HAT1/HDAC2 调控 ACSL4 乙酰化：鼻咽癌放疗增敏的新曙光

研究人员为探究鼻咽癌放疗抵抗机制，开展 ACSL4 乙酰化研究，发现其可增敏，为治疗提供新方法。

　　在医学领域，肿瘤的治疗一直是备受关注的难题，鼻咽癌（Nasopharyngeal Carcinoma，NPC）就是其中之一。鼻咽癌是一种起源于鼻咽黏膜上皮细胞的恶性肿瘤，在我国南方和东南亚地区发病率较高。目前，放疗或同步放化疗是鼻咽癌的主要治疗手段，但放疗抵抗却常常导致肿瘤复发和转移，使得临床治疗失败，这让无数患者和医生头疼不已。因此，弄清楚放疗抵抗的分子机制，找到增强放疗敏感性的有效方法，成为了医学研究的重要课题。

为了解决这些问题，中南大学湘雅医院、中南大学基础医学院癌症研究所、湖南大学生命科学学院的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Cell Death and Disease》杂志上，为鼻咽癌的治疗带来了新的希望。

在研究过程中，研究人员使用了多种关键技术方法。首先是细胞实验，通过培养多种 NPC 细胞系（如 HK1、SUNE1 等）、正常鼻咽上皮细胞 NP69 和 293 T 细胞，进行转染实验，以探究相关基因和蛋白的功能。其次是动物实验，利用 5 周龄雌性无胸腺裸鼠（BALB/C）建立异种移植模型，研究相关因素对肿瘤生长和放疗敏感性的影响 。此外，还运用了定量 PCR（qPCR）、蛋白质免疫印迹（Western blot）、免疫沉淀（IP）、质谱分析（MS）等技术，来检测基因表达、蛋白水平、蛋白修饰及蛋白间相互作用等。实验样本队列来源包括中南大学湘雅医院 2021 - 2022 年的 33 例鼻咽正常组织和 40 例 NPC 组织。

研究结果如下：

• HDAC2/SIRT3 介导 NPC 中 ACSL4 的乙酰化和高表达：研究人员通过 LC - MS/MS 分析 NPC 细胞中乙酰化差异蛋白，结合数据库分析，发现 ACSL4 是唯一同时具有乙酰化修饰和差异表达的铁死亡相关蛋白。进一步研究表明，LBH589 可抑制 ACSL4 的乙酰化和表达，HDAC2 通过抑制 SIRT3 促进 ACSL4 的乙酰化和表达，HDAC2/SIRT3 轴介导了 NPC 中 ACSL4 的乙酰化和高表达。
• ACSL4 促进 NPC 的恶性进展：通过 CCK8、集落形成、划痕和 Transwell 等实验，研究发现敲低 ACSL4 可抑制 NPC 细胞增殖、迁移和侵袭，抑制肿瘤生长和放疗抵抗；过表达 ACSL4 则促进 NPC 细胞增殖、迁移和侵袭，促进肿瘤生长和放疗抵抗。
• ACSL4 通过诱导铁死亡增强放疗敏感性：研究显示，ACSL4 可促进 NPC 细胞的铁死亡。敲低 ACSL4 导致放疗抵抗，过表达 ACSL4 则增强放疗敏感性。体内和体外实验均表明，ACSL4 介导的铁死亡可促进 NPC 的放疗敏感性。
• HAT1 和 SIRT3 直接介导 ACSL4 的乙酰化修饰：IP 实验、免疫荧光（IF）实验和分子对接分析表明，HAT1 和 SIRT3 分别直接参与 ACSL4 的乙酰化和去乙酰化过程。HAT1 促进 ACSL4 的乙酰化，SIRT3 抑制其乙酰化。
• 乙酰化促进 ACSL4 的稳定性：蛋白质稳定性实验、IP 实验等表明，ACSL4 的 K³⁸³乙酰化通过抑制其 K⁴⁸连接的泛素化降解，增强了 ACSL4 的蛋白质稳定性。
• K³⁸³乙酰化抑制 FBXO10 介导的 ACSL4 泛素化降解：研究发现 FBXO10 是参与 ACSL4 泛素化的 E3 连接酶，ACSL4 的 K³⁸³乙酰化抑制 FBXO10 介导的 K⁴⁸连接的泛素化降解，通过抑制二者相互作用实现。
• K³⁸³乙酰化的 ACSL4 促进 NPC 的恶性进展：通过多种细胞实验和动物实验，研究表明 K³⁸³乙酰化的 ACSL4 可促进 NPC 细胞的增殖、迁移和侵袭，促进肿瘤生长。
• K³⁸³乙酰化的 ACSL4 通过诱导 NPC 的铁死亡增强放疗敏感性：CCK8 实验、流式细胞术分析、TEM 观察等实验显示，K³⁸³乙酰化的 ACSL4 促进 NPC 细胞的铁死亡，增强放疗敏感性；体内实验也证实了这一结论。

研究结论和讨论部分指出，ACSL4 在 NPC 中高表达且具有双刃剑作用，既促进肿瘤恶性进展，又通过赋予 NPC 细胞铁死亡敏感性增强放疗敏感性。IR 诱导的 ACSL4 表达增加不受乙酰化修饰调控，但结合临床放疗，可进一步增强 NPC 的铁死亡敏感性，有助于提高放疗效果。该研究首次阐明了 NPC 中 ACSL4 乙酰化修饰对其表达调控的重要性，明确了 HAT1 和 SIRT3 介导 ACSL4 的 K³⁸³动态乙酰化，为鼻咽癌的治疗提供了新的潜在靶点和理论依据，有望推动鼻咽癌治疗方法的进一步发展。