UFMylation修饰调控HIF1α稳定性：缺氧肿瘤抗PD-1联合治疗的新靶点

（编辑推荐）本研究揭示UFMylation（泛素样修饰）通过拮抗HIF1α泛素化降解维持其稳定性，促进肿瘤缺氧微环境适应。UBA5抑制剂可阻断该通路，显著增强抗PD-1疗法效果，为克服免疫治疗耐药提供新策略。

　　

缺氧信号通路的守护者：UFMylation对HIF1α的调控机制

缺氧环境下的UFMylation功能

研究团队发现，在1%低氧条件下，敲除UFMylation核心基因（UFL1、UFM1或UBA5）显著抑制MDA-MB-231细胞的生长和软琼脂克隆形成能力。RNA测序分析显示，UFL1缺失导致6个缺氧相关通路显著富集，而HIF1α蛋白稳定性降低却不影响其mRNA表达。值得注意的是，这种调控具有氧浓度依赖性——在常氧条件下，UFL1敲除对细胞周期和DNA复制相关蛋白（如PCNA、CDK4、CCND1）无显著影响。

HIF1α：UFMylation的新底物

通过质谱分析，团队首次鉴定HIF1α是UFMylation的直接作用靶点。在HEK293T细胞中，外源表达的HIF1α可被UFM1单修饰（mono-UFMylation），这种修饰依赖于UFM1第69位赖氨酸（K69）。进一步发现人类HIF1α的K674、K682和K721是UFM1共价结合的关键位点，而UFSP2（去UFMylation酶）能逆转这一修饰。构建的三位点突变体HIF1α^3KR显示，缺陷型UFMylation显著降低HIF1α稳定性。

稳定性调控的双向开关机制

在分子机制层面，UFL1缺失会增强HIF1α与p53的结合，促进其通过泛素-蛋白酶体途径降解。这种调控独立于经典的EGLN1/VHL通路——即便在VHL敲除细胞中，UFL1缺失仍能有效降低HIF1α水平。特别有趣的是，UFL1过表达可延长HIF1α半衰期（从2.1小时增至4.8小时），而p53过表达则产生相反效果。这种"跷跷板"式调控提示，UFMylation通过阻断p53介导的泛素化来维持HIF1α稳定。

动物模型中的治疗潜力

在免疫缺陷小鼠模型中，MDA-MB-231^KO-HIF1α^3KR细胞的成瘤能力显著减弱，肿瘤组织内CD31（血管标记物）表达降低。更引人注目的是，在免疫健全的C57BL/6J小鼠中，MC38^KO-Hif1α^3KR肿瘤对抗PD-1治疗的反应性显著增强，小鼠生存期延长。分子动力学模拟显示，UBA5抑制剂Compound 8.5通过其Zn²⁺-cyclen基团与UBA5的D183/E209形成静电作用，有效阻断UFM1结合。该抑制剂在体内实验中不仅降低HIF1α水平和肿瘤血管生成，还与抗PD-1抗体产生协同效应，使肿瘤内颗粒酶B（Gzmb）和Caspase-3表达显著升高。

临床相关性分析

乳腺癌组织芯片显示，UBA5表达与HIF1α呈显著正相关（r=0.301），且高UBA5表达患者预后较差。TCGA数据分析进一步揭示，UBA5基因拷贝数增益与乳腺癌缺氧评分呈正相关（P=1.0e-08）。有趣的是，缺氧本身可上调部分UFMylation基因（如C53、DDRGK1）的表达，形成正向反馈循环。

治疗前景与未解之谜

该研究不仅确立了UFMylation-HIF1α轴作为缺氧肿瘤的关键调控枢纽，更为重要的是，UBA5小分子抑制剂的成功应用为克服抗PD-1耐药提供了可行方案。然而，UFMylation如何精确调控p53活性，以及K69位点特异性在UFM1链延伸中的作用，仍是值得深入探索的科学问题。此外，UFMylation在其他病理生理条件（如感染、缺血性疾病）中对缺氧通路的调控，也将是未来研究的重要方向。