棕榈酰化阻止B7-H4溶酶体降解维持肿瘤免疫逃逸

Palmitoylation prevents B7-H4 lysosomal degradation sustaining tumor immune evasion.

作者信息Yijian Yan, Jiali Yu, Weichao Wang, Ying Xu, Kole Tison, Rongxin Xiao, Sara Grove, Shuang Wei, Linda Vatan, Max Wicha, Ilona Kryczek, Weiping Zou
PMID40341398
发布时间2025-05-08
DOI10.1038/s41467-025-58552-5

实验完整度

高

包含体外细胞系、小鼠同种移植肿瘤模型、患者卵巢癌组织及多种功能与机制验证

主要模型

人乳腺癌细胞系MDA-MB-468、T-47D、SK-BR-3、MCF7 小鼠乳腺癌细胞系4H11、4T1、Py230、MMTV-PyMT 小鼠同种移植肿瘤模型(C57BL/6、BALB/c、FVB/NJ) 人高级别浆液性卵巢癌患者组织样本

重点核对

动物模型:4H11(3×10^6细胞)、4T1、PyMT(2×10^6细胞)、CT26(1×10^5细胞)皮下接种于相应品系雌鼠 Abemaciclib体内给药:75 mg/kg溶于20% PEG400,口服灌胃,每2天一次 CD8+ T细胞清除:anti-CD8 mAb 10 mg/kg腹腔注射,每3天一次 体外处理:2-BP 100 μM、abemaciclib 1 μM、bafilomycin A1 100 nM、E64d 20 μM+pepstatin A 10 μM处理24 h 溶酶体抑制剂与蛋白酶体抑制剂对照:bafilomycin A1/E64d+pep A vs MG132

摘要

B7-H4在肿瘤微环境(TME)中作为免疫检查点发挥作用。然而,B7-H4的翻译后修饰(PTM)及其在癌症中的转化潜力仍不完全清楚。我们发现,锌指DHHC型棕榈酰转移酶ZDHHC3在乳腺癌细胞中催化B7-H4在Cys130位点发生棕榈酰化,阻止其溶酶体降解并维持B7-H4介导的免疫抑制。在肿瘤中敲低ZDHHC3可导致强烈的抗肿瘤免疫并减缓小鼠模型中的肿瘤进展。此外,CDK4/6抑制剂abemaciclib可启动溶酶体激活,并以不依赖肿瘤细胞周期的方式促进B7-H4的溶酶体降解。在临床前肿瘤模型中,abemaciclib处理可诱导B7-H4降解,从而激活T细胞并减轻B7-H4介导的免疫抑制。因此,B7-H4棕榈酰化是控制B7-H4蛋白稳定性的重要PTM,abemaciclib可能被重新用于促进B7-H4降解,从而治疗B7-H4表达的肿瘤患者。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
B7-H4的翻译后修饰如何调控其蛋白稳定性,以及能否通过靶向该修饰增强抗肿瘤免疫?
核心机制
ZDHHC3催化B7-H4在Cys130位点棕榈酰化,阻止其溶酶体降解,维持细胞膜B7-H4表达和免疫抑制功能;abemaciclib通过增强溶酶体生物合成促进B7-H4溶酶体降解,且不依赖CDK4/6抑制。
主要证据
在多种乳腺癌细胞中通过ABE和Click-iT验证B7-H4棕榈酰化;质谱鉴定Cys130位点;ZDHHC3敲低/过表达改变B7-H4蛋白水平;2-BP处理促进溶酶体依赖性降解;abemaciclib在体外和体内降低B7-H4蛋白、增加CD8+ T细胞浸润和IFN-γ产生、抑制肿瘤生长。
研究意义
B7-H4棕榈酰化是控制其蛋白稳定性的重要PTM;abemaciclib可能被重新用于促进B7-H4降解,治疗B7-H4表达的肿瘤患者。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立B7-H4表达肿瘤模型并验证免疫抑制功能

明确内源性B7-H4在免疫健全小鼠肿瘤模型中的免疫抑制作用

建立4H11(WT和B7-H4-KO)及4T1(EV和B7-H4-OE)皮下肿瘤模型,比较肿瘤生长和肿瘤浸润CD8+ T细胞表型;用anti-CD8 mAb清除CD8+ T细胞。

2

筛选调控B7-H4蛋白稳定性的翻译后修饰

鉴定哪种PTM调控B7-H4蛋白稳定性

在MDA-MB-468细胞中用多种PTM抑制剂处理,流式检测B7-H4-GFP信号;用2-BP、palmostatin B、cerulenin处理多种乳腺癌细胞,免疫印迹检测B7-H4。

3

验证B7-H4棕榈酰化及溶酶体降解机制

确认B7-H4是否被棕榈酰化以及棕榈酰化缺陷是否导致溶酶体降解

ABE法和Click-iT检测B7-H4棕榈酰化;CHX chase分析蛋白半衰期;溶酶体/蛋白酶体抑制剂 rescue实验;细胞表面B7-H4检测。

4

鉴定棕榈酰转移酶ZDHHC3及修饰位点Cys130

确定催化B7-H4棕榈酰化的酶和关键氨基酸位点

质谱鉴定棕榈酰化位点;构建Cys→Ala突变体进行ABE;筛选23种PATs的mRNA表达;ABE筛选和Co-IP验证ZDHHC3与B7-H4相互作用;ZDHHC3敲低/过表达检测B7-H4蛋白。

5

验证ZDHHC3敲低对体内肿瘤免疫的影响

明确ZDHHC3通过稳定B7-H4抑制抗肿瘤免疫

4H11细胞敲低ZDHHC3后皮下接种免疫健全小鼠,检测肿瘤生长和肿瘤浸润CD8+ T细胞表型。

6

验证abemaciclib促进B7-H4溶酶体降解

确定abemaciclib是否通过增强溶酶体功能降解B7-H4且不依赖CDK4/6

LysoTracker检测溶酶体丰度;RNA-seq分析溶酶体相关基因;免疫印迹检测B7-H4;CHX chase;溶酶体抑制剂rescue;比较abemaciclib、palbociclib、ribociclib效果;nocodazole同步细胞周期。

7

验证abemaciclib体内抗肿瘤免疫效果

明确abemaciclib在体内降低B7-H4蛋白、增强抗肿瘤免疫并抑制肿瘤生长

MMTV-PyMT和CT26(EV或B7-H4-OE)皮下肿瘤模型,abemaciclib口服给药,检测肿瘤生长、B7-H4蛋白和肿瘤浸润CD8+ T细胞。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
2-溴棕榈酸Sigma238422
棕榈酸酯酶BSigma178501
MG132Sigma474791
衣霉素Cayman Chemical11445
浅蓝菌素Cayman Chemical10005647
E-64dCayman Chemical13533
胃蛋白酶抑制剂ACayman Chemical9000469
巴弗洛霉素A1Cayman Chemical11037
帕博西利Cayman ChemicalPD0332991
瑞博西利Cayman Chemical17666
诺考达唑Cayman Chemical13857
阿贝西利SelleckchemS5716
15-叠氮十五烷酸Thermo Fisher ScientificC10265
HPDP-生物素Thermo Fisher ScientificA35390
阿尔玛蓝Thermo Fisher ScientificDAL1025
溶酶体红色探针DND-99Thermo Fisher ScientificL7528
荧光素葡聚糖Thermo Fisher ScientificD1845
pHrodoRed转铁蛋白偶联物Thermo Fisher ScientificP35376
阿贝西利--Verzenio
抗小鼠CD8抗体BioXCellBE0117
免疫球蛋白GBioXCellBE0090
DMEM培养基Gibco11965-092
胎牛血清Gibco10082147
青霉素-链霉素Gibco15140122
RPMI 1640培养基----
兔抗B7-H4抗体Abcamab209242
兔抗Actin抗体Cell Signaling Technology4967
小鼠抗Flag抗体GenescriptA01429-100
兔抗Tubulin抗体Cell Signaling Technology2144
小鼠抗GAPDH抗体Santa Cruzsc-32233
兔抗Vinculin抗体Cell Signaling Technology4650
兔抗Na,K-ATPase α1抗体Cell Signaling Technology3010
HRP标记二抗Vector LaboratoriesPI-9400-1, PA-9200-1.5
Clarity和Clarity Max Western ECL印迹底物Bio-Rad1795060
硝酸纤维素膜BioRad1620145
1× RIPA裂解液Thermo Fisher Scientific89900
Halt蛋白酶抑制剂混合物Thermo Fisher Scientific78429
Pierce BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific23225
上样缓冲液Thermo Fisher Scientific1610747
Pierce细胞表面生物素化与分离试剂盒Thermo Fisher ScientificA44390
NeutrAvidin琼脂糖Thermo Fisher Scientific29201
Pierce抗DYKDDDDK磁珠Thermo Fisher ScientificA36797
Protein A/G Plus琼脂糖Santa Cruzsc-2003
Pierce IP裂解液Thermo Fisher Scientific87787
Halt蛋白酶和磷酸酶抑制剂混合物Thermo Fisher Scientific78440
羟胺Thermo Fisher Scientific438227
N-乙基马来酰亚胺SigmaE3876
Click-iT蛋白反应缓冲液试剂盒Thermo Fisher ScientificC10276
链霉亲和素磁珠Thermo Fisher Scientific20347
小鼠CD45抗体BD BiosciencesClone 30-F11
小鼠CD90抗体BD BiosciencesClone 53-2.1
小鼠CD3抗体Thermo Fisher Scientific16-0031-82
小鼠CD8抗体BD BiosciencesClone 53-6.7
小鼠IFN-γ抗体BD BiosciencesClone XMG1.2
小鼠TNF-α抗体BD BiosciencesClone MP6-XT22
小鼠TCF-1抗体BD BiosciencesClone S33-966
小鼠TOX抗体MiltenyiClone REA473
Direct-zol RNA小量制备试剂盒Zymo ResearchR250
Direct-zol RNA小量制备试剂盒Zymo ResearchR2050
RevertAid第一链cDNA合成试剂盒Thermo Fisher ScientificK1621
SYBR Green PCR预混液Invitrogen4309155
Lipofectamine 3000转染试剂Thermo Fisher ScientificL3000015
嘌呤霉素GoldBioP-600-100
Ficoll分离液StemCell07851
lentiCRISPR v2载体Addgene52961
pHIV-EGFP载体Addgene21373

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型与肿瘤建立
细胞接种数量(4H11 3×10^6、PyMT 2×10^6、CT26 1×10^5)、小鼠品系和周龄、皮下接种部位
阅读提示:Methods 'Animal models and tumor establishment'及对应Figure legends
Abemaciclib体内给药
剂量75 mg/kg、溶剂20% PEG400、给药途径口服灌胃、给药频率每2天一次、起始时间接种后3天
阅读提示:Methods 'Animal models and tumor establishment'及Fig. 5 legend
CD8+ T细胞清除
anti-CD8 mAb 10 mg/kg、isotype 10 mg/kg、腹腔注射、接种后7天开始、每3天一次
阅读提示:Methods 'Animal models and tumor establishment'及Fig. 1n legend
体外药物处理
2-BP 100 μM、abemaciclib 1 μM、palbociclib 1 μM、ribociclib 1 μM、nocodazole 1 μM、处理时间24 h;bafilomycin A1 100 nM、E64d 20 μM、pepstatin A 10 μM
阅读提示:Methods 'Reagents'及Fig. 2、Fig. 4 legends
棕榈酰化检测(ABE和Click-iT)
2-BP处理浓度100 μM和时间24 h;15-Azidopentadecanoic Acid 100 μM处理6 h
阅读提示:Methods 'Acyl-biotin-exchange Assay'和'Click-iT Assay'及Fig. 2g,h legend
CHX chase实验
CHX浓度(文中未明确说明)、abemaciclib 1 μM、2-BP 100 μM、检测时间点
阅读提示:Methods 'Reagents'及Fig. 2i,j、Fig. 4g legends
流式细胞术检测肿瘤浸润免疫细胞
抗体克隆号、刺激条件(PMA 5 ng/ml、ionomycin 500 ng/ml、Brefeldin A 1:1000、Monensin 1:1000、37°C 4 h)
阅读提示:Methods 'Flow cytometry analysis (FACS)'及Fig. 1、Fig. 3、Fig. 5 legends