TRIM69通过促进STING的泛素化来增强cGAS-STING信号通路

《Cellular Signalling》：TRIM69 potentiates the cGAS-STING signalling pathway by promoting STING ubiquitination

多发性骨髓瘤（MM）中过表达的去棕榈酰化酶PPT1通过激活PRDX3维持线粒体氧化还原平衡，抑制PPT1可诱导mtROS升高并抑制PRDX3活性，从而抑制MM细胞增殖和肿瘤生长。

　　

朱庚军|金丽芳|沈伟章|李晓峰|邢天|张玉华|刘宁

吉林大学第二医院中央实验室，长春130041，中华人民共和国

摘要

多发性骨髓瘤（MM）仍然是一种无法治愈的血液系统癌症，其增强的抗氧化能力会加速疾病进展。过氧化物还原酶（PRDXs）作为氧化还原稳态的核心调节因子，在包括MM在内的多种癌症中过度表达，且其高表达与不良预后相关。然而，PRDXs在氧化还原稳态和MM发病机制中的具体调控机制仍不清楚。在本研究中，我们发现PPT1是一个有前景的治疗靶点，它通过催化PRDX3催化位点半胱氨酸（C108）的去棕榈酰化来维持其抗氧化活性。我们证明，通过遗传或化学方法抑制PPT1会通过增加线粒体活性氧（mtROS）诱导MM细胞的细胞毒性。此外，PPT1的抑制显著抑制了异种移植肿瘤的生长，并提高了PRDX3的S-棕榈酰化水平。总体而言，我们的研究将PPT1确定为PRDX3的真正去棕榈酰化酶，并确立了这一轴作为MM的治疗靶点。

引言

多发性骨髓瘤（MM）是第二常见的血液系统恶性肿瘤，主要影响老年人群[1]。临床上，MM具有异质性，表现为贫血、肾功能损害、骨病变、高钙血症和单克隆免疫球蛋白水平升高等多种并发症[2]。包括蛋白酶体抑制剂、免疫调节剂和抗CD38单克隆抗体在内的新型疗法显著提高了MM患者的总体生存率[3]。尽管取得了这些进展，但由于所有现有疗法都可能产生耐药性，MM仍然无法治愈[4]。这突显了复发和难治性疾病的持续挑战。因此，揭示MM的生物学机制对于寻找新的治疗靶点以实现更深入和持久的缓解至关重要。

氧化应激和氧化还原失调与MM的发生和发展密切相关[5],[6]。过氧化物还原酶（PRDXs）是一类硫醇特异性抗氧化酶[7]。它们通过其高过氧化物酶活性发挥主要的氧化还原稳态调节作用，这种活性依赖于含有半胱氨酸的活性位点[8],[9]。关键的PRDX家族成员，如PRDX1、PRDX2、PRDX3和PRDX6，在MM中经常过度表达，其高表达与不良预后相关[10],[11],[12],[13]。最近的研究表明，PRDX的活性受到活性位点半胱氨酸（Cp）处S-棕榈酰化的调控[14]。S-棕榈酰化通过阻断过氧化氢的结合使PRDX失活，而去棕榈酰化则恢复其功能——尽管具体的去棕榈酰化酶尚未明确[14]。

S-棕榈酰化的动态受到两种相反酶的调控：一种是“写入者”（ZDHHC家族的棕榈酰S-酰基转移酶（PATs），它们负责添加脂质；另一种是“擦除者”（酰基蛋白硫酯酶，包括APT1、APT2和PPT1），它们负责去除脂质[15],[16]。值得注意的是，棕榈酰蛋白硫酯酶1（PPT1）是最早被发现的去棕榈酰化酶之一，在多种肿瘤中过度表达，其高表达与患者生存率较低相关[17],[18],[19]。然而，PPT1在氧化还原稳态中的作用，特别是通过PRDX的去棕榈酰化作用，尚未得到充分研究。

在本研究中，我们通过分析单细胞RNA测序数据发现，MM患者的克隆浆细胞中PPT1过度表达，并且独立队列中PPT1表达升高与不良预后相关。PPT1的抑制通过增加线粒体活性氧（mtROS）来抑制MM细胞的增殖。机制上，PPT1通过催化PRDX3催化位点半胱氨酸（Cys108）的去棕榈酰化来增强其过氧化物酶活性，从而维持线粒体氧化还原稳态。此外，PPT1抑制剂DC661显著抑制了异种移植肿瘤的生长，并提高了PRDX3的S-棕榈酰化水平。总体而言，我们的研究将PPT1确定为PRDX3的去棕榈酰化酶，并认为针对这一轴是MM的一个有前景的治疗策略。

部分内容摘要

单细胞RNA测序数据分析

本研究使用的单细胞RNA测序数据来自基因表达组数据库（GEO），访问号为GSE271107。共选择了9个样本进行分析，其中包括4个多发性骨髓瘤（MM）患者的骨髓样本和5个健康供体的骨髓样本作为对照。所有后续分析均使用R（版本4.5.1）和Seurat包（版本5.3.0）进行。

MM患者浆细胞中PPT1的过度表达与较短的总体生存期相关

为了探讨PPT1在多发性骨髓瘤（MM）中的潜在作用，我们分析了来自MM患者（n=4）和健康供体（HD，n=5）的骨髓样本的单细胞RNA测序数据集（GSE271107）。对这些数据进行的无监督层次聚类分析揭示了11种不同的细胞类型（图1A–B）。与健康供体相比，MM组中浆细胞的比例增加（通过CD138表达确认），同时造血细胞群体减少（图1C–D）。

讨论

尽管取得了治疗进展，多发性骨髓瘤（MM）仍然基本上无法治愈，这凸显了寻找新型治疗策略的迫切需求[4]。在本研究中，我们发现PPT1在恶性浆细胞中过度表达，且高PPT1表达与疾病进展和不良预后相关。我们进一步证明，PPT1抑制引起的细胞毒性是通过破坏线粒体氧化还原稳态来实现的。

结论

总之，我们的研究将PPT1抑制确定为MM的一个有前景的治疗策略。我们发现，PPT1抑制通过增加PRDX3的棕榈酰化来触发mtROS依赖的细胞死亡，从而在其催化位点半胱氨酸（Cys108）处使其失活。这项工作定义了一个关键的翻译后机制——PPT1的去棕榈酰化——这对维持PRDX3活性和线粒体氧化还原稳态至关重要。通过阐明PPT1-PRDX3轴，我们的发现提供了...

患者发表同意书

不适用。

CRediT作者贡献声明

朱庚军：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 原稿、软件使用、方法学设计、实验设计、概念构建。金丽芳：撰写 – 原稿、方法学设计、实验设计、概念构建。沈伟章：撰写 – 原稿、方法学设计、实验设计、概念构建。李晓峰：撰写 – 原稿、实验设计、概念构建。邢天：撰写 – 原稿、实验设计、概念构建。张玉华：实验设计、概念构建。刘宁：

伦理声明

动物实验按照吉林大学动物护理委员会批准的《实验室动物护理和使用指南》进行（批准编号：(2024) Research Review No. (191)）。

资助

本工作得到了吉林省自然科学基金（YDZJ202401261ZYTS）的支持。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

致谢

不适用。