靶向TRIM14/USP14轴通过诱导GPX4降解破坏铁死亡防御增强肝癌放疗疗效

本研究针对肝癌(HCC)放疗抵抗难题，发现去泛素化酶USP14通过TRIM14/USP14/GPX4轴维持GPX4稳定性以抵抗辐射诱导的铁死亡(ferroptosis)。研究人员通过CRISPR筛选和PDX模型证实，抑制USP14可显著增强放疗敏感性，并通过促进脂质过氧化和免疫激活实现协同抗肿瘤效应，为克服肝癌放疗抵抗提供了新靶点和临床转化策略。

　　

肝癌是全球癌症相关死亡的主要原因之一，尽管放疗技术不断进步，但肿瘤细胞的放射抵抗性仍是临床治疗失败的关键因素。这种抵抗性背后隐藏着复杂的分子机制，其中铁死亡——一种由脂质过氧化驱动的程序性细胞死亡形式——近年来被证实与放疗敏感性密切相关。然而，癌细胞如何通过分子调控网络逃避辐射诱导的铁死亡，至今仍是未解之谜。

中山大学附属第一医院的研究团队在《Cell Death and Disease》发表的重要研究，揭示了去泛素化酶USP14通过稳定抗氧化酶GPX4来维持肝癌细胞放疗抵抗性的全新机制。研究发现，辐射会触发TRIM14与GPX4结合并招募USP14，形成TRIM14/USP14复合体，特异性清除GPX4第48或118位赖氨酸上的K48连接多聚泛素链，从而阻止GPX4通过蛋白酶体降解。这种分子调控使得GPX4能够持续清除辐射诱导的脂质过氧化物，构建起强大的抗铁死亡防御系统。

研究采用了多项关键技术：基于CRISPR的DUB全基因组筛选鉴定关键靶点；患者来源异种移植(PDX)模型验证临床相关性；Ub-AMC水解实验检测去泛素化酶活性；脂质过氧化标志物BODIPY-581/591-C11和4-HNE染色评估铁死亡；GSH/GSSG比值和GPX4酶活检测分析氧化还原稳态；以及双侧肿瘤模型研究放疗的远端效应。

Augmented deubiquitination activity correlates with increased radioresistance in HCC cells
研究发现放射抵抗性HCC细胞和PDX模型中泛素水解酶活性显著升高。广谱抑制剂NEM处理可增强放疗敏感性，提示DUBs在放疗抵抗中起关键作用。

Analysis and identification of USP14 as a key DUB involved in HCC radioresistance
通过CRISPR筛选锁定USP14为关键DUB。基因敲除实验证实USP14缺失显著增强HCC细胞放疗敏感性，临床样本分析显示USP14高表达与患者不良预后相关。

Inhibition of USP14's deubiquitination activity enhances the radiosensitivity of HCC cells
催化失活突变体(C114A)丧失保护功能，特异性抑制剂IU1-47在体外和PDX模型中均显示出显著放疗增敏效果，证实USP14的酶活性是其功能基础。

Targeting and inhibition of USP14 enhances ferroptosis induced by RT
铁死亡抑制剂可逆转IU1-47的增敏效应，USP14缺失或抑制显著增加辐射诱导的脂质过氧化产物(4-HNE和MDA)积累，证实其通过调控铁死亡影响放疗敏感性。

USP14 modulates cellular defense mechanisms against ferroptosis via GPX4 following RT
机制研究发现USP14特异性维持GPX4蛋白稳定性而非其他铁死亡防御蛋白(SLC7A11/FSP1/GCH1)。GPX4降解导致GSH/GSSG比值失衡和酶活丧失，是铁死亡激活的关键。

USP14 cleaves K48-linked ubiquitination of GPX4 at either K48 or 118 following RT
免疫共沉淀证实辐射诱导USP14-GPX4相互作用。泛素化分析显示USP14特异性清除GPX4第48/118位点的K48连接泛素链，突变这些位点可阻断辐射诱导的GPX4降解。

USP14 targets GPX4 for deubiquitination in a TRIM14-dependent manner
TRIM14作为支架蛋白，在辐射后早期(0.5h)结合GPX4并招募USP14(1h)，形成三元复合物。在放射抵抗细胞中，TRIM14-GPX4结合呈持续性，使USP14能快速响应辐射应激。

Targeting and inhibition of USP14 amplifies RT-induced anti-tumor immunity via enhancing ferroptosis
IU1-47联合放疗显著提升肿瘤球和双侧模型中I型干扰素(IFN-β1)和CXCL10等免疫因子分泌，该效应可被铁死亡抑制剂DFO阻断，证实增强的铁死亡能促进放疗免疫激活。

这项研究首次阐明了TRIM14/USP14/GPX4轴在肝癌放疗抵抗中的核心作用，揭示了辐射应激下癌细胞通过动态去泛素化维持氧化防御的新范式。临床转化方面，研究证实FDA批准的USP14抑制剂IU1-47可有效克服放疗抵抗，其双重作用机制——既增强肿瘤细胞内在的铁死亡敏感性，又促进抗肿瘤免疫应答——为肝癌综合治疗提供了新思路。特别值得注意的是，在放射抵抗细胞中预存的TRIM14-GPX4复合物可能成为预测USP14靶向治疗响应的生物标志物。该研究不仅为理解放疗抵抗提供了新视角，也为开发基于铁死亡调控的联合治疗策略奠定了理论基础。