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免疫原性細胞死亡（ICD）是(shi)一種能够激活宿主持久性抗肿瘤免疫應答的調控性細(xi)胞死亡方式。其核心特征(zheng)表現為通過释放损伤相關分子模(mo)式（DAMPs）吸引免疫細(xi)胞攻擊肿瘤，因此成為癌症治疗(liao)领域的(de)研究熱點。然而，目前大多数化疗药(yao)物主要通過直接杀伤癌細胞來发挥作(zuo)用，而如(ru)何有效激活機體的抗癌免疫反應仍(reng)然是一個重大挑战。盡(jin)管(guan)一些ICD誘导剂已被(bei)證實能(neng)够通過自噬途径触发ICD，但负責自噬介导的ICD的(de)具體分子靶點尚未(wei)阐明。
2025年4月25日，廣(guang)西師範大(da)學化學與药學學院黄克斌/梁宏教授團隊在Journal of the American Chemical Society (IF 14.4) 在線发表了題為“Oxoisoaporphine Alkaloid Iridium(III) Derivative: An Immunogenic Cell Death Inducer That Engages the Autophagy-Dependent Regulator Cathepsin D”的研究论文。该研究通過熱蛋白(bai)質組(zu)學(TPP)技術鉴定新(xin)型的铱(III)配合物2a的主要靶蛋白，发(fa)現该配合物與溶(rong)酶體蛋白酶組織蛋白酶D（Cat D）相互作用(yong)，並通過抑製Cat D活性，激活LKB1-AMPK-ULK1信號轴，進而誘导自噬依赖性ICD，並(bing)在體内外展現出顯著的抗肿(zhong)瘤效果。这一发現(xian)不仅為自噬介导(dao)的ICD提供了新(xin)的见解，也為基於金屬配合物的新型抗(kang)癌疗法開发奠(dian)定了基礎。
研究材料
小鼠三阴性乳腺癌(TNBC)細胞系（4T1）（2a孵育組vs對照組，n=2）分別進行温(wen)度梯度（37℃、42℃、47℃、51℃、55℃、59℃、63℃、67℃）處理
研究方法
熱蛋白質組學(TPP)技術
文章亮點
创新型ICD誘导剂2a：引入(ru)氧代异阿朴啡生(sheng)物碱（La），新型铱(III)配合物2a展現出(chu)優异的細胞毒(du)性和ICD誘导活性;
发現關键靶點CatD：首次利用熱蛋白組學技術揭(jie)示(shi)CatD是2a誘(you)导自(zi)噬依赖性ICD的主(zhu)要作用靶點;
自噬依赖性ICD新機製：2a通過抑(yi)製CatD激活(huo)相關信號(hao)通路，揭示了Cat D在自噬依赖(lai)性(xing)ICD中的關键(jian)作用(yong)。
重要成果
一、新型ICD誘导剂的(de)開发與(yu)功能評价
作者此前報道了一種環金屬化(hua)铱（III）配合物（1a），其通過BiP蛋白誘导ICD，本研究在在(zai)保留1a的N-雜(za)環卡宾（NHC）配體和铱（III）中(zhong)心(xin)的基礎上，將苯基吡啶配體替(ti)换為氧代(dai)异阿朴啡生物碱（La），以增強π共轭效應和生物(wu)活性，以此設計並合成了(le)一種新型铱(yi)（III）配合物2a。體外細胞(bao)毒(du)性實驗发現2a對多種TNBC細(xi)胞系均(jun)表現出顯著抑製作用。接着，作者檢測(ce)了ICD關(guan)键分子標志物（CRT暴露、ATP和HMGB1释放），證實(shi)2a在TNBC細胞中具有顯著的ICD誘导(dao)能(neng)力，且其活性優於1a及對照(zhao)化(hua)合物（圖1）。
圖1：TNBC細胞中2a誘导ICD相關DAMPs
二、體内實驗表明2a誘导ICD触发抗肿瘤免疫反應
研究人員在免(mian)疫健(jian)全的BALB/c小鼠中進行的體内疫苗接種實驗評(ping)估2a誘导ICD介导的抗肿瘤免疫效果。結果顯示，2a處理的癌細胞能够顯著(zhu)延(yan)迟肿瘤的再次生长，與順铂(OXA)相比，2a組中有更(geng)高比例的小鼠保(bao)持无肿瘤状態，並且在(zai)實驗結束時，2a組小鼠的肿瘤體积明顯小於對照組和OXA組（圖2）。此外，所有小鼠在整個實驗過程(cheng)中體重保持(chi)稳定，表明(ming)2a在有效抑製肿瘤(liu)的同時，對小鼠的整體健康状况没(mei)有顯著负面影(ying)響。
圖2：體内(nei)實驗揭示2a抗肿瘤免疫(yi)
為(wei)了深入了解體内免疫反應與肿瘤進展(zhan)之間的關系，研究人員(yuan)使用質谱流式細胞術分析了不同處理組小鼠體内多種免疫細胞的分(fen)布差异。結果顯示，2a處理組(zu)的(de)小鼠在肿瘤組織、脾脏、淋巴結和外周血液中(zhong)均(jun)顯示出更高的CD8+ T細胞(bao)激活水平以及更強(qiang)的細胞毒性，促進了組織驻留記忆T細胞形成、同(tong)時顯著抑製調節性T細胞（Treg）浸润。总而言之，2a通過誘导ICD重塑肿瘤免疫微環境，触发了強大的抗肿瘤免疫反應，其效果優於(yu)傳統的(de)ICD誘导剂OXA。
三、2a與抗PD1聯合治疗协同(tong)抗肿瘤
研究人員進一步(bu)評估了2a在攜带4T1肿瘤的BALB/c小鼠模型(xing)中的治疗效果。小(xiao)鼠(shu)分別接受OXA、抗PD-1、2a或2a與抗PD-1聯合治疗。結果顯示，2a表現(xian)出顯著的抗肿(zhong)瘤活性，其(qi)中2a與抗PD-1聯合使用顯著增強了抗肿瘤效果，其肿瘤生长抑製率(IRT)高於任何單(dan)药治疗組（圖3C），表明兩者(zhe)之間存在协同作用。聯(lian)合治疗組的肿瘤體积最小(xiao)（圖3D），進一步證實了2a與抗PD-1的协同抗肿瘤作用。
圖3：2a與抗PD1聯合治疗协同(tong)抗肿瘤
四、熱蛋白質組分析2a的主要靶蛋白
為(wei)了深入解析2a誘导ICD的分子機製，作者采用熱蛋白質組分析(xi)(TPP)方法，將4T1細胞(bao)裂解液與2a孵育，並進行温度梯度處理結合質谱分析確定其(qi)熱稳定性增加或降低的(de)潜在靶蛋白，包(bao)括Cat D、PRDX1、MCM5和COPG1（圖4C）。通過細胞熱轉移實驗(CETSA)和等(deng)温剂量-反(fan)應(ying)分析(ITDR)驗證(zheng)了Cat D為潜在的靶蛋(dan)白(圖4E-F)。2a與Cat D分子對接結果（圖4K-L）進一(yi)步(bu)證明2a能够與Cat D的活性口袋中的(de)關键氨基酸残基相互作用(yong)，引(yin)起蛋白構象變化(hua)。
圖4：2a與Cat D的相互作用研究
五、2a通過抑製Cat D誘导自噬
研究人員随后證實了2a能够誘(you)导自(zi)噬。2a處理的細胞顯示出(chu)明顯的自噬小體增(zeng)加（圖5A），同時，用(yong)自噬(shi)抑製剂3-MA(3-甲基腺嘌呤)處理細(xi)胞后，2a 處理細胞的存活率呈剂(ji)量依赖性(xing)增加(圖5C)。正如预期，2a通過下(xia)調(diao)p-mTOR和p-ULK1（S757）並(bing)上調p-AMPK触发自噬(shi)，自噬標志蛋白LC3-II水平也以時間依赖的方式增加（圖5D)。而Cat D抑(yi)製剂(ji)pepstatin A和myricitrin也呈現類(lei)似效應，这些結果(guo)表明2a具有独(du)特的CatD-自噬通路激活機製。总之，2a通過抑(yi)製Cat D激活LKB1-AMPK-ULK1信號轴，進(jin)而誘导自噬依赖性細胞死亡。
圖5：2a誘导的自噬效應
研究結论
綜上所述，研究人員設計了一種新型(xing)的铱(yi)（III）配合物2a，通過熱(re)蛋白質組學技術发現2a的靶(ba)蛋白CatD，其作用機製(zhi)通過抑製CatD激活LKB1-AMPK-ULK1信(xin)號通路，進而誘导自噬依赖性ICD，並證實了(le)Cat D抑製(zhi)在自噬依赖性(xing)ICD誘导中的普(pu)遍性，為(wei)開发新型(xing)ICD誘导剂提供(gong)了新的思路。
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參考文献
[1] HU C, ZHANG J, CUI R, et al. The enhancement effect of small molecule Lyb24 reveals AzoR as a novel target of polymyxin B [J]. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2023.
