PRMT5通过精氨酸甲基化调控ACSL4稳定性抑制肾癌铁死亡的机制研究

为解决肾细胞癌(RCC)治疗中免疫疗法耐药性问题，研究人员开展PRMT5-ACSL4调控铁死亡机制研究。通过筛选765种表观遗传化合物，发现PRMT5抑制剂(PRMT5is)显著促进RCC细胞铁死亡。研究发现PRMT5通过催化ACSL4精氨酸549位点(R549)对称二甲基化(SDMA)，促进UBR5介导的泛素化降解，从而抑制脂质过氧化和铁死亡。该研究为肾癌联合免疫治疗提供新靶点，PRMT5抑制剂GSK3326595与抗PD-1联用显著增强抑瘤效果。

　　

肾癌作为泌尿系统高发恶性肿瘤，近年来发病率持续上升，约30%患者确诊时已发生转移。尽管靶向联合免疫治疗取得进展，但耐药性问题仍是临床重大挑战。铁死亡——一种由脂质过氧化驱动的新型细胞死亡方式，因其独特机制成为肿瘤治疗研究热点。其中ACSL4（酰基辅酶A合成酶家族成员4）通过将多不饱和脂肪酸(PUFA)整合至细胞膜磷脂，被认为是决定铁死亡敏感性的关键分子。然而，ACSL4在肾癌中的调控机制尚不明确。

徐州医科大学附属医院的研究团队通过高通量表观遗传化合物筛选，首次揭示蛋白精氨酸甲基转移酶5(PRMT5)通过精氨酸甲基化调控ACSL4稳定性的分子机制。研究发现PRMT5抑制剂可显著增强肾癌细胞对铁死亡的敏感性，联合PD-1阻断剂在动物模型中展现协同抗肿瘤效应。该成果发表于《Research》杂志，为肾癌治疗提供新型联合治疗策略。

研究采用表观遗传化合物库筛选（765种化合物）、质谱分析（鉴定ACSL4甲基化位点）、免疫共沉淀（验证PRMT5-ACSL4相互作用）、组织微阵列（286例肾癌患者样本分析）及异种移植模型（BALB/c裸鼠）等技术手段。临床样本分析显示PRMT5高表达与患者不良预后显著相关。

【PRMT5抑制肾癌细胞铁死亡】

通过RSL3诱导的铁死亡模型筛选发现，PRMT5抑制剂显著降低786-O和ACHN细胞活力（P<0.01）。透射电镜显示PRMT5敲除导致线粒体嵴减少、膜电位下降（JC-1检测红/绿荧光比降低50%），而铁死亡抑制剂Fer-1可逆转该效应。

【PRMT5结合并降解ACSL4】

质谱鉴定出25个潜在PRMT5底物，仅ACSL4在PRMT5抑制后表达升高。免疫共沉淀证实PRMT5与ACSL4直接结合（Co-IP效率>3倍），蛋白酶体抑制剂MG132可阻断PRMT5介导的ACSL4降解（半衰期延长至12小时）。

【R549位点甲基化调控机制】

质谱发现ACSL4-R549保守位点发生SDMA修饰。构建R549K突变体证实该位点甲基化促进UBR5结合（结合效率降低70%），通过K48连接的多聚泛素化（非K63型）导致ACSL4降解。CDK1抑制剂Ro-3306实验表明，R549甲基化通过增强S447磷酸化促进UBR5招募。

【临床转化价值】

组织微阵列显示PRMT5与meR549-ACSL4水平正相关（r=0.62，P<0.001），高表达患者5年生存率降低40%。动物实验中，PRMT5抑制剂GSK3326595使肿瘤体积缩小58%（P<0.001），与抗PD-1联用可增加CD8⁺T细胞浸润（Granzyme B表达提升2.1倍）。

该研究首次阐明PRMT5-ACSL4甲基化轴调控肾癌铁死亡的分子机制：PRMT5催化ACSL4-R549对称二甲基化，通过CDK1/UBR5通路促进其泛素化降解，从而抑制脂质过氧化。相较于既往报道的CARM1介导ACSL4-R339不对称甲基化，本研究揭示了SDMA修饰在铁死亡调控中的新功能。值得注意的是，PRMT5抑制剂GSK3326595（已进入II期临床试验）与免疫检查点阻断的协同效应，为克服肾癌免疫治疗耐药提供了极具转化潜力的联合治疗方案。