ATF7IP通过双重调控CYB5R2转录和PARK7蛋白稳定性抑制索拉非尼诱导的肝细胞癌铁死亡

本研究针对肝细胞癌(HCC)患者对一线药物索拉非尼(Sorafenib)产生耐药性的临床难题，揭示了ATF7IP-SETDB1复合物通过表观沉默CYB5R2转录降低Fe2+水平，同时稳定抗氧化蛋白PARK7维持转硫途径(transsulfuration pathway)产生GSH的双重机制抑制铁死亡(ferroptosis)。该发现为克服索拉非尼耐药提供了新靶点，对肝癌联合治疗策略开发具有重要指导意义。

　　

肝细胞癌是全球癌症相关死亡的主要原因之一，晚期患者五年生存率不足20%。索拉非尼作为一线靶向治疗药物，其临床疗效常因原发性或获得性耐药而受限。近年研究发现，索拉非尼可通过抑制胱氨酸/谷氨酸转运体SLC7A11诱发铁死亡——一种铁依赖性脂质过氧化驱动的程序性细胞死亡形式。然而，肿瘤细胞抵抗铁死亡的具体分子机制尚未完全阐明，这成为提高索拉非尼疗效的关键科学问题。

天津医科大学的研究团队通过表观遗传因子CRISPR/Cas9文库筛选，首次发现转录激活因子7相互作用蛋白(ATF7IP)在索拉非尼耐药中起关键作用。研究人员系统揭示了ATF7IP通过双重分子机制抑制铁死亡：一方面与SET结构域分叉组蛋白赖氨酸甲基转移酶1(SETDB1)形成复合物，催化组蛋白H3第9位赖氨酸三甲基化(H3K9me3)沉默细胞色素b5还原酶2(CYB5R2)基因转录，减少促铁死亡的Fe²⁺积累；另一方面直接结合并稳定帕金森病相关去糖化酶(PARK7)，维持转硫途径产生谷胱甘肽(GSH)抵抗氧化应激。该研究发表于氧化还原生物学领域权威期刊《Redox Biology》，为肝癌联合治疗提供了新靶点。

关键技术方法包括：1）CRISPR/Cas9文库筛选鉴定耐药相关表观遗传因子；2）RNA-seq分析差异表达基因；3）染色质免疫共沉淀(ChIP-qPCR)验证靶基因表观调控；4）免疫共沉淀(Co-IP)和质谱分析蛋白互作网络；5）皮下移植瘤模型评估体内治疗效果。

研究结果显示：ATF7IP缺陷显著增强索拉非尼诱导的铁死亡。通过MTT实验和Calcein-AM/PI双染证实，ATF7IP敲除使HepG2细胞对索拉非尼的IC₅₀降低2.3倍，细胞死亡率增加68%。透射电镜观察到典型铁死亡特征——线粒体嵴减少，同时检测到脂质ROS升高和GSH耗竭。铁死亡抑制剂DFO和Fer-1可逆转该表型。

ATF7IP-SETDB1复合物通过表观沉默CYB5R2抑制铁死亡。RNA-seq联合分析发现，ATF7IP/SETDB1敲除共同上调240个基因，其中CYB5R2（参与Fe²⁺生成）表达变化最显著。ChIP-qPCR证实复合物直接结合CYB5R2启动子区并催化H3K9me3修饰。CYB5R2敲除使ATF7IP缺陷细胞的Fe²⁺水平降低41%，显著缓解铁死亡。

ATF7IP通过稳定PARK7激活转硫途径。质谱和Co-IP鉴定出ATF7IP与PARK7存在直接相互作用。ATF7IP敲除使PARK7蛋白半衰期从9.2小时缩短至4.5小时，而mRNA水平不变。补充PARK7或转硫途径底物同型半胱氨酸(Hcy)，可使GSH水平恢复至对照组的85%，有效抑制铁死亡。

动物实验证实治疗价值。在裸鼠移植瘤模型中，ATF7IP敲除使索拉非尼治疗的肿瘤体积缩小62%，重量减轻57%。免疫组化显示肿瘤组织CYB5R2表达上调2.1倍而PARK7下调67%，Ki-67阳性细胞减少73%，证实靶向ATF7IP可增强索拉非尼疗效。

该研究首次阐明ATF7IP通过"表观调控-蛋白稳态"双重通路抑制铁死亡的新机制：核内与SETDB1协同沉默CYB5R2转录控制铁代谢，胞质通过稳定PARK7维持抗氧化防御。这不仅为理解表观遗传调控与氧化应激的交叉对话提供新视角，更启示ATF7IP抑制剂与索拉非尼联用的临床转化潜力。值得注意的是，PARK7在神经退行性疾病中的重要作用提示ATF7IP可能在中枢神经系统疾病中也有广泛功能，这为后续研究开辟了新方向。研究采用的CRISPR筛选与多组学联用策略，也为探索其它癌症耐药机制提供了方法学参考。