，并与现有的抗PD-1免疫疗法产生强协同效应，这为开发“BZW1抑制剂+免疫检查点阻断”的联合治疗方案奠定了坚实的理论基础，为改善肺腺癌尤其是免疫治疗不敏感患者的预后带来了新的希望。
