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乳腺癌死亡率高,铁死亡有望成为新治疗靶点,但相关机制不明。研究人员探究 HNF4α 对乳腺癌铁死亡的影响,发现 HNF4α 可激活 SLC7A11 抑制铁死亡,为晚期乳腺癌治疗提供新思路。
在全球范围内,乳腺癌是女性癌症相关死亡的主要原因。即便采用辅助化疗,转移性乳腺癌患者的五年生存率仍低于 30% 。癌症的异质性使得治疗方案的选择和疾病预后变得复杂。近年来,铁死亡作为一种铁依赖性的新型细胞死亡方式,逐渐成为癌症治疗的新靶点。当脂质氢过氧化物因铁依赖性积累达到致死水平时,就会引发铁死亡,它在细胞超微结构、发生机制等方面都与凋亡、坏死和焦亡不同。不同癌细胞对铁死亡的敏感性存在差异,虽然已有研究表明乳腺癌可能对铁死亡敏感,但铁死亡对乳腺癌的影响尚未完全明确。
同时,肝细胞细胞核因子 4α(HNF4α)作为核受体超家族成员,在多种疾病和癌症中发挥着重要作用,不过其在乳腺癌铁死亡中的作用机制尚不清晰。此前研究中,HNF4α 在不同癌症中对铁死亡的作用存在争议,在胃癌中它可抑制铁死亡,而在肺癌中却促进铁死亡,因此,明确其在乳腺癌铁死亡中的作用及机制十分必要。
为了解决这些问题,滨州医学院的研究人员开展了关于 “致癌性 HNF4α 通过招募 p300/CBP 激活 SLC7A11 抑制乳腺癌铁死亡” 的研究。研究发现,HNF4α 在乳腺癌组织中上调,且与铁死亡密切相关。HNF4α 能够直接结合到 SLC7A11 的启动子区域,并招募组蛋白乙酰转移酶 p300/CBP,促进 SLC7A11 的转录表达,进而减少细胞内活性氧(ROS)的产生,抑制乳腺癌细胞的铁死亡。这一研究成果为晚期乳腺癌的治疗提供了新的潜在方向,有望开发出针对晚期耐药癌症的新疗法,具有重要的临床意义,该研究成果发表在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》杂志上。
在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:通过分析 The Cancer Genome Atlas(TCGA)等数据库,探究 HNF4α 在乳腺癌组织中的表达变化;采用免疫染色技术,直观观察 HNF4α 在乳腺癌组织中的表达情况;利用染色质免疫沉淀(ChIP)实验,验证 HNF4α 与 SLC7A11 启动子的结合情况;运用 RNA 干扰(RNAi)技术,下调 HNF4α 或 SLC7A11 的表达,以研究其对铁死亡的影响。研究样本主要来源于 TCGA 数据库中的乳腺癌组织样本以及实验构建的细胞模型。
下面详细介绍研究结果:
- HNF4α 在乳腺癌中上调且与铁死亡相关:研究人员分析了包含 3835 例各类乳腺癌组织的 TCGA 数据集及其他相关研究数据,发现 HNF4α 在所有乳腺癌类型中的表达变化均被放大,这表明 HNF4α 与乳腺癌密切相关。通过对 90 例乳腺癌组织进行免疫染色,进一步验证了这一结果。
- HNF4α 抑制乳腺癌细胞铁死亡:实验表明,抑制 HNF4α 可增强细胞脂质 ROS 的产生,促进乳腺癌细胞发生铁死亡。而过表达 HNF4α 则能够抑制铁死亡,这说明 HNF4α 在乳腺癌铁死亡过程中起到关键的调控作用。
- HNF4α 通过激活 SLC7A11 抑制铁死亡:机制研究发现,HNF4α 可直接结合到 SLC7A11 的启动子区域。在此过程中,HNF4α 招募组蛋白乙酰转移酶 p300/CBP,促进 SLC7A11 的转录表达。SLC7A11 作为系统 Xc-的重要组成部分,其表达增加能够促进细胞对胱氨酸的摄取,进而提高细胞内谷胱甘肽(GSH)的水平,减少细胞内 ROS 的积累,最终抑制乳腺癌细胞的铁死亡。
研究结论表明,HNF4α 是乳腺癌铁死亡的重要调节因子,它通过招募 p300/CBP 激活 SLC7A11,抑制乳腺癌细胞的铁死亡。这一发现为深入理解乳腺癌的发生发展机制提供了新的视角,也为晚期乳腺癌的治疗提供了潜在的新靶点和治疗策略。通过靶向 HNF4α 或其相关通路,有望开发出更有效的治疗方法,提高晚期乳腺癌患者的生存率和生活质量。不过,目前该研究仍处于基础研究阶段,未来还需要进一步开展临床研究,验证相关靶点在人体中的有效性和安全性,推动研究成果从实验室走向临床应用。