通过TP53/GPX4/SLC7A11轴介导的铁死亡抑制EMT，从而敲低TOP2A基因可逆转卵巢癌对顺铂的耐药性

《Frontiers in Immunology》：Knockdown of TOP2A reverses cisplatin resistance in ovarian cancer by inhibiting EMT via ferroptosis mediated by the TP53/GPX4/SLC7A11 axis

该研究揭示TOP2A通过调控TP53/GPX4/SLC7A11轴促进卵巢癌铂耐药，其沉默可激活铁死亡并抑制上皮间质转化（EMT），从而逆转耐药表型。TOP2A高表达与卵巢癌不良预后及耐药相关，为靶向治疗提供新思路。

　　卵巢癌是女性生殖系统中最致命的恶性肿瘤之一，尤其是高分级浆液性卵巢癌（HGSOC）在临床治疗中面临诸多挑战。尽管铂类药物（如顺铂）在治疗卵巢癌中被广泛应用，但约65%至80%的患者会在治疗后出现疾病复发，这种现象通常伴随着原发性或获得性顺铂耐药性的发生。顺铂耐药性已成为阻碍卵巢癌有效治疗的关键因素之一。因此，深入研究导致顺铂耐药性的分子机制，并探索新的治疗靶点，对于改善患者预后具有重要意义。

在这一背景下，DNA拓扑异构酶IIα（TOP2A）作为一种与癌症耐药性相关的蛋白质，其在卵巢癌顺铂耐药性中的作用和分子机制尚不明确。TOP2A是编码于17q21.2染色体上的基因，由36个外显子组成，它在DNA双链断裂和重新连接过程中起着关键作用，同时参与DNA转录、复制、染色质凝聚和染色体分离等过程。过去三十年中，TOP2A在多种恶性肿瘤中的功能研究引起了广泛关注。它在快速增殖的细胞中表达水平较高，其表达上调与多种癌症（包括卵巢癌）密切相关。目前临床上常用的TOP2A抑制剂包括依托泊苷和多柔比星等药物，这些药物在某些情况下已被证明能提高治疗效果。然而，关于TOP2A如何具体参与顺铂耐药性调控的研究仍处于初步探索阶段，尤其是在卵巢癌中的相关机制尚未完全阐明。

近年来，随着对耐药机制研究的深入，铁死亡（ferroptosis）和上皮-间质转化（EMT）被确认为铂类耐药的重要生物学过程。铁死亡是一种由细胞内铁积累和脂质过氧化驱动的新型细胞死亡方式，其调控依赖于多种抗氧化酶，如谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）。EMT则是肿瘤细胞获得侵袭和转移能力的核心机制，它通过一系列信号通路（如转化生长因子-β、缺氧诱导因子-1α和Notch等）促使细胞从上皮表型向间质表型转变，从而削弱顺铂对肿瘤细胞的杀伤效果。已有研究表明，某些关键基因的沉默可以恢复肿瘤细胞对铂类药物的敏感性，例如在结直肠癌中，SLC7A11抑制剂磺胺吡啶能够通过增加脂质过氧化水平来增强铂类药物的治疗效果。类似地，在口腔鳞状细胞癌和头颈癌中，TPI1和MPC1的沉默也表现出类似的效果。然而，这些研究大多集中于单一的铁死亡通路，而未涉及EMT，且在卵巢癌中的验证仍显不足。此外，目前尚无直接证据表明，针对单一关键因子是否能够同时激活铁死亡并抑制EMT，从而逆转顺铂耐药性。

本研究旨在系统探讨TOP2A在卵巢癌顺铂耐药中的作用及其潜在的分子机制。首先，通过免疫组化分析，我们发现TOP2A在卵巢癌组织和顺铂耐药细胞中显著高表达，并且这种高表达与患者的临床病理特征（如肿瘤分期、组织学分级和淋巴结转移）密切相关。其次，通过RNA测序和机制验证，我们首次发现了“TOP2A/TP53/GPX4/SLC7A11”这一调控轴，并揭示了其在连接铁死亡诱导与EMT抑制中的作用。最后，利用公开的基因表达数据（如GEO数据库中的GSE214302数据集），我们验证了TOP2A、TP53、GPX4和SLC7A11在顺铂耐药和敏感卵巢癌样本中的表达差异，并进一步确认TOP2A高表达与患者较差的无进展生存期（PFS）密切相关。这些结果表明，TOP2A可能在卵巢癌的顺铂耐药中发挥重要作用，并且具有作为潜在诊断和预后标志物的潜力。

为了进一步验证TOP2A与顺铂耐药之间的关系，我们对顺铂耐药细胞系（如SKOV3-DDP和OVCAR3-DDP）进行了TOP2A的稳定敲低实验，并通过CCK-8和克隆形成实验发现，TOP2A的沉默显著增强了这些细胞对顺铂的敏感性，并抑制了其增殖、侵袭和迁移能力。此外，通过Transwell和伤口愈合实验，我们发现TOP2A的敲低能够有效降低细胞的侵袭和迁移能力。这些实验结果进一步支持TOP2A在卵巢癌耐药中的关键作用。

在机制层面，我们通过分子对接和免疫共沉淀实验确认了TOP2A与TP53之间的直接相互作用。这一发现为后续研究提供了重要线索。通过进一步的实验，我们发现TOP2A的敲低能够显著提高TP53的表达水平，同时降低GPX4和SLC7A11的表达。这表明TOP2A可能通过调控TP53/GPX4/SLC7A11轴来影响铁死亡和EMT过程。此外，我们还发现，铁死亡诱导剂Erastin能够显著降低TOP2A的表达，而铁死亡抑制剂Fer-1则可以逆转TOP2A敲低所引起的铁死亡相关指标变化，包括细胞内活性氧（ROS）水平、谷胱甘肽（GSH）水平、脂质过氧化（LPO）和丙二醛（MDA）水平的变化，以及线粒体膜电位（MMP）的下降。这些实验结果进一步表明，TOP2A可能通过抑制铁死亡来促进顺铂耐药性。

在EMT调控方面，我们发现TOP2A的敲低能够显著减少EMT相关蛋白（如N-钙粘蛋白、波形蛋白和Snail）的表达，同时增加E-钙粘蛋白的表达，这表明TOP2A可能通过调控TP53/GPX4/SLC7A11轴来抑制EMT过程。此外，通过在小鼠体内建立异种移植瘤模型，我们进一步验证了TOP2A在卵巢癌中的调控作用。实验结果表明，TOP2A的敲低能够显著抑制肿瘤生长，而TP53的敲低则部分恢复了这种抑制效果，并增强了肿瘤的侵袭和迁移能力。这些结果支持TOP2A通过TP53/GPX4/SLC7A11轴调控铁死亡和EMT，从而影响顺铂耐药性的结论。

本研究的发现为卵巢癌顺铂耐药性的治疗提供了新的思路。TOP2A作为潜在的治疗靶点，其通过调控TP53/GPX4/SLC7A11轴影响铁死亡和EMT，进而逆转耐药性。这些结果不仅揭示了TOP2A在耐药性中的分子机制，也为开发针对TOP2A的靶向治疗策略提供了理论依据。然而，本研究仍存在一些局限性。首先，尽管我们使用了耐药性患者数据库进行分析，但尚未通过独立的临床耐药样本进行验证，因此无法全面了解TOP2A在耐药患者中的表达异质性及其相关通路的动态变化。其次，目前的机制验证主要基于TP53突变型细胞系，而未涉及TP53野生型细胞，这使得我们无法明确TOP2A的作用是否与TP53的突变背景相关。未来的研究需要进一步验证这些发现，并探索更多可能的治疗策略。

综上所述，本研究首次揭示了TOP2A在卵巢癌顺铂耐药中的关键作用，并阐明了其通过调控TP53/GPX4/SLC7A11轴影响铁死亡和EMT的分子机制。这些发现不仅有助于理解卵巢癌耐药性的发生机制，还为开发新的治疗策略提供了重要的科学依据。未来的研究可以进一步探索TOP2A在耐药性中的具体作用机制，并评估其作为治疗靶点的可行性。此外，针对TOP2A的抑制剂或与TP53激动剂联合使用的治疗方案可能成为治疗顺铂耐药性卵巢癌的新方向。