靶向CTHRC1通过TGF-β/Smad轴介导铁死亡抑制口腔鳞状细胞癌的机制研究

《Hormones & Cancer》：CTHRC1/TGF-β/Smad axis serves as therapeutic targets in inhibiting oral squamous cell carcinoma by mediating ferroptosis

本研究针对口腔鳞癌（OSCC）治疗抵抗难题，发现致癌基因CTHRC1通过调控TGF-β/Smad通路影响铁死亡（ferroptosis）进程。研究人员通过基因沉默技术证实敲低CTHRC1可显著抑制OSCC细胞增殖并诱导铁死亡，而TGF-β/Smad激动剂SRI-011381能逆转该效应。该研究首次揭示CTHRC1/TGF-β/Smad轴在OSCC铁死亡中的调控作用，为靶向铁死亡的新型治疗策略提供理论依据。

当我们在谈论口腔癌时，有一个残酷的事实不容忽视：口腔鳞状细胞癌（OSCC）占据了头颈部恶性肿瘤的95%以上。尽管医学技术不断进步，但晚期肿瘤的高复发率和患者五年生存率低下的现实，依然让临床医生和研究人员面临巨大挑战。更令人担忧的是，这种传统上好发于50-80岁人群的疾病，在21世纪以来呈现出年轻化趋势。吸烟、饮酒、嚼食槟榔等风险因素的持续存在，使得寻找新的治疗靶点成为当务之急。

在这样的背景下，一种新型细胞死亡方式——铁死亡（ferroptosis）进入了科学家们的视野。这种于2012年首次被发现的细胞死亡形式，以其独特的铁依赖性脂质过氧化特征而备受关注。越来越多的证据表明，诱导铁死亡可能成为克服肿瘤治疗抵抗的有效策略。与此同时，胶原三螺旋重复蛋白1（CTHRC1）作为多种癌症的致癌基因，其在高迁移和侵袭性肿瘤中的过表达现象也引起了研究人员的注意。然而，CTHRC1是否通过调控铁死亡影响OSCC进展，这一科学问题尚未得到解答。

为了揭开这一谜题，黄世浩等研究人员在《Discover Oncology》上发表了最新研究成果。他们发现CTHRC1在OSCC细胞系中显著高表达，而敲低CTHRC1不仅能抑制癌细胞增殖、促进凋亡，还能通过调节铁死亡相关蛋白表达诱发铁死亡。更深入的研究表明，TGF-β/Smad信号通路在这一过程中扮演着关键角色。这些发现不仅深化了对OSCC发病机制的理解，也为开发新的治疗策略提供了重要线索。

在研究过程中，团队运用了多种关键技术方法：通过生物信息学数据库（GEPIA、TIMER）分析CTHRC1表达谱；使用qRT-PCR检测基因表达；采用CCK-8、EdU染色和集落形成实验评估细胞增殖；通过流式细胞术分析细胞凋亡；利用Western blot检测蛋白表达；并运用特异性试剂盒测定铁死亡相关指标（MDA、脂质ROS、铁离子含量等）。所有实验均使用标准OSCC细胞系（SCC-9、CAL-27、SCC-25）和正常口腔角质细胞（NHOK）进行。

CTHRC1在OSCC细胞系中高表达

通过生物信息学分析发现，CTHRC1在头颈鳞癌（HNSC）组织中表达显著升高。实验验证表明，与正常口腔角质细胞（NHOK）相比，OSCC细胞系（SCC-9、CAL-27和SCC-25）中CTHRC1表达明显上调，其中CAL-27和SCC-25细胞的表达水平最高，因此被选为后续实验对象。

沉默CTHRC1抑制OSCC细胞增殖并诱导凋亡

研究人员设计了两条特异性siRNA（si-CTHRC1-1和si-CTHRC1-2）沉默CTHRC1表达，其中si-CTHRC1-1的沉默效率更高。功能实验表明，敲低CTHRC1可显著降低细胞活力、减少集落形成数和EdU阳性细胞比例，同时明显提高细胞凋亡率。这些结果证实CTHRC1在维持OSCC细胞恶性表型中发挥重要作用。

沉默CTHRC1诱导OSCC细胞铁死亡

机制探索发现，敲低CTHRC1可显著降低抗铁死亡蛋白（FTH1、SLC7A11、GPX4）表达，同时升高促铁死亡蛋白ACSL4水平。铁死亡特征指标检测显示，实验组细胞内总铁、Fe²⁺、脂质ROS和MDA水平均显著升高。通过FerroOrange染色观察到Fe²⁺荧光强度增强，进一步证实铁死亡被激活。值得注意的是，铁死亡抑制剂Fer-1能够部分逆转CTHRC1沉默引起的细胞毒性作用。

沉默CTHRC1抑制TGF-β/Smad通路活化

Western blot结果显示，敲低CTHRC1可显著降低p-Smad2/Smad2、p-Smad3/Smad3比值和TGF-β蛋白表达，但不影响总Smad2/3水平，表明CTHRC1沉默特异性地抑制了TGF-β/Smad通路的活化。

激活TGF-β/Smad通路逆转CTHRC1沉默对铁死亡的促进作用

为验证通路相关性，研究人员使用TGF-β/Smad特异性激动剂SRI-011381进行处理。结果显示，SRI-011381可显著逆转CTHRC1沉默对铁死亡相关蛋白表达的调控作用，同时降低细胞内铁含量、脂质ROS和MDA水平。FerroOrange染色也显示Fe²⁺荧光强度明显减弱，证实激活TGF-β/Smad通路能够抑制CTHRC1沉默诱导的铁死亡。

这项研究首次揭示了CTHRC1通过调控TGF-β/Smad通路影响OSCC细胞铁死亡的新机制。研究结果表明，靶向CTHRC1可能成为诱导铁死亡、抑制OSCC进展的有效策略。特别是在肿瘤治疗抵抗日益严峻的当下，利用铁死亡机制为开发新型抗癌疗法提供了新思路。

然而，研究仍存在一定局限性。目前仅使用了基因沉默方法，未来需要进一步验证CTHRC1过表达的影响；缺乏体内实验证据；且需开展临床研究验证这一机制在患者中的适用性。尽管如此，该研究为OSCC的治疗提供了新的理论依据和治疗靶点，特别是为开发针对CTHRC1/TGF-β/Smad轴的特异性药物奠定了重要基础。

随着对铁死亡机制研究的深入，未来可能涌现出更多针对这一细胞死亡途径的治疗策略。而CTHRC1作为连接TGF-β/Smad信号通路与铁死亡的关键分子，其在肿瘤治疗中的价值值得进一步挖掘。这项研究不仅为OSCC治疗提供了新思路，也为其他类型癌症的治疗研究提供了有益借鉴。