孤儿核受体NR4A1/2通过调控CD71诱导三阴性乳腺癌铁死亡的新机制

《Cell Death & Disease》：Orphan nuclear receptor 4A1 (NR4A1) and NR4A2 are endogenous regulators of CD71 and their ligands induce ferroptosis in breast cancer

本研究针对三阴性乳腺癌(TNBC)治疗靶点缺乏的难题，发现孤儿核受体NR4A1和NR4A2通过调控转铁蛋白受体(CD71)表达维持TNBC细胞低铁死亡水平。研究人员证实双吲哚衍生物(DIM-3,5)作为NR4A1/2反向激动剂可显著诱导活性氧(ROS)、脂质过氧化物和丙二醛(MDA)形成，并下调GPX4和SLC7A11表达。机制研究表明NR4A1/2作为Sp1/4转录因子的配体依赖性辅因子，直接激活CD71基因转录。该研究为TNBC提供了新的治疗靶点和先导化合物。

在乳腺癌研究领域，三阴性乳腺癌(TNBC)因其缺乏雌激素受体(ERα)、孕激素受体(PR)和表皮生长因子受体2(HER2)表达，成为治疗难度最大的亚型。传统靶向治疗对此类肿瘤束手无策，患者预后普遍较差。近年来，一种新型程序性细胞死亡方式——铁死亡(ferroptosis)为TNBC治疗带来了曙光。这种铁依赖性的细胞死亡途径通过脂质过氧化作用导致细胞膜损伤，为绕过传统靶点提供了新思路。

德克萨斯农工大学Stephen Safe团队在《Cell Death and Disease》发表的重要研究，揭示了孤儿核受体NR4A1和NR4A2在调控TNBC铁死亡中的关键作用。研究人员发现这两个核受体如同"铁死亡刹车"，维持着TNBC细胞的低铁死亡水平。而他们研发的双吲哚衍生物(DIM-3,5)能够精准靶向这一通路，通过调控转铁蛋白受体(CD71)表达，有效诱导铁死亡发生。

为验证这一创新机制，研究团队运用了多种关键技术：通过患者来源类器官(PDxO)模型评估化合物效果；利用RNA干扰技术敲低NR4A1、NR4A2、Sp1和Sp4基因表达；采用染色质免疫沉淀(ChIP)实验分析转录因子与CD71启动子的结合；构建CD71-荧光素酶报告基因系统验证启动子活性；通过Western blot和qPCR检测关键蛋白及mRNA表达水平；使用H₂DCFDA和BODIPY? 581/591 C11探针分别检测活性氧(ROS)和脂质过氧化水平。

Role of NR4A1 and NR4A2 as pro-oncogenic factors in TNBC

研究首次证实DIM-3,5-CI₂和DIM-3-CI-5-CF₃两种化合物能显著抑制MDA-MB-231、MDA-MB-468和4T1等TNBC细胞活力，诱导PARP和caspase-3切割，降低BCL-2表达。值得注意的是，NR4A1或NR4A2敲低可产生与化合物处理相似的效果，均能下调EGFR、β1-整合素、c-Myc等促癌基因表达，证明DIM-3,5化合物作为NR4A1/2双重配体的有效性。

Dual NR4A1/2 ligands induce ferroptosis in TNBC cells

研究发现DIM-3,5化合物处理16小时后能显著诱导TNBC细胞内ROS生成，促进脂质过氧化和MDA形成。这些氧化应激标志物的增加明确指向铁死亡通路的激活。同时，化合物处理下调了铁死亡关键负调控因子GPX4和SLC7A11的表达，而铁死亡抑制剂ferrostatin-1能逆转DIM-3,5对CD71、SLC7A11和GPX4的调控作用，进一步证实铁死亡是主要细胞死亡方式。

DIM-3,5 dual NR4A1/2 ligands induce CD71 expression in TNBC cells

研究揭示了一个有趣的浓度依赖性现象：低浓度(7-10μmol/L)DIM-3,5化合物在6小时内显著诱导CD71蛋白和mRNA表达，而在高浓度(12-15μmol/L)或长时间(24小时)处理时，由于受体下调导致CD71表达降低。在PDxO模型中，15μmol/L化合物同样能诱导CD71表达，证实其在复杂肿瘤微环境中的有效性。

DIM-3,5 analogs activate NR4A1/NR4A2:Sp to induce CD71 in TNBC cells

机制研究表明，NR4A1或NR4A2敲低均降低CD71基础表达，Sp1和Sp4敲低也产生类似效果，而Sp3敲低无影响。有趣的是，DIM-3,5化合物在诱导CD71时表现出与抑制其他基因不同的模式：作为受体激动剂而非反向激动剂发挥作用。报告基因实验证实CD71启动子活性受DIM-3,5化合物调控，且这一调控依赖于NR4A1/2和Sp1。

最关键的证据来自ChIP实验，结果显示NR4A1、NR4A2、Sp1和Sp4与CD71基因启动子区(-1576至-1566)直接结合，且DIM-3,5化合物处理6小时后这种结合进一步增强。这与之前发现的NR4A1/Sp调控基因的表达模式形成鲜明对比：对于被抑制的基因如PD-L1，化合物处理会减少转录因子与启动子的结合。

本研究首次阐明了NR4A1和NR4A2通过Sp1/4转录因子调控CD71表达的分子机制，为TNBC治疗提供了新的靶点策略。DIM-3,5化合物作为双重NR4A1/2配体，既能通过反向激动剂作用抑制促癌基因表达，又能通过激动剂作用诱导铁死亡关键基因CD71表达，这种双重作用机制使其成为极具开发潜力的先导化合物。该研究不仅深化了对铁死亡调控网络的理解，也为克服TNBC治疗耐药性提供了新方向，未来研究可进一步探索DIM-3,5化合物诱导的铁死亡相关分子模式及其对肿瘤免疫微环境的调控作用。