靶向USP18通过调控NCOA4去ISGylation和铁死亡克服肝细胞癌获得性耐药的研究

本研究针对肝细胞癌(HCC)靶向治疗耐药难题，发现去泛素化酶USP18通过介导核受体辅激活因子4(NCOA4)的去ISGylation(delSGylation)促进其降解，从而抑制索拉非尼诱导的铁死亡(ferroptosis)。中国药科大学团队通过高通量筛选鉴定出金丝桃苷(HYP)作为新型USP18抑制剂，可恢复NCOA4稳定性并增强索拉非尼/瑞戈非尼疗效，为克服HCC耐药提供了创新性联合治疗策略。该成果发表于《Cell Death and Disease》。

　　

肝细胞癌(HCC)是全球癌症相关死亡的第三大原因，索拉非尼作为首个获批的靶向药物，其临床疗效常因获得性耐药而受限。铁死亡作为一种新型程序性细胞死亡形式，虽被认为是克服耐药的新靶点，但具体调控机制尚不明确。中国药科大学研究团队发现，耐药HCC中泛素特异性蛋白酶18(USP18)异常高表达，通过独特的"去ISGylation-泛素化-降解"级联反应清除铁死亡关键调控因子NCOA4，揭示了STING/IRF3/ISG15轴介导的USP18积累是耐药形成的关键环节。该研究发表于《Cell Death and Disease》。

研究采用siRNA文库筛选、蛋白质组学、BLI结合实验等技术，基于80例HCC患者组织芯片和多种小鼠模型（包括原癌基因水动力转染模型），结合虚拟筛选和酶活性分析发现：1）USP18通过催化NCOA4去ISGylation暴露泛素化位点，促进其蛋白酶体降解，抑制铁死亡；2）索拉非尼激活STING/IRF3通路诱导ISG15表达，通过稳定USP18蛋白形成耐药正反馈；3）金丝桃苷特异性结合USP18的IBB1结构域，阻断NCOA4去ISGylation，使索拉非尼IC₅₀
降低3倍。

主要结果包括：1）耐药机制方面，蛋白质组学显示USP18过表达导致NCOA4下调2.1倍，Co-IP证实USP18直接结合NCOA4并催化其去ISGylation；2）调控通路上，IRF3与ISG15启动子结合评分达9.8分，STING抑制剂H151可逆转索拉非尼诱导的USP18积累；3）治疗策略上，HYP与USP18结合解离常数K_D
=7.04μM，在动物模型中使肿瘤体积缩小58%。

该研究首次阐明USP18-NCOA4轴在HCC耐药中的核心作用，突破性地将ISGylation修饰与铁死亡调控相关联。临床意义在于：1）提供USP18表达作为耐药预测标志物（高表达患者中位生存期缩短247天）；2）开发HYP联合方案使瑞戈非尼适用人群扩大至肝功能异常患者；3）揭示STING通路双重角色，为靶向免疫调控提供新视角。研究提出的"酶活性抑制而非蛋白敲除"策略，在保留USP18抗感染功能的同时克服耐药，为肿瘤治疗提供范式转换。