肺腺癌（LUAD）是非小细胞肺癌中最常见的组织学亚型，多数患者初诊即处于III/IV期，5年生存率仅约6%。代谢重编程是肿瘤的核心特征之一，而线粒体作为能量与物质转化的中枢，其关键代谢酶的翻译后修饰（尤其是赖氨酸琥珀酰化）如何调控LUAD进展尚不清楚。因此，阐明琥珀酰化修饰在LUAD线粒体代谢中的具体靶点与作用机制，对发现新的诊断标志与干预策略具有直接意义。

2026年8月，中南大学湘雅医院研究团队在Advanced Science上在线发表了题为“DLST Succinylation-Mediated Mitochondrial Metabolic Remodeling and Cuproptosis Resistance Promote Malignant Progression of Lung Adenocarcinoma”的研究文章，在LUAD中鉴定出TCA限速酶α-KGDHC的E2亚基DLST在K409位点的高水平琥珀酰化（DLST K409succ），并揭示CPT1A作为琥珀酰转移酶催化该位点、通过增强α-KGDHC酶活促进OXPHOS、同时抑制DLST脂酰化赋予铜死亡抵抗的双重机制；进一步筛选获得特异性靶向DLST K409的小分子抑制剂SI409-1，实现“抑瘤＋增敏铜死亡”的双重效果。（麦特绘谱提供代谢流[U-¹³C₆]-Glucose检测服务）

研究思路

图1. 技术路线图

研究结果

1. DLST K409是LUAD中显著升高的琥珀酰化位点

为探究蛋白琥珀酰化在LUAD恶性进展中的整体作用，研究团队收集5对LUAD肿瘤及配对癌旁组织，采用4D Label-free蛋白质组学，共定量到120个蛋白、243个琥珀酰化位点；KEGG富集显示差异蛋白显著富集于TCA循环，亚细胞定位分析显示62.07%的琥珀酰化蛋白定位于线粒体，SDHA、OGDH和DLST等蛋白琥珀酰化在LUAD中显著上调。质谱鉴定显示，DLST K409是主要琥珀酰化位点，LUAD中K409succ水平是癌旁的7.68倍，且K409跨物种高度保守。

图2. DLST K409是LUAD中显著升高的琥珀酰化位点

2. DLST K409succ驱动LUAD细胞增殖、迁移与体内成瘤

为明确K409succ的功能必要性，研究团队在H1299和A549中稳定敲低DLST，分别回补空载体（Vec）、DLST-WT、DLST-K409R（去琥珀酰化突变）和DLST-K409E（模拟持续琥珀酰化突变）。CCK-8、克隆形成、划痕与Transwell实验一致显示：敲低DLST后细胞增殖、迁移、侵袭能力显著下降；回补WT可恢复部分恶性表型，K409E同样增强相关表型，而K409R未能产生有效挽救作用。裸鼠皮下移植瘤实验中，shDLST/K409R组肿瘤体积与重量显著低于shDLST/WT组；IHC显示K409R组DLST-K409succ与Ki-67同步显著下降。上述结果共同证明DLST K409succ是驱动LUAD恶性进展的关键翻译后修饰。

图3. DLST K409succ促进LUAD恶性进展

3. DLST K409succ增强α-KGDHC酶活与线粒体代谢功能

为探究DLST K409succ是否调控其酶活，研究团队使用α-KGDHC（DLST是TCA循环中α-KGDHC的E2亚基，参与将α-KG氧化脱羧产生的琥珀酰基转移至辅酶A）酶活检测试剂盒，发现K409R显著降低酶活，导致底物α-KG积累。非靶向代谢组显示，K409R细胞中α-KG升高、琥珀酸降低。[U-¹³C₆]-葡萄糖同位素示踪代谢流结果显示：K409R组m+2 α-KG显著积累，而m+2琥珀酸减少。Seahorse检测显示DLST-WT/K409E组线粒体呼吸、ATP产生与最大呼吸显著高于K409R组；胞内ATP、NADPH/NADP⁺比值、线粒体膜电位（MMP）均随K409琥珀酰化水平同步升高，线粒体ROS降低，Mito-Red染色显示线粒体活性增强。上述结果说明，K409succ通过增强DLST酶活和线粒体代谢驱动LUAD恶性进展。

图4. DLST K409succ增强酶活并重塑LUAD细胞线粒体代谢

4. CPT1A是直接催化DLST K409琥珀酰化的琥珀酰转移酶

为鉴定催化DLST K409琥珀酰化的转移酶，质谱互作筛选显示CPT1A与DLST结合，外源/内源IP、免疫荧光共定位、GST pull-down均证实两者直接互作且共定位于线粒体。过表达CPT1A增强DLST琥珀酰化，敲低CPT1A则降低。体外琥珀酰化实验中，CPT1A比已知琥珀酰转移酶KAT2A更显著促进DLST K409succ；CPT1A活性位点突变H473A显著降低该修饰。上述结果表明，CPT1A是介导DLST K409succ的琥珀酰转移酶。

进一步验证CPT1A是否通过DLST K409succ影响LUAD，研究团队敲低CPT1A并回补DLST WT/K409R/K409E。结果显示，敲低CPT1A抑制LUAD细胞增殖、迁移和侵袭，降低ATP、NADPH/NADP⁺ 。回补DLST WT可部分恢复上述抑制效应，K409E显著逆转， 而K409R回补未能产生有效挽救作用。

图5. CPT1A介导DLST K409琥珀酰化并促进LUAD恶性进展

5. DLST K409succ通过抑制DLST脂酰化增强铜死亡抵抗

铜死亡由铜结合DLAT、DLST等脂酰化组分、诱导脂酰化蛋白异常寡聚与蛋白毒性应激所致。研究团队发现，K409R去琥珀酰化可增强DLST脂酰化，增加DLST寡聚和线粒体铜积累，使LUAD细胞对ES-Cu（铜死亡诱导剂） 更敏感；TTM（铜螯合剂）可逆转铜诱导死亡。TEM显示K409R+ES-Cu 组线粒体皱缩、膜增厚、嵴消失。动物实验中，K409R抑制肿瘤生长，联合ES-Cu进一步抑制。上述结果说明，K409succ通过抑制DLST脂酰化增强铜死亡抵抗。

图6. DLST K409succ通过抑制脂酰化增强LUAD铜死亡抵抗

6. 小分子SI409-1直接靶向DLST K409，抑制恶性进展并增敏铜死亡

为将上述机制转化为治疗手段，研究团队围绕DLST K409位点的三维结构开展虚拟筛选，从HY-L0076V化合物库的10480个分子中经初筛和共价对接选出3个候选物（SI409-1、SI409-2和SI409-3），其中SI409-1对DLST-K409succ的抑制最强。CETSA证实SI409-1直接结合DLST，且K409R突变降低结合。功能上，SI409-1抑制LUAD细胞增殖和侵袭；与ES-Cu联合处理可进一步抑制肿瘤生长。PDO模型中，SI409-1增强ES-Cu敏感性；动物实验中，SI409-1单药抑制肿瘤，联合ES-Cu效果更强，且体重和主要器官H&E无明显毒性。

图7. 小分子SI409-1靶向DLST K409抑制LUAD恶性进展

研究结论

CPT1A作为DLST K409的琥珀酰转移酶，催化DLST K409琥珀酰化，增强α-KGDHC酶活和OXPHOS，促进LUAD增殖、迁移、侵袭和成瘤；同时K409succ抑制DLST脂酰化，增强铜死亡抵抗。小分子SI409-1靶向DLST K409并抑制其琥珀酰化，可抑制LUAD恶性进展并提高其对铜死亡诱导剂的敏感性，为LUAD提供了潜在干预靶点；但其药代动力学和成药性仍需进一步验证。

参考文献

DLST Succinylation-Mediated Mitochondrial Metabolic Remodeling and Cuproptosis Resistance Promote Malignant Progression of Lung Adenocarcinoma. Advanced Science. 2026

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