Targeting chaperone-mediated autophagy inhibits properties of glioblastoma stem cellsand restores anti-tumor immunity.

1. 논문 제목: Targeting chaperone-mediated autophagy inhibits properties of glioblastoma stem cells and restores anti-tumor immunity.

2. 저자명: Yonghua Li, Min Sheng, Weijie Li, Simin Liu, Botao Wang, Bing Liu, Mei Luo, Xiao Zhou, Qiaoxi Xia, Shihong Hong, Ziyuan Zheng, Shi-Yuan Cheng, Xiaobing Jiang, JunjunLi &Tianzhi Huang

3. 출처 및 게재 (발행일): Nature communications, 13 December 2025

4. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-67119-3

5. Abstract:

Chaperone-mediated autophagy (CMA) is a selective autophagic process essential for maintaining cellular quality and responding to stress. Dysregulation of the CMA pathway is increasingly recognized in various cancers, yet the mechanisms behind CMA hyperactivation in cancer cells remain unclear. Here, we show that CMA is upregulated in patient-derived glioblastoma stem cells (GSCs), indicated by a significant increase in the lysosomal abundance of the CMA receptor, lysosome-associated membrane protein 2 A (LAMP2A). This increase results fromMST4-mediated phosphorylation of LAMP2A, enhancing its stability and promoting homotrimer formation while inhibiting degradation by Cathepsin A. CMA supports GSC proliferation and self-renewal by activating mTORC1 through the selective degradation of its negative regulators, TSC1 and TSC2. Additionally, CMA is involved in epigenetic silencing of the cGAS-STING pathway, promoting tumor immune escape via lysosomal degradation of the DNA demethylase TET3. Inhibition of CMA synergizes with immune checkpoint therapy in glioblastoma models, highlighting a potential therapeutic target.

6. 한글 초록 요약본:

본 연구는 교모세포종 줄기세포(GSC)에서 chaperone-mediated autophagy(CMA)가 활성화되는 기전과 그 기능을 규명함. 연구진은 GSC에서 CMA receptor인 LAMP2A가 증가되어 있으며, MST4 kinase가 LAMP2A를 phosphorylation하여 안정성과 multimerization을 증가시킴으로써 CMA를활 성화한다는 사실을 밝힘. 활성화된 CMA는 TSC1/2를 분해하여 mTORC1 signaling을 활성화하고, GSC의 proliferation 및 self-renewal을 촉진함. 또한 TET3를 분해하여 cGAS-STING pathway를 억제함으로써 종양 면역 회피를 유도함. CMA 또는 MST4 억제 시 CD8+ T cell 활성과 항종양 면역반응이 증가하였으며, anti-PD-1 면역치료와 방사선 치료 효과도 향상됨. 따라서 MST4-LAMP2A-CMA axis는 GBM의 새로운 치료 타겟이 될 가능성을 제시함.

7. 한글 논문 요약본 (Intro, Methods, Results)

1) Introduction: Glioblastoma(GBM)는 치료 저항성과 높은 재발률을 보이는 치명적인 뇌종양이며,

특히 glioblastoma stem cell(GSC)이 종양 유지와 면역 회피에 중요한 역할을 함. CMA는 특정 단백질을 선택적으로 lysosome으로 전달해 분해하는 autophagy pathway로, 핵심 수용체인 LAMP2A에 의해 조절됨. 그러나 GSC에서 CMA의 활성 기전과 역할은 충분히 밝혀지지 않음. 본 연구는 MST4-LAMP2A axis를 중심으로 CMA가 GSC stemness와 항종양 면역에 미치는 영향을 분석함.

2) Methods: Patient-derived GSC와 GBM cell line을 이용하여 CMA activity를 비교함. KFERQ reporter assay와 lysosomal uptake assay를 통해 CMA flux를 측정하였고, shRNA 및 mutant construct를 이용해 MST4와 LAMP2A 기능을 분석함. 또한 orthotopic mouse model과 immunocompetent mouse model을 활용해 tumor growth와 immune response를 평가함.

3) Results

3-1) GSC에서 CMA 활성 증가: GSC는 일반 GBM cell line보다 높은 CMA flux를 보였으며, lysosome의 GAPDH uptake 능력도 증가함. CMA inhibition 시 CMA substrate인 MEF2D와 GAPDH가 축적되었고, GSC differentiation 과정에서는 CMA activity가 감소함. 이는 GSC에서 CMA가 활성화되어 있음을 의미함. 또한 GSC lysosome에서는 LAMP2A abundance가 증가하였으나 mRNA 수준 차이는 없었고, 이는 post-translational regulation 가능성을 시사함. LAMP2A knockdown은 GSC proliferation, sphere formation, intracranial tumor growth를 감소시킴.

3-2) MST4가 LAMP2A phosphorylation을 통해 CMA 활성화: MST4는 LAMP2A와 직접 결합하여 T40,S97, T136 residue를 phosphorylation함. 특히 T136 phosphorylation이 중요하였으며,phosphorylation-deficient mutant(3A)는 LAMP2A stability와 oligomerization을 감소시킴. 반 면 phosphomimetic mutant(3D)는 CMA activity를 유지함. MST4 knockdown은 lysosomal LAMP2A 감소, CMA flux 감소, substrate uptake 감소를 유발하였고, GSC proliferation 및 tumorigenicity도 감소시킴. 반대로 MST4 overexpression은 CMA 활성과 GSC stemness를 증가시킴.

3-3) CMA는 TSC1/2 degradation을 통해 mTORC1 활성화: RNA-seq과 proteomics 분석 결과, LAMP2A depletion 시 PI3K-AKT-mTOR signaling이 감소함. 연구진은 TSC1/2가 KFERQ motif를 가지며 CMA substrate임을 확인함. CMA 활성화는 TSC1/2를 lysosome에서 분해하여 mTORC1 signaling을 활성화하였고, 이는 GSC proliferation 및 self-renewal 유지에 기여함.

3-4) CMA는 TET3 degradation을 통해 cGAS-STING pathway 억제: LAMP2A 또는 MST4 억제 시interferon response gene과 cGAS-STING signaling이 증가함. 연구진은 DNA demethylase인 TET3가 CMA substrate임을 확인하였고, CMA 활성화가 TET3를 lysosomal degradation시켜 cGAS/STING expression을 억제함을 밝힘. 결과적으로 CMA inhibition은 CD8+ T cell infiltration과 cytotoxic activity를 증가시키고, 면역억제성 tumor microenvironment를 완화함. 또한 anti-PD-1 therapy 및 radiotherapy와 병용 시 항종양 효과와 survival benefit이 유의하게 증가함.

8. 대표 figure

Fig9. Inhibition of CMA potentiates the therapeutic efficacy of IR and ICT.