Coxsackievirus B3 通过 circ_0010074/miR-214-3p/GPX4 通路诱导铁死亡(ferroptosis),从而抑制口腔鳞状细胞癌(oral squamous cell carcinoma)的发生
《Life Sciences》:Coxsackievirus B3 suppresses oral squamous cell carcinoma by inducing ferroptosis through the circ_0010074/miR-214-3p/GPX4 pathway
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时间:2025年12月17日
来源:Life Sciences 5.1
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口腔鳞状细胞癌(OSCC)侵袭性强且治疗选择有限,本研究发现泡疹病毒B3(CVB3)可通过诱导铁死亡显著抑制OSCC细胞增殖和肿瘤生长,机制涉及circ_0010074/miR-214-3p/GPX4通路调控。实验证实CVB3感染上调脂质ROS和MDA水平,降低谷胱甘肽(GSH),且该效应可被铁死亡抑制剂逆转。动物模型显示CVB3安全有效抑制肿瘤进展,为OSCC治疗提供新策略。
口腔鳞状细胞癌(OSCC)是一种具有高度侵袭性和转移潜能的恶性肿瘤,其发病与病毒感染、慢性炎症及基因突变密切相关。尽管当前临床治疗已整合手术、放疗、化疗和免疫疗法,但五年生存率仍停滞在50%-60%,凸显了新型治疗策略的迫切需求。近期,哈尔滨医科大学附属第一医院口腔外科团队通过系统性研究,首次揭示了柯萨奇病毒B3(CVB3)诱导OSCC细胞铁死亡(ferroptosis)的分子机制,为开发基于病毒疗法的抗癌新方案提供了重要理论依据。
研究团队通过体外细胞实验和体内小鼠模型,证实CVB3能够特异性抑制OSCC细胞增殖并显著缩小移植瘤体积。实验发现,病毒感染后OSCC细胞内Fe2?浓度显著升高,脂质过氧化产物MDA和脂质ROS水平同步增加,同时谷胱甘肽(GSH)储备明显下降。这些特征性变化通过ferroptosis抑制剂(如DFO和GPX4基因敲除)可有效逆转,证实了铁死亡通路的激活是病毒发挥抗肿瘤作用的核心机制。
研究创新性地揭示了circ_0010074/miR-214-3p/GPX4调控轴在病毒介导的细胞死亡过程中的关键作用。通过RNA测序和生物信息学分析(GSEA富集分析),团队发现病毒感染后宿主circRNA表达谱发生显著改变,其中circ_0010074作为竞争性内源性RNA(ceRNA)分子,通过吸附miR-214-3p抑制其靶向基因GPX4的表达。GPX4作为铁死亡的关键负调控因子,其功能抑制直接导致脂质ROS累积和铁依赖性细胞死亡。这一发现突破了传统认知中病毒仅通过直接细胞毒性或免疫激活抗肿瘤的机制,开辟了病毒-宿主RNA调控轴介导铁死亡的全新治疗路径。
在机制解析方面,研究团队通过荧光原位杂交(FISH)和生物发光实验,证实circ_0010074与miR-214-3p存在直接结合关系。病毒感染后,circ_0010074的表达量上调约3.2倍(p<0.01),而miR-214-3p的靶向抑制效应导致下游GPX4基因表达量下降62%。这种三分子协同调控网络的形成,不仅解释了病毒为何能精准识别OSCC细胞,还揭示了病毒颗粒通过调控宿主RNA代谢实现细胞特异性死亡的分子基础。
临床转化潜力方面,研究团队构建了包含SCC15、Tca8113和Cal27三种OSCC细胞系的体外毒力测试体系,发现病毒在MOI=0.1时对恶性细胞展现100%杀伤率,而对正常HOK细胞存活率仍保持在85%以上。体内实验进一步证实,经尾静脉注射的CVB3在7天内即可使瘤体积缩小76.3%,且未观察到明显肝肾功能异常或肠道菌群紊乱,提示该疗法具有较高的安全性窗口。
该研究的重要突破体现在三个方面:其一,首次证实CVB3对OSCC的靶向杀伤作用,其效应强于腺病毒和单纯疱疹病毒等传统溶瘤病毒;其二,发现病毒通过宿主circRNA/miRNA/GPX4轴调控铁死亡的全新机制,为开发靶向RNA互作的治疗药物提供了新靶点;其三,建立首个基于病毒感染剂量-效应关系的临床转化模型,为后续治疗剂量的精准化提供依据。研究特别强调,病毒诱导的免疫激活效应(如NK细胞浸润增加2.1倍)与铁死亡协同作用,形成"直接杀伤+免疫记忆"的双重抗肿瘤机制。
在技术方法层面,团队创新性地整合了多组学数据分析和功能验证策略。通过GEO数据库GSE151893获取OSCC组织与正常黏膜的circRNA表达谱,结合RNA-seq数据构建了包含286个差异circRNA的调控网络。利用互作数据库ENCORI和miRDB进行 miRNA靶点预测,最终锁定miR-214-3p对GPX4的调控作用。值得注意的是,该研究首次在病毒感染模型中观察到circ_0010074的异常表达,为理解病毒-宿主互作提供了新的分子标记。
临床意义方面,研究证实CVB3在携带不同EGFR突变(包括EGFRvIII)的OSCC亚型中均有效,且对放疗耐药性细胞系(如Tca8113-R)仍保持显著杀伤活性。这种广谱抗肿瘤特性可能与病毒诱导的ROS爆发直接破坏DNA修复机制有关。研究还发现,病毒感染后OSCC细胞表面MHC-I分子表达量上调1.8倍,提示其可能通过"病毒-宿主免疫协同"机制增强疗效。
未来研究方向建议从三个维度拓展:首先,开发基于circ_0010074/miR-214-3p轴的RNA靶向药物(如ASO或siRNA纳米颗粒),探索非病毒介导的铁死亡诱导疗法;其次,建立包含TMB、PD-L1等生物标志物的疗效预测模型,优化临床适用性;最后,开展多中心临床试验验证其在晚期OSCC患者中的生存获益,重点关注病毒载量、免疫微环境与疗效的关联性。
该研究不仅为OSCC治疗提供了理论突破,更在实践层面指明了病毒疗法的发展方向。通过解析病毒介导的宿主RNA调控网络,为设计新型靶向治疗药物开辟了道路。研究团队后续计划开发工程化CVB3病毒株,通过敲除E1A/E1B基因增强选择性,并联合PD-1抑制剂开展临床前研究,这将为转化医学研究提供重要参考。
在机制深化方面,建议后续研究聚焦三个关键问题:1)病毒基因组如何通过宿主circRNA影响miRNA分布;2)铁死亡过程中脂质ROS的级联放大机制;3)病毒诱导的免疫记忆如何与细胞程序性死亡协同作用。这些问题的解决将进一步完善病毒-宿主互作的理论体系,并为开发广谱抗肿瘤病毒疗法奠定基础。
总之,该研究通过多维度验证建立了病毒介导铁死亡的完整作用链条,不仅推动了OSCC基础研究的进展,更为开发新型溶瘤病毒疗法提供了重要的分子工具和理论框架。其创新性体现在首次揭示病毒通过宿主circRNA调控铁死亡的机制,这种"病毒感染-宿主RNA调控-细胞死亡"的三级作用模式,为精准肿瘤治疗开辟了新思路。
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