《Oncogene》：TRIM21-mediated degradation of HILPDA overcomes anti-PD-1 immunotherapy resistance in breast cancer by limiting PD-L1 palmitoylation
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本研究致力于攻克乳腺癌患者对PD-1/PD-L1免疫检查点阻断治疗（ICB）的耐药难题。研究人员聚焦缺氧诱导脂滴相关蛋白HILPDA，系统揭示了其通过HSP90-KLF5轴驱动肿瘤细胞脂质代谢重编程，进而促进程序性死亡配体1（PD-L1）在Cys272位点发生棕榈酰化以维持其膜定位和稳定的分子机制。研究进一步发现E3泛素连接酶TRIM21可介导HILPDA降解。在动物模型中，通过药物芬维A胺激活TRIM21可有效逆转免疫抑制性肿瘤微环境，并恢复肿瘤对PD-1抑制剂的敏感性。该成果为克服乳腺癌免疫治疗耐药提供了新的靶点和联合治疗策略，具有重要科学意义和临床转化价值。
免疫检查点抑制剂，特别是靶向程序性死亡蛋白1（PD-1）及其配体PD-L1的抗体，已在多种恶性肿瘤的治疗中展现出令人鼓舞的疗效。然而，原发性及获得性耐药依然是横亘在临床前的巨大障碍。在极具挑战性的三阴性乳腺癌中，对抗PD-1/PD-L1疗法的客观缓解率通常低于25%。为何部分肿瘤能够“狡猾”地躲避免疫系统的攻击，甚至在免疫治疗的压力下依然茁壮成长？这背后，肿瘤细胞的“能量工厂”——代谢系统，尤其是脂质代谢，与免疫“关卡”的调控之间是否存在隐秘的“信号对话”？解开这些谜题，是开发新策略、逆转耐药、挽救更多患者的关键。本研究发表于《Oncogene》，正是为了解答这些紧迫问题。
本研究主要应用了分子生物学、细胞生物学、生物信息学分析和体内动物模型等多种技术方法。关键技术包括：通过RNA测序筛选耐药相关基因，利用CRISPR/Cas9技术构建基因敲除细胞系，利用免疫共沉淀、免疫荧光等技术分析蛋白质相互作用，通过泛素化实验、CHX蛋白合成抑制实验等探究蛋白质翻译后修饰与稳定性，通过免疫组化、流式细胞术等分析临床样本和动物模型中的蛋白表达与免疫细胞浸润，以及通过计算机模拟分子对接寻找靶向候选药物。
HILPDA是PD-1耐药性乳腺癌中上调并与免疫抑制和不良预后相关的分子
研究人员首先建立了一个小鼠乳腺癌抗PD-1耐药模型。通过对比敏感和耐药肿瘤细胞的转录组，并结合公共数据库分析，他们发现缺氧诱导脂滴相关蛋白HILPDA在耐药肿瘤中显著上调。临床数据分析表明，HILPDA在乳腺癌组织中高表达，尤其是在三阴性乳腺癌中，其高表达与患者更短的总生存期相关。在临床样本中，对PD-1治疗产生进展的患者肿瘤组织也显示出更高的HILPDA表达。这些结果提示HILPDA可能与乳腺癌的免疫逃逸和PD-1耐药密切相关。
HILPDA重塑肿瘤免疫微环境并促进乳腺癌进展
功能实验证实，HILPDA在乳腺癌细胞中过表达会重塑肿瘤免疫微环境，具体表现为增加免疫抑制性调节性T细胞、髓源性抑制细胞和M2型巨噬细胞的浸润与功能，同时抑制细胞毒性CD8+T细胞和自然杀伤（NK）细胞的浸润、活化与杀伤功能。相反，敲低HILPDA则能逆转这种免疫抑制状态。此外，HILPDA自身也具有促癌特性，能够促进肿瘤细胞增殖、迁移、侵袭和体内成瘤。
敲低HILPDA能使肿瘤对抗PD-1免疫治疗敏感
在共培养体系和体内小鼠模型中，研究人员验证了HILPDA对抗PD-1疗效的调控作用。过表达HILPDA的肿瘤细胞能够抵抗外周血单个核细胞和抗PD-1抗体介导的杀伤，而敲低HILPDA则能显著增强肿瘤对抗PD-1治疗的敏感性，表现为更强的肿瘤生长抑制、更长的生存期以及肿瘤内更多的凋亡细胞。
HILPDA–HSP90–KLF5轴重编程脂质代谢，促进肿瘤进展并导致免疫逃逸和PD-1阻断耐药
为了探究机制，研究人员发现HILPDA通过结合分子伴侣HSP90，保护转录因子KLF5免受蛋白酶体降解。稳定的KLF5进而驱动脂肪酸合成相关基因（如FASN、ACLY）的表达，导致脂肪酸（特别是棕榈酸）合成增加和脂滴积累。通过基因敲低等挽救实验证实，KLF5是HILPDA发挥促癌和促免疫抑制功能的关键下游效应因子。
HILPDA驱动的脂质代谢重编程促进PD-L1在Cys272位点的棕榈酰化，稳定其质膜定位，维持抑制信号传导，从而赋予抗PD-1治疗耐药性
研究进一步将脂质代谢与免疫检查点联系起来。他们发现HILPDA过表达导致的内源性棕榈酸增加，促进了PD-L1蛋白的棕榈酰化修饰。通过点突变实验，他们鉴定出PD-L1蛋白的第272位半胱氨酸是其关键的棕榈酰化位点。该修饰增强了PD-L1的蛋白稳定性，并促进其定位于细胞膜，从而持续传递抑制信号，帮助肿瘤细胞逃避免疫攻击。在PD-L1敲除的细胞中回补野生型或C272A突变体证实，HILPDA的免疫抑制作用高度依赖于PD-L1 Cys272位点的棕榈酰化。
TRIM21与HILPDA蛋白相互作用并通过泛素-蛋白酶体途径调节其稳定性
那么，是什么在控制HILPDA本身呢？研究人员发现HILPDA的蛋白稳定性受到泛素-蛋白酶体系统的调控。通过免疫沉淀-质谱联用技术，他们鉴定出E3泛素连接酶TRIM21是HILPDA的直接相互作用蛋白。TRIM21通过其PRY结构域中的Cys285位点识别HILPDA的Lys2位点，并主要催化K63连接的多聚泛素化，从而介导HILPDA的降解。临床数据分析显示，TRIM21在乳腺癌组织中低表达，且与HILPDA表达呈负相关，低TRIM21表达提示患者预后不良。
芬维A胺通过激活TRIM21和抑制HILPDA来抑制三阴性乳腺癌的肿瘤进展和免疫治疗耐药
基于上述机制，研究团队希望找到能够靶向这一通路的方法。通过计算机模拟分子对接，他们发现临床阶段的维甲酸类似物芬维A胺能够与TRIM21结合。实验表明，芬维A胺可以增强TRIM21与HILPDA的相互作用，促进HILPDA的泛素化降解，进而降低PD-L1水平。在动物模型中，芬维A胺单药即能抑制肿瘤生长和转移。更重要的是，芬维A胺与抗PD-1抗体联合治疗产生了显著的协同抗肿瘤效果，能有效重塑肿瘤免疫微环境，增加细胞毒性免疫细胞浸润，减少免疫抑制细胞。
研究结论与意义
本研究系统阐明了一条连接肿瘤脂质代谢与免疫检查点稳定性的全新信号轴：TRIM21–HILPDA–HSP90–KLF5。该轴的核心在于HILPDA通过稳定KLF5驱动脂质合成，为PD-L1的棕榈酰化修饰提供底物，而棕榈酰化（尤其是Cys272位点）是维持PD-L1膜稳定性和免疫抑制功能的关键。上游的E3连接酶TRIM21则作为“刹车”，通过泛素化降解HILPDA来负向调控该通路。这一机制的揭示，为理解乳腺癌，特别是三阴性乳腺癌，对PD-1/PD-L1抑制剂产生获得性耐药提供了全新的代谢-免疫视角。
研究的转化意义尤为突出。首先，TRIM21低表达/HILPDA高表达可能成为预测PD-1治疗耐药的有效生物标志物。其次，研究提出了一个创新的治疗策略：不直接靶向PD-1/PD-L1本身，而是通过药物（如芬维A胺）激活上游的“刹车”蛋白TRIM21，间接降低HILPDA和PD-L1水平，从而逆转免疫抑制微环境，使“冷肿瘤”变“热”。这为克服现有免疫治疗的瓶颈提供了新的联合用药思路。由于芬维A胺已是经过临床评估的药物，其与PD-1抑制剂联用的方案具有较高的临床转化潜力，有望为众多陷入治疗困境的乳腺癌患者带来新的希望。
