Research progress on targeted protein S-palmitoylation modification in T cell immunotherapy
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摘要:
S-棕榈酰化是细胞内一种可逆且动态的蛋白质翻译后修饰，参与调控下游靶基因转录、表达以及信号转导，进而影响细胞生命活动。研究发现数千种人类蛋白质经历S-棕榈酰化修饰，表明S-棕榈酰化与疾病发生发展以及治疗之间存在很大程度的关联性。T细胞是机体抗肿瘤免疫的主力军，多种T细胞免疫相关蛋白受S-棕榈酰化调节。本文围绕S-棕榈酰化对T细胞信号转导的影响及在T细胞免疫疗法中的应用展开论述，为T细胞免疫治疗新靶点及多肽抑制剂的开发提供新思路。
Abstract:S-palmitoylation, a reversible and dynamic post-translational modification in cells, is involved in regulating the transcription and expression of downstream target genes as well as signal transduction, thereby affecting cell life activities. Studies have shown that thousands of human proteins undergo S-palmitoylation modification, suggesting that S-palmitoylation is closely related to the progression and treatment of diseases. T cells play central roles in anti-tumor immune responses. A variety of T cell immune-related proteins are regulated by S-palmitoylation. In the present study, we focus on the impact of S-palmitoylation on T cell signal transduction and its application in T cell immunotherapy, aiming to provide new ideas for the development of new targets and peptide inhibitors for T cell immunotherapy.
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Keywords:
- S-palmitoylation /
- DHHC /
- T cells /
- immunotherapy /
- peptide inhibitors
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S-棕榈酰化最初于20世纪80年代被发现，是存在于所有真核生物中的高度保守的蛋白质翻译后修饰，介导十六碳脂肪酰基通过不稳定的硫酯键连接到目的蛋白的半胱氨酸侧链上[1]。在哺乳动物中，S-棕榈酰化由23种命名为DHHC1~DHHC24（除DHHC10）的棕榈酰基转移酶催化[2]，其催化核心内具有共同的DHHC（Asp-His-His-Cys）基序。DHHC蛋白是具有至少4个跨膜螺旋的整合膜蛋白，它们具有不同的膜定位，其中一些主要在质膜中（DHHC5，DHHC20，DHHC23），一些主要在内质网中（DHHC1，DHHC6，DHHC11，DHHC24），还有一些主要在高尔基体中（DHHC3，DHHC7，DHHC15和DHHC18），除此之外的DHHC具有多个膜定位[3]。跨膜结构域胞质末端的半胱氨酸残基通常为棕榈酰化位点[4]。棕榈酰基首先从棕榈酰-CoA转移到DHHC基序中的保守半胱氨酸残基上，最终转移到底物蛋白的半胱氨酸残基上[5]。S-棕榈酰化可以被脱棕榈酰化酶逆转。已知的几种脱棕榈酰化酶均属于丝氨酸水解酶家族，包括酰基蛋白硫酯酶（acyl-protein thioesterase, APT）和棕榈酰蛋白硫酯酶（palmitoyl protein thioesterase, PPT），它们可以除去递送至溶酶体进行降解的蛋白质的棕榈酰基[6]。
1. T细胞免疫相关蛋白棕榈酰化调控T细胞活化
S-棕榈酰化对蛋白质的影响是多方面的。依赖于棕榈酰基显著的疏水性，S-棕榈酰化最常见也是最直接的作用是促进底物蛋白的膜定位。泛素化可以促进蛋白质从细胞表面逆行转运至细胞内部[7]，而S-棕榈酰化则在相反的方向上驱动多种重要的T细胞受体（T cell receptor, TCR）信号转导相关蛋白定位至膜或膜内脂筏[8]。S-棕榈酰化也会影响蛋白质稳定性，通常认为其调控的不是蛋白表达，而是蛋白靶向溶酶体的降解[9]。此外，S-棕榈酰化还会影响蛋白-蛋白相互作用（protein-protein interaction, PPI）和蛋白质聚集。免疫共沉淀（co-immunoprecipitation, CoIP）实验结果显示，棕榈酰化缺陷的细胞内DHHC21与淋巴细胞特异性蛋白酪氨酸激酶（lymphocyte-specific protein tyrosine kinase, Lck）的相互作用明显减弱。DHHC蛋白家族成员几乎都参与疾病发生和发展，在多种免疫和神经相关蛋白功能调控中发挥关键作用，最近也有研究表明脂质代谢和糖代谢也受到棕榈酰化修饰调控[10]。
1.1 TCR信号通路相关蛋白
T细胞在适应性免疫应答中发挥重要作用，不仅介导抗原特异性细胞免疫，还协助B细胞产生抗体，辅助免疫系统的其他细胞发挥功能。T细胞的发育和活化需要TCR信号转导[11]。TCR识别并结合其配体多肽/主要组织相容性复合物（peptide/major histocompatibility complex, pMHC），随后TCR/CD3复合物、辅助分子（CD4/CD8、CD2和CD28等）以及与TCR/CD3分子胞质区相关联的蛋白激酶（Lck和Fyn等）聚集形成免疫突触，导致Src和Syk家族蛋白酪氨酸激酶启动TCR信号转导级联，T细胞被活化。免疫突触中的CD4或CD8募集Lck，其磷酸化TCR/CD3复合物ζ链中基于免疫受体酪氨酸的活化基序（immunoreceptor tyrosine-based activation motifs, ITAMs）内的两个酪氨酸残基[12]。双重磷酸化的ITAMs招募ζ链相关蛋白激酶-70（zeta-chain-associated protein kinase-70, Zap-70）至TCR/CD3复合物。与ITAMs的结合触发Zap-70构象变化，使得其更容易在Y319被Lck磷酸化，随后导致Zap-70完全活化[13]。活化的Zap-70从ITAMs释放，磷酸化两个重要的衔接分子T细胞活化连接子（linker for activation of T cells, LAT）和包含SH2结构域的76 kD白细胞磷酸化蛋白（SH2-domain-containing leukocyte protein of 76 kD, SLP-76）[14]。LAT和SLP-76的磷酸化使下游很多信号蛋白组装成复合物，进一步传导TCR信号。包括丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase, MAPK）、白细胞介素-2诱导的T细胞激酶（interleukin-2-inducible T-cell kinase, Itk）、鸟嘌呤核苷酸转化因子家族成员Vav1、蛋白激酶C（protein kinase C, PKC）和磷脂酶 C γ1（phospholipase C gamma1, PLCγ1）在内的许多下游蛋白激酶被激活[11]，触发胞质内钙离子从内质网释放、与T细胞活化和细胞增殖等相关的转录应答[15]（如图1），以及幼稚CD4+ T细胞分化成不同的辅助性T细胞（helper T cell, Th）亚群，如Th1和Th2谱系。
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图 1 TCR信号通路和GPCR信号通路TCR信号通路和GPCR信号通路中的多种关键蛋白可以发生棕榈酰化，调控T细胞活化。“P”代表可发生磷酸化，“Palm”代表可发生棕榈酰化。TCR complex：T细胞受体复合物；MHC：主要组织相容性复合物；Lck：淋巴细胞特异性蛋白酪氨酸激酶；Zap-70：ζ链相关蛋白激酶-70；p38 MAPK：p38丝裂原活化蛋白激酶；LAT：T细胞活化连接子；PLCγ1：磷脂酶Cγ1；Vav：鸟嘌呤核苷酸转化因子；SLP-76：包含SH2结构域的76 kD白细胞磷酸化蛋白；JNK：Jun氨基末端激酶；Jun：活化蛋白-1转录复合物成员；Ras：大鼠肉瘤蛋白；Erk1/2：细胞外调节蛋白激酶1/细胞外调节蛋白激酶2；Fos：活化蛋白-1转录复合物成员；Itk：白细胞介素-2诱导的T细胞激酶；PIP2：磷脂酰肌醇4，5-二磷酸；IP3：肌醇1，4，5-三磷酸；DAG：二酰基甘油；RasGRP：Ras鸟嘌呤核苷酸释放蛋白；IP3R：肌醇1，4，5-三磷酸受体；S1P：鞘氨醇-1-磷酸；S1PR1：鞘氨醇-1-磷酸受体；Gαi：抑制型G蛋白；PKA：蛋白激酶A；mTOR：哺乳动物雷帕霉素靶蛋白研究发现，TCR信号转导途径中的多个关键蛋白受S-棕榈酰化调节。
1.1.1 CD4
CD4在T细胞活化中作为TCR的共受体，通过其胞外结构域与MHC Ⅱ类分子的非多态性区域结合，稳定TCR与其配体之间的相互作用[16]。此外，CD4还通过其胞内结构域和Lck相互作用增强信号传导。Fragoso等[17]发现T细胞中CD4在两个膜近端半胱氨酸残基Cys396和Cys399处发生特异性棕榈酰化。棕榈酰化位点（Cys396和Cys399）和Lck结合位点（Cys422和Cys424）负责CD4在脂筏中的定位，这两处位点突变的CD4在脂筏中的定位都明显减少，同时突变则导致CD4基本上不存在于脂筏中，表明棕榈酰化修饰和与Lck的相互作用有助于CD4在脂筏中的富集。CD4的脂筏定位也影响其增强CD3诱导的酪氨酸磷酸化的能力。OKT3和OKT4共刺激野生型和表达CD4突变体的Jurkat T细胞后用抗pTyr抗体检测，实验结果表明两种CD4突变体增强CD3诱导的酪氨酸磷酸化的能力降低。
1.1.2 Lck
Lck是第一批被鉴定出可以发生S-棕榈酰化的哺乳动物蛋白质之一。研究表明Lck在Cys3和Cys5被棕榈酰化[18]。Lck的棕榈酰化对于其催化活性是可有可无的，但对于其靶向质膜、传导TCR信号及介导T细胞活化至关重要[8]。Fan等[19]使用酰基树脂辅助捕获（acyl resin-assisted capture, Acyl-RAC）方法证明了Ca2+依赖性蛋白酰基转移酶DHHC21在质膜处特异性棕榈酰化Lck，探究了其在TCR信号转导中的重要作用。DHHC21的表达缺陷不影响总蛋白质表达水平，但阻止关键T细胞信号蛋白的S-棕榈酰化，Lck和Fyn的棕榈酰化水平显著降低。TCR信号转导和T细胞活化标记物的表达被抑制，几种关键信号转导蛋白的磷酸化水平降低，CD25和CD69表达丧失，钙流通和IL-2分泌也受到抑制。DHHC21对于鼠幼稚CD4+ T细胞分化成Th1和Th2辅助性T细胞也是必需的。
1.1.3 Zap-70
非受体酪氨酸激酶Zap-70是T细胞免疫应答所必需的酪氨酸激酶。Zap-70缺陷的T细胞中，LAT和SLP-76的磷酸化受损，LAT信号蛋白复合物的组装被抑制，下游信号级联的激活被削弱[20]。在静息Jurkat T细胞中，研究人员使用酰基-生物素交换法（acyl-biotinyl exchange, ABE）证实了Zap-70在激酶结构域Cys564发生TCR依赖性的棕榈酰化[21]。OKT3刺激T细胞导致Zap-70的S-棕榈酰化增加，在刺激后约2 min达到峰值。棕榈酰化不影响Zap-70的质膜定位和稳定性，对于其激酶活性也不是必需的，但对于其与底物的相互作用和传导TCR信号是必不可少的。Zap-70的C564R酰化缺陷型突变体与Lck的相互作用延长，免疫共沉淀显著增加，导致Zap-70磷酸化水平与野生型相比增加了近250倍。然而，该酰化缺陷型突变体不能磷酸化LAT和SLP-76，导致TCR信号传导链的破坏，T细胞活化和T细胞表面标志物表达显著降低。Zap-70−/−小鼠胸腺发育表现出严重的阳性选择缺陷，T细胞发育阻滞在双阳（double positive, DP）阶段[22]。Zap-70的表达和功能的改变与许多人类疾病相关，包括免疫缺陷、自身免疫和白血病，但Zap-70的棕榈酰基转移酶尚未被鉴定。
1.1.4 LAT
LAT是调节T细胞发育和功能的关键接头分子。它定位在质膜，传递TCR刺激引发的近端信号从而在T细胞活化中起到重要作用。LAT在胞内结构域具有两个保守的近膜半胱氨酸（Cys26和Cys29），在该半胱氨酸残基处LAT被双重S-棕榈酰化。虽然LAT可以凭借其跨膜结构域定位到质膜，但Cys26和Cys29的棕榈酰化对于其定位到膜内脂筏是不可或缺的。棕榈酰化也是LAT被磷酸化所必需的，OKT3刺激Jurkat T细胞后，用抗pTyr抗体检测到C26A、C29A和C26/29A突变体仅有非常弱的酪氨酸磷酸化[23]。VAMP7是一种可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感蛋白附着蛋白受体（soluble N-ethylmaleimide-sensitive protein-attachment protein receptor, SNARE），通过调节囊泡LAT的募集和磷酸化来控制T细胞活化[24]。VAMP7可以在Cys183处被高尔基体中的DHHC18棕榈酰化，突变Cys183会使较多的VAMP7不能定位到高尔基体，而是定位在囊泡，并且在T细胞活化时不能运输至免疫突触。这一错误定位可能影响T细胞下游信号事件，例如信号蛋白的极化运输或细胞迁移[25]。
1.1.5 PLCγ1
钙离子内流是T细胞活化的关键标志。钙离子信号通路的关键蛋白PLCγ1被Itk激活后，将磷脂酰肌醇4，5-二磷酸（phosphatidylinositide 4,5-bisphosphate, PIP2）分解为二酰基甘油（diacylglycerol, DAG）和肌醇1，4，5-三磷酸（inositol 1,4,5-trisphosphate, IP3）。DAG激活大鼠肉瘤（rat sarcoma, Ras）信号通路，而IP3与其在内质网膜上的受体IP3R结合，触发内质网释放Ca2+。研究表明，PLCγ1可被DHHC21棕榈酰化，并由TCR信号传导动态调节[19]。IP3R可被DHHC6棕榈酰化，Cys56、Cys849和Cys2214为潜在的棕榈酰化位点。棕榈酰化稳定IP3R的蛋白表达，DHHC6敲低导致IP3R蛋白水平降低，Ca2+内流减少[26]。棕榈酰化对PLCγ1和IP3R蛋白的具体影响以及在钙信号传导中的调控机制还需要进一步研究。
1.2 GPCR信号通路相关蛋白
G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor, GPCR）信号传导对于免疫细胞趋化性至关重要，调控单核细胞迀移到感染部位以及T细胞和抗原呈递细胞迀移到引流淋巴结中等[27]。鞘氨醇-1-磷酸受体（sphingosine-1-phosphate receptor 1, S1PR1）是GPCR家族成员之一，通过与其配体鞘氨醇-1-磷酸（sphingosine-1-phosphate, S1P）结合激活下游信号通路。S1P/S1PR1信号传导通路在免疫细胞的发育过程中发挥重要作用，如影响成熟T细胞从胸腺流出进入血液和外周免疫器官，也与包括动脉粥样硬化和多发性硬化等在内的多种疾病相关[28]。研究发现S1PR1在其胞内结构域的3个半胱氨酸残基Cys328、Cys329和Cys331被DHHC5棕榈酰化，棕榈酰化可以促进S1PR1与抑制型G蛋白（inhibitory G-protein, Gi）的偶联及下游的免疫应答[29]。S1PR1的脱棕榈酰化一方面由脱棕榈酰化酶APT催化，另一方面与其从DHHC5的解离也可能密切相关。
1.3 靶向T细胞免疫其他相关蛋白的棕榈酰化调控疾病进展
蛋白质棕榈酰化在肿瘤发生和发展中的重要性已经被阐明，棕榈酰化影响癌细胞的增殖和存活、细胞的侵袭和转移以及抗肿瘤免疫。棕榈酰基转移酶或棕榈酰化蛋白成为肿瘤治疗的潜在靶点。本文总结了棕榈酰化对几种在肿瘤中发挥重要作用的T细胞免疫相关蛋白的影响（如图2），从而在理解其机制的基础上为特异性靶向肿瘤治疗提供新的见解。
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图 2 棕榈酰化在T细胞免疫疗法中的靶向策略棕榈酰化增加PD-L1、STAT3、Fas和IFNGR1的质膜定位，阻止蛋白靶向溶酶体的降解，“Ub”代表可发生泛素化PD-L1：程序性死亡受体配体1；STAT3：信号传导及转录激活蛋白3；JAK：Janus激酶；APT2：酰基蛋白硫酯酶2；Fas：肿瘤坏死因子受体超家族成员6；IFNGR1：干扰素-γ受体1；AP3D1：适配器相关蛋白复合物3亚基δ11.3.1 靶向PD-L1棕榈酰化调控肿瘤免疫逃逸
程序性死亡受体配体1（programmed death ligand 1, PD-L1）是一种关键免疫抑制分子，与程序性死亡受体1（programmed cell death protein 1, PD-1）结合，从而抑制T细胞的增殖、细胞因子的产生和释放以及细胞毒性。许多肿瘤细胞利用这种机制来达到免疫逃逸的目的。现有靶向PD-L1的抗体药物通过阻断细胞表面的PD-L1而发挥作用。但PD-L1也存在于循环内涵体(recycling endosome)上，并可能重新填充到细胞膜上[30]，从而显著降低抗体药物的治疗效果。因此，降低PD-L1的细胞丰度是提高PD-L1抗体疗效的关键。
Yao等[31]发现，PD-L1在其胞质结构域Cys272发生棕榈酰化，发挥作用的棕榈酰基转移酶主要为DHHC3。棕榈酰化通过阻断PD-L1的泛素化，抑制溶酶体对PD-L1的降解，从而增强PD-L1的稳定性。棕榈酰化抑制剂2-溴棕榈酸酯（2-bromopalmitate, 2-BP）处理显著增加了PD-L1的泛素化，并促进泛素化的PD-L1结合到多泡体（multivesicular body, MVB）表面，进一步转运至溶酶体而被降解。棕榈酰化的抑制也降低了肿瘤细胞表面PD-L1与PD-1的结合。在体外以及携带MC38肿瘤细胞的小鼠中，通过2-BP抑制PD-L1棕榈酰化或沉默DHHC3可下调PD-L1表达水平，增加CD8+ T细胞浸润，激活T细胞的抗肿瘤免疫，抑制MC38肿瘤生长。
现有的治疗性抗体仅靶向暂时暴露于细胞表面的PD-L1，而靶向PD-L1的棕榈酰化可以同时降低细胞膜表面和细胞内PD-L1的表达水平，为开发针对肿瘤免疫逃逸的治疗策略提供了新思路。
1.3.2 靶向STAT3棕榈酰化调控肿瘤发生发展
信号传导及转录激活蛋白3（signal transducer and activator of transcription 3, STAT3）的组成型激活与多种肿瘤的发生和不良预后相关，因此可作为肿瘤治疗的有效靶点。Zhang等[32]借助点击化学和ABE法两种方法证明了DHHC7在Cys108棕榈酰化STAT3。DHHC7对STAT3的棕榈酰化促进其由细胞核向Janus激酶2（Janus kinase 2, JAK2）定位的膜的募集，进而促进STAT3自身磷酸化。酰基蛋白硫酯酶2（APT2，也称LYPLA2）可以特异性识别磷酸化的STAT3（p-STAT3），使p-STAT3脱棕榈酰化，然后从膜释放并转运到细胞核，确保棕榈酰化-脱棕榈酰化循环在特定方向上进行。棕榈酰化或脱棕榈酰化的抑制都会影响STAT3的转录活性，抑制下游基因的表达。
STAT3是一种关键Th17细胞分化刺激因子。Th17细胞与多种免疫病症如炎性肠病（inflammatory bowel disease, IBD）、高IgE综合征和关节炎相关[33]。在特异性细胞因子刺激下，幼稚CD4+ T细胞中的STAT3募集至质膜，并被JAK2磷酸化。p-STAT3促进下游靶基因（RORC和IL-17A）的表达以及Th17细胞的分化[34]。研究发现，STAT3的棕榈酰化-脱棕榈酰化循环可以增强STAT3活化并促进Th17细胞分化[32]。在IBD患者尤其是溃疡性结肠炎患者中，Zdhhc7和Lypla2 mRNA水平上调，STAT3的下游靶基因RORC和IL17A表达水平也升高。在小鼠模型中，APT2的药理学抑制或Zdhhc7的敲除可以显著降低小鼠脾细胞中Th17细胞的水平[32]，缓解IBD的症状。这揭示了S-棕榈酰化调节细胞信号传导的一种新的模型，对于理解许多S-棕榈酰化事件的信号传导功能具有重要意义，STAT3棕榈酰化-脱棕榈酰化循环可能成为Th17相关免疫病症的治疗靶标。
STAT3信号传导也与肝细胞癌（hepatocellular carcinoma, HCC）的发生发展相关。STAT3的下游靶点缺氧诱导因子（hypoxia inducible factor 1 subunit alpha, HIF1α）可以驱动DHHC7的表达，DHHC7介导的棕榈酰化反过来又可以增强STAT3和HIF1α的表达，进而促进HCC细胞增殖，这在DHHC7、STAT3和HIF1α之间产生了正反馈环[35]。靶向这一信号环可以减缓小鼠的肿瘤生长，具有治疗肝细胞癌的潜力。
1.3.3 靶向Fas棕榈酰化稳定Fas死亡信号传导
Fas（CD95，TNFRSF6）是一种原型死亡受体，属于肿瘤坏死因子受体超家族。Fas在细胞凋亡信号传导中发挥重要作用，与Fas配体（FasL，TNFSF6）结合后，可以启动信号级联反应，导致含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶（caspase）激活并最终导致细胞死亡[36]。肿瘤细胞可通过降低细胞表面的Fas受体表达水平逃避细胞死亡。
研究表明，Fas在Cys199被DHHC7棕榈酰化。DHHC7在高尔基体中表达[37]，决定了Fas棕榈酰化发生在高尔基体囊泡隔室中。Rossin等[38]的研究发现，DHHC7介导的棕榈酰化可以增加Fas的质膜定位，保护Fas免于溶酶体的降解，维持其对表达FasL的杀伤细胞识别的敏感性。表达Fas棕榈酰化缺陷突变体的细胞中caspase 8的募集和激活受到损害，因此棕榈酰化有助于Fas诱导的死亡信号传导。
1.3.4 靶向IFNGR1棕榈酰化调控结直肠癌免疫逃逸
结直肠癌是常见的消化道恶性肿瘤，发病机制尚未完全明确，涉及多因素相互作用[39]。我国结直肠癌发病率在男性患者中居恶性肿瘤第4位，病死率居第5位，在女性患者中发病率居第3位，病死率居第4位，并且呈现上升趋势[40]。免疫检查点阻断（immune checkpoint blockade, ICB）疗法可用于治疗结直肠癌，美国食品药品监督管理局已批准Keytruda（pembrolizumab，抗PD-1单克隆抗体）治疗已扩散至身体其他部位或不能手术切除的MSI-H或dMMR阳性结直肠癌患者[41]。尽管如此，目前的免疫疗法对大多数结直肠癌患者的疗效并不好。
干扰素-γ（interferon-γ, IFN-γ）信号传导途径在自发的和ICB诱导的抗肿瘤免疫中都发挥关键作用。IFN-γ和抗原呈递信号传导通路相关基因的突变是肿瘤免疫逃逸的确定机制，然而这一现象在结直肠癌患者中并不常见，表明可能存在未知的免疫逃逸机制。IFN-γ信号传导通路中多种关键蛋白（如IFNGR和JAK/STAT1）都经历棕榈酰化、磷酸化和SUMO化等蛋白质翻译后修饰。一项最新研究提出了一种棕榈酰化依赖性的三聚体optineurin-AP3D1-IFNGR1分子级联模型[42]，为探索许多S-棕榈酰化事件的生物活性提供新思路。
干扰素-γ受体1（IFN-gamma receptor 1, IFNGR1)在Cys122处发生S-棕榈酰化。棕榈酰化的IFNGR1与AP3D1结合并分选至溶酶体进行降解。2-BP处理可以减弱IFNGR1和AP3D1之间的相互作用，减少IFNGR1在溶酶体中的定位，从而稳定其表达。视神经磷酸酶（optineurin）是一种潜在的免疫相关基因，在某些人类肿瘤中表达降低。在小鼠MC38肿瘤模型中，视神经磷酸酶基因敲除导致肿瘤生长速度加快、体积变大和质量增加。通过测定mRNA水平和用放线菌酮（cycloheximide, CHX）阻断，发现视神经磷酸酶不影响IFNGR1的mRNA水平，而是结合AP3D1，阻断AP3D1将棕榈酰化的IFNGR1招募到溶酶体，间接阻止IFNGR1的降解，从而维持IFN-γ和MHC-I信号传导的完整性。
因此，IFNGR1棕榈酰化和视神经磷酸酶的缺失驱动结直肠癌中的免疫逃逸和内在免疫疗法抗性。IFNGR1棕榈酰化的药理学抑制可与ICB疗法联合使用，以治疗结直肠癌等免疫原性差的肿瘤患者。
2. 肽抑制剂靶向棕榈酰化修饰调控T细胞功能
糖皮质激素和环孢霉素等免疫抑制剂的长期使用会导致各种不良反应的产生，因此需要开发具有较少或无不良反应的新型免疫抑制剂。T细胞在免疫应答中起着核心作用，并且它的激活对于细胞介导的免疫以及针对入侵病原体所需的其他免疫相关功能至关重要。因此，特异性抑制T细胞功能的药物有望成为比目前使用的免疫抑制剂更好的药物。蛋白-蛋白相互作用为药物设计提供了丰富的靶标，干扰关键蛋白-蛋白相互作用的肽已被证明可调控细胞功能并具有治疗潜力。
一些外周膜蛋白如Gα亚基蛋白和RAS蛋白很容易发生突变，具有致癌的潜在可能。它们的致癌性与其结合质膜的能力有很大关系，而S-棕榈酰化调控蛋白的质膜定位，因此在健康细胞转化为癌细胞的过程中发挥关键作用。在不破坏整个系统平衡的情况下抑制棕榈酰基转移酶，减少致癌蛋白的质膜定位有望降低其致病性。
Lck是很多信号蛋白的上游靶标，主要在T细胞中表达，因此靶向Lck的药物将仅影响T细胞功能而对其他细胞的功能没有影响，可作为一个良好的药物设计靶点。许多Lck的小分子抑制剂已被证明为有效的免疫抑制剂，但是它们中大多数由于缺乏特异性导致不良反应而在药物开发的不同阶段终止。Gauthaman等[43]设计了一种由10个氨基酸组成的GM肽，其干扰DHHC21和Lck的相互作用，阻止Lck的膜定位，使其弥散在胞质中，并抑制Lck介导的T细胞活化的近端信号。GM肽对Erk1/2磷酸化的抑制仅通过Lck介导的途径，因此GM肽靶向细胞内特异性PPI而不干扰其他信号传导过程，具有良好的安全性。
CPP-S1是一种与PD-L1竞争性结合DHHC蛋白的肽，为含有细胞穿透肽（cell-penetrating peptide, CPP）和PD-L1棕榈酰化基序（命名为S1）的融合蛋白[31]。CPP-S1可通过竞争性抑制的方式降低PD-L1的棕榈酰化，显著增加PD-L1的泛素化，从而降低肿瘤细胞中内源性PD-L1的表达。体内毒性实验结果表明，注射高剂量CPP-S1肽在胃中显示出一定程度的毒性并可能影响肝功能，但大多数受试动物耐受毒性并在注射给药后两周依然存活，为开发PD-L1抑制剂提供了一种新的途径。
3. 结语与展望
近年来，很多研究已将S-棕榈酰化作为一种新的调控T细胞发育、增殖及功能的蛋白修饰，并尝试以DHHC棕榈酰基转移酶为潜在靶点治疗T细胞免疫相关疾病。
抑制蛋白棕榈酰化，一方面可以通过开发特异性的DHHC抑制剂，另一方面可以通过设计和底物蛋白竞争性结合DHHC的多肽抑制剂。目前针对S-棕榈酰化修饰最常用和有效的抑制剂是2-BP，但是它能够抑制大多数DHHC蛋白活性，并且还与其他蛋白反应。考虑到S-棕榈酰化在各种免疫途径以及其他系统如脑中的重要作用，2-BP并不具备临床应用的潜力。但由于DHHC家族成员的催化结构域非常相似，开发特异性的DHHC抑制剂是非常具有挑战性的，靶向具有序列多样性的DHHC的C-端和N-端可能是未来设计特异性DHHC抑制剂的有效策略。目前的研究主要集中在设计多肽抑制剂，与底物竞争性结合DHHC，从而达到抑制底物棕榈酰化的目的。由于每种DHHC都作用于多种底物，特异性抑制某种DHHC的功能产生的影响可能是多方面的，还需要进一步研究探索。
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图 1 TCR信号通路和GPCR信号通路
TCR信号通路和GPCR信号通路中的多种关键蛋白可以发生棕榈酰化，调控T细胞活化。“P”代表可发生磷酸化，“Palm”代表可发生棕榈酰化。TCR complex：T细胞受体复合物；MHC：主要组织相容性复合物；Lck：淋巴细胞特异性蛋白酪氨酸激酶；Zap-70：ζ链相关蛋白激酶-70；p38 MAPK：p38丝裂原活化蛋白激酶；LAT：T细胞活化连接子；PLCγ1：磷脂酶Cγ1；Vav：鸟嘌呤核苷酸转化因子；SLP-76：包含SH2结构域的76 kD白细胞磷酸化蛋白；JNK：Jun氨基末端激酶；Jun：活化蛋白-1转录复合物成员；Ras：大鼠肉瘤蛋白；Erk1/2：细胞外调节蛋白激酶1/细胞外调节蛋白激酶2；Fos：活化蛋白-1转录复合物成员；Itk：白细胞介素-2诱导的T细胞激酶；PIP2：磷脂酰肌醇4，5-二磷酸；IP3：肌醇1，4，5-三磷酸；DAG：二酰基甘油；RasGRP：Ras鸟嘌呤核苷酸释放蛋白；IP3R：肌醇1，4，5-三磷酸受体；S1P：鞘氨醇-1-磷酸；S1PR1：鞘氨醇-1-磷酸受体；Gαi：抑制型G蛋白；PKA：蛋白激酶A；mTOR：哺乳动物雷帕霉素靶蛋白
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