Nat Cancer | 靶向 zDHHC8：通过调控 GPX4 棕榈酰化增强肿瘤细胞铁死亡敏感性

铁死亡（ferroptosis）是一种由铁催化的脂质过氧化驱动的程序性细胞死亡方式，与多种疾病密切相关，尤其在肿瘤进展中扮演重要角色。CD8+ 细胞毒性 T 细胞能够通过诱导铁死亡来杀伤肿瘤细胞，但肿瘤细胞常通过抵抗铁死亡实现免疫逃逸。S-棕榈酰化是一种可逆的蛋白质脂质修饰，能够调节蛋白质的稳定性、亚细胞定位和活性，但其在铁死亡中的作用尚不清楚。

3月19日，Nature Cancer杂志发表了一项开创性研究，揭示了锌指 DHHC 域蛋白 8（zDHHC8）通过调控谷胱甘肽过氧化物酶 4（GPX4）的 S-棕榈酰化，显著影响肿瘤细胞对铁死亡的敏感性，并为抗肿瘤免疫提供了新的策略。题目为“Palmitoylation of GPX4 via the targetable ZDHHC8 determines ferroptosis sensitivity and antitumor immunity”

研究团队通过高通量小分子化合物筛选，发现棕榈酰化抑制剂 2-溴棕榈酸（2-BP）能够显著增强多种肿瘤细胞（包括人成纤维肉瘤细胞 HT-1080、黑色素瘤细胞 A375、B16-F10 和结直肠癌细胞 MC38）对铁死亡诱导剂（如 RSL3、ML162 和 IKE）的敏感性。进一步研究发现，谷胱甘肽过氧化物酶 4（GPX4）是铁死亡的关键调节因子，其 S-棕榈酰化修饰对铁死亡抵抗至关重要。通过构建 GPX4 突变体和竞争肽，研究者确定了 GPX4 的第 75 位半胱氨酸（Cys75）是其主要的棕榈酰化位点。

图 GPX4 的棕榈酰化对于铁死亡抗性至关重要

为了鉴定负责 GPX4 棕榈酰化的酶，研究者对 zDHHC 家族成员进行了筛选，发现 zDHHC8 是 GPX4 棕榈酰化的主要酶。共免疫沉淀实验和分子对接分析表明，zDHHC8 能够与 GPX4 相互作用，并且铁死亡诱导剂能够增强这种相互作用。zDHHC8 的催化位点 Cys134 与 GPX4 的 Cys75 在空间上接近，这可能是 GPX4 主要棕榈酰化位点为 Cys75 的原因。在 zDHHC8 缺失（KO）的细胞中，GPX4 的棕榈酰化水平显著降低，细胞对铁死亡的敏感性显著增加。

基于 zDHHC8 的关键作用，研究者通过虚拟筛选和分子对接分析，从约 22 万种小分子化合物中筛选出 PF-670462 作为 zDHHC8 的特异性抑制剂。PF-670462 能够显著增强多种肿瘤细胞对铁死亡诱导剂的敏感性，并且这种作用不依赖于其已知的靶标 CK1δ/ε。实验表明，PF-670462 通过与 zDHHC8 的 N 端结构域结合，促进 zDHHC8 的溶酶体降解，从而降低 GPX4 的棕榈酰化水平。

在体内实验中，PF-670462 显示出良好的耐受性，未对正常组织造成明显毒性。在 B16-F10 荷瘤小鼠模型中，PF-670462 处理显著抑制了肿瘤生长，增强了脂质过氧化水平，并且促进了 CD8+ T 细胞的浸润。此外，PF-670462 处理的肿瘤中 IFN-γ、TNF 和颗粒酶 B（GZMB）阳性的 CD8+ T 细胞数量显著增加，表明 PF-670462 能够增强 CD8+ T 细胞的细胞毒性功能。值得注意的是，铁死亡抑制剂 Liproxstatin-1 能够逆转 PF-670462 的抗肿瘤效果，进一步证实了 PF-670462 通过增强铁死亡敏感性来抑制肿瘤生长。此外，PF-670462 与抗 PD-1 免疫检查点抑制剂联合使用时，能够显著增强抗肿瘤效果，延长小鼠的生存期。

综上所述，该研究不仅揭示了 zDHHC8-GPX4 轴在调控肿瘤细胞铁死亡敏感性中的关键作用，还发现了 PF-670462 这一潜在的治疗靶点。通过靶向zDHHC8，可以增强肿瘤细胞对铁死亡的敏感性，进而促进抗肿瘤免疫反应。未来，基于 zDHHC8的靶向治疗有望成为肿瘤治疗的新方向，为患者带来新的希望。

原始出处：

Liang Zhou, et al. 2025.Palmitoylation of GPX4 via the targetable ZDHHC8 determines ferroptosis sensitivity and antitumor immunity. nature cancer