Hsp90 C端结构域抑制通过破坏GPX4-VDAC1相互作用促进铁死亡：揭示肝癌治疗新靶点的分子机制

研究人员针对肝癌（HCC）治疗中铁死亡（ferroptosis）诱导效率低的问题，聚焦Hsp90 C端结构域（CTD）与GPX4-VDAC1通路的调控关系。通过抑制Hsp90α CTD，发现其可促进GPX4通过LC3/P62介导的自噬降解，进而增强VDAC1羰基化（carbonylation）和寡聚化（oligomerization），最终导致HMOX1释放和铁过载（iron overload），显著提升肝癌细胞铁死亡敏感性。该研究发表于《Redox Biology》，为靶向Hsp90-CTD/GPX4/VDAC1轴治疗肝癌提供了新策略。

　　

肝癌是全球致死率最高的恶性肿瘤之一，其治疗面临化疗耐药和靶向治疗响应率低的困境。近年来，铁死亡（ferroptosis）——一种由铁依赖性脂质过氧化（lipid peroxidation）驱动的细胞死亡方式，因其能直接杀伤肿瘤细胞并增强药物敏感性而成为研究热点。然而，如何精准调控铁死亡的关键分子通路仍是未解难题。南方医科大学的研究团队在《Redox Biology》发表的研究，揭示了热休克蛋白90（Hsp90）C端结构域（CTD）通过调控谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）和电压依赖性阴离子通道蛋白1（VDAC1）的相互作用，成为诱导肝癌细胞铁死亡的关键开关。

研究团队采用CCK-8检测细胞活力、透射电镜观察线粒体形态、免疫共沉淀（Co-IP）分析蛋白互作、羰基化蛋白印迹、线粒体分离技术及裸鼠移植瘤模型等关键技术，结合临床肝癌组织样本（来自南方医院肝胆外科10例配对样本）和TCGA数据库分析，系统阐明了Hsp90α CTD抑制诱导铁死亡的分子机制。

3.1 Hsp90 C端抑制剂NB特异性诱导肝癌细胞铁死亡
研究发现Hsp90 CTD抑制剂Novobiocin（NB）而非N端抑制剂STA9090，能显著降低GPX4蛋白水平，引发线粒体嵴减少等铁死亡特征性改变。脂质组学证实NB处理组肿瘤组织中多不饱和脂肪酸（PUFA）类磷脂（如PC、PE）显著积累，而铁死亡抑制剂Fer-1和铁螯合剂DFO可逆转NB的细胞毒性。

3.2 Hsp90α与GPX4的高表达预示肝癌不良预后
TCGA数据分析显示，GPX4和Hsp90α在晚期肝癌组织中表达升高且与患者生存期负相关。临床样本验证二者存在正相关性，提示其协同促进肝癌进展的潜在作用。

3.3 GPX4与Hsp90α CTD的直接结合维持其稳定性
分子对接和免疫荧光证实GPX4特异性结合Hsp90α CTD（而非N端）。CTD缺失或NB处理会破坏二者结合，导致GPX4通过LC3/P62介导的自噬途径降解，而溶酶体抑制剂CQ可阻断该过程。

3.5 VDAC1-K274位点羰基化驱动寡聚化
当GPX4-VDAC1相互作用减弱时，VDAC1第274位赖氨酸（K274）发生羰基化修饰，促进其寡聚化。酶活缺失突变体GPX4-U73A或VDAC1-K274R质粒转染均能模拟该效应，而抗氧化剂NAC和铁死亡抑制剂Fer-1可阻断此过程。

3.6 寡聚化VDAC1通道介导HMOX1释放引发铁过载
蛋白质组学筛选发现，线粒体HMOX1通过VDAC1寡聚孔道释放至胞质是铁死亡的关键步骤。VBIT4（VDAC1寡聚化抑制剂）能阻断HMOX1释放，逆转NB诱导的铁死亡和肿瘤抑制效应。

3.8 靶向干预的临床转化价值
动物实验证实NB通过VDAC1寡聚化依赖的铁死亡途径抑制肿瘤生长，而VBIT4可拮抗该作用。免疫组化显示NB处理组肿瘤中脂质过氧化标志物4-HNE升高，GPX4表达降低。

这项研究首次阐明Hsp90α CTD-GPX4-VDAC1轴调控铁死亡的级联机制：CTD抑制→GPX4降解→VDAC1羰基化→寡聚化→HMOX1释放→铁过载。不仅揭示了蛋白质翻译后修饰（羰基化）与离子通道（VDAC1）功能调控的交叉对话，更为肝癌治疗提供了联合靶向Hsp90 CTD和VDAC1寡聚化的新策略。值得注意的是，该研究发现的GPX4-VDAC1互作位点（K274）为开发特异性诱导铁死亡的小分子药物提供了精确靶标。