综述:脂质毒性、脂质过氧化与铁死亡:癌症治疗中的困境

【字体: 时间:2025年04月27日 来源:Cell Biology and Toxicology 5.3

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  本文聚焦肿瘤微环境(TME)中脂质过氧化与铁死亡对肿瘤及免疫细胞的影响。脂质过氧化产物作用复杂,既具抗癌性又会促肿瘤发展。铁死亡虽有潜力,但引发的免疫抑制阻碍其临床应用。探究二者机制,对优化癌症治疗策略意义重大。

  

脂质过氧化、铁死亡与癌症治疗的关联


肿瘤细胞因肿瘤微环境(TME)中的氧化应激和脂质积累,对脂质过氧化较为敏感,诱导铁死亡成为颇具前景的抗肿瘤策略。铁死亡是一种铁依赖性的细胞死亡方式,本质上属于脂质过氧化反应,在癌症研究中备受关注。不过,这一过程会影响 TME 中的免疫细胞,可能营造出利于肿瘤发展的炎性环境。所以,在应用铁死亡进行癌症治疗时,精准靶向肿瘤细胞并保护 TME 中的免疫细胞至关重要。

脂质过氧化对肿瘤细胞的影响


肿瘤细胞为适应 TME 的缺氧和营养匮乏,会通过类固醇调节元件结合蛋白(SREBPs)上调从头合成脂肪酸的酶,主要生成单不饱和脂肪酸(MUFA),同时借助 CD36 等转运分子增加对多不饱和脂肪酸(PUFA)的摄取。PUFA 比 MUFA 更易发生过氧化,肿瘤细胞虽可减少 PUFA 掺入磷脂以抵御活性氧(ROS),但总体 PUFA 量的增加使其更易受脂质过氧化影响。

脂质过氧化会产生如 4 - 羟基壬烯醛(HNE)、丙二醛(MDA)等活性产物,这些产物能与细胞蛋白质发生反应,形成席夫碱或迈克尔加成物,进而干扰细胞正常功能。以 HNE 为例,它在肿瘤细胞增殖和分化过程中作用复杂。低水平的 HNE 常与肿瘤细胞增殖活性增加有关,它可抑制 MDA-MB-231 细胞系的增殖,还能使肿瘤细胞中膜相关过氧化氢酶失活,引发脂质过氧化和细胞凋亡。但 HNE 也参与 DNA 损伤和肿瘤发生,能使肿瘤抑制基因肝脏激酶 B1(LKB1)失活,促进 TME 中的免疫抑制。

此外,氧化脂质作为信号分子,可影响肿瘤细胞表型。将氧化脂质通过脂质体传递给肿瘤细胞,能提高其对过氧化氢诱导的过氧化敏感性,但脂质氢过氧化物和活性醛在氧化还原信号通路中发挥作用,使癌细胞对针对脂质过氧化的治疗产生抗性。

脂质过氧化对免疫细胞的影响


中性粒细胞 / 多形核髓源性抑制细胞(PMN-MDSCs)


中性粒细胞中的髓过氧化物酶(MPO)参与脂质过氧化,其可浸润 TME,增加细胞内 ROS 水平,引发脂质过氧化和铁死亡。PMN-MDSCs 由病理激活的中性粒细胞转变而来,比脾脏或骨髓中的中性粒细胞更易发生铁死亡。PMN-MDSCs 发生铁死亡后,会导致 T 细胞内氧化花生四烯酸 - 磷脂酰乙醇胺(AA-PE)积累,限制 T 细胞增殖和功能。脂质过氧化产物还会影响中性粒细胞的免疫抑制 N2 表型,不过,部分脂质过氧化产物也可能通过激活某些信号通路,对肿瘤产生抑制作用。

巨噬细胞


巨噬细胞可通过 Toll 样受体 2(TLR2)依赖的方式吞噬铁死亡的肿瘤细胞,但巨噬细胞内的磷脂过氧化会导致 TLR2 蛋白水解降解,削弱其吞噬能力,使肿瘤对铁死亡治疗产生抗性。脂质过氧化显著影响巨噬细胞极化,主要促使其向促炎表型转变,但在某些情况下也会诱导 M2 表型,这取决于脂质过氧化衍生醛的浓度。

树突状细胞(DCs)


肿瘤相关 DCs 内的大脂滴(LBs)含有可与热休克蛋白 70(Hsp70)相互作用的亲电氧化截断脂质,这种相互作用会干扰肽 - 主要组织相容性复合体 I 类(pMHC I)复合物向细胞表面的转运,阻碍 DCs 的抗原呈递能力。DCs 对吞噬的铁死亡肿瘤细胞的功能反应具有阶段依赖性,且所有吞噬的铁死亡细胞都会损害 DCs 的抗原呈递功能。

T 淋巴细胞


铁死亡对增强 CD8+ T 细胞的抗肿瘤作用和提高抗 PD-1 治疗效果具有重要意义。但脂质过氧化产物会影响 T 细胞功能,如 HNE 可增强 T 细胞上 Fas 配体(FasL)的表达,MDA 会降低 T 细胞活力。脂质过氧化产物还会影响 CD4+ T 细胞的分化,调节 T 细胞的免疫平衡。不过,T 细胞内的脂质过氧化可能产生有害影响,导致 CD8+ T 细胞功能障碍。

自然杀伤细胞(NK 细胞)


在胃癌中,多数 NK 细胞具有抗肿瘤活性,对免疫治疗至关重要。但胃癌细胞产生的 L - 犬尿氨酸(L-KYN)和癌症相关成纤维细胞(CAFs)会诱导 NK 细胞发生铁死亡,脂质过氧化也会损害 NK 细胞的葡萄糖代谢和干扰素 - γ(IFN-γ)的产生,降低其抗肿瘤功能。

基质细胞


基质细胞包括 CAFs、间充质干细胞等,它们与肿瘤和免疫细胞相互作用,影响肿瘤的发生、发展和转移。研究发现,CD36+ CAFs 可内化氧化低密度脂蛋白(Ox-LDL)引发脂质过氧化,分泌巨噬细胞迁移抑制因子(MIF)招募 MDSCs,营造免疫抑制的 TME。不同基质细胞对肿瘤铁死亡的调节作用不同,具有功能可塑性。

结论与展望


脂质过氧化和铁死亡在癌症治疗中存在复杂的相互作用。脂质过氧化不仅影响肿瘤细胞,还会改变免疫细胞功能,PMN-MDSCs 在脂质过氧化介导的免疫抑制中起关键作用。虽然铁死亡在联合化疗、放疗和免疫治疗中具有一定潜力,但肿瘤及其免疫微环境的异质性使其作用复杂化。目前,一些临床试验正在评估铁死亡抑制剂在癌症治疗中的疗效,但仍需进一步研究确定其抗肿瘤机制。未来,实现细胞特异性递送,如精准靶向肿瘤细胞的纳米疗法,有望解决铁死亡在癌症治疗中应用的困境,但仍需关注脂质过氧化产物的潜在影响。

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