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为探究 5 - 氟尿嘧啶（5-FU）抑制乳腺癌（BC）的机制，研究人员开展 5-FU 诱导 BC 细胞铁死亡的研究。结果发现 5-FU 通过靶向 SLC7A11 抑制 SLC7A11/GPX4 信号通路诱导铁死亡，为 5-FU 治疗 BC 提供新见解。
在当今社会，癌症严重威胁着人类的健康。乳腺癌作为女性中极为常见的恶性肿瘤，每年都在全球范围内夺走无数女性的生命。目前，虽然手术联合化疗是治疗乳腺癌的常用手段，但化疗药物的作用机制却并不完全清楚。5 - 氟尿嘧啶（5-FU）作为一种广泛应用于乳腺癌化疗的药物，一直以来，人们只知道它能抑制肿瘤生长，却不清楚其具体是如何抑制乳腺癌细胞发展的。与此同时，铁死亡这种由铁依赖的脂质过氧化驱动的程序性细胞死亡方式，逐渐引起了科学家们的关注。已有研究表明，铁死亡与多种癌症的发生发展密切相关，那么 5-FU 与铁死亡之间是否存在联系呢？这一系列问题促使科研人员开启了深入的探索之旅。
国内研究人员针对这些问题展开了研究，旨在探究 5-FU 诱导乳腺癌细胞铁死亡的机制。最终研究发现，5-FU 能够通过靶向抑制 SLC7A11/GPX4 信号通路，诱导乳腺癌细胞发生铁死亡，这一成果为 5-FU 治疗乳腺癌的药效和作用机制提供了全新的见解，论文发表在《Biochemical and Biophysical Research Communications》。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。细胞实验方面，通过培养 MCF-7 和 MDA-MB-231 细胞，使用细胞计数试剂盒 - 8（CCK8）、Calcein-AM / 碘化丙啶（PI）染色、集落形成实验等检测细胞活力、死亡情况和增殖能力；分子生物学技术上，采用定量实时聚合酶链反应（qRT-PCR）和蛋白质免疫印迹（western blotting）检测相关基因和蛋白的表达水平；还利用分子对接模拟和细胞热迁移分析（CETSA）探究 5-FU 与 SLC7A11 的结合关系 。
下面来看具体的研究结果：
- 5-FU 抑制乳腺癌细胞生长：研究人员首先通过 CCK-8 实验，以浓度梯度的方式探究 5-FU 处理细胞的合适浓度，结果显示 5-FU 能以剂量依赖的方式抑制 MCF-7 和 MDA-MB-231 细胞的活力。Calcein-AM/PI 染色表明处理后的细胞死亡数量明显增多，伤口愈合实验和集落形成实验分别证实 5-FU 抑制了细胞的迁移能力和集落形成能力，Mito-Tracker Red 染色显示 5-FU 处理导致线粒体膜电位降低，这些结果都表明 5-FU 加速了乳腺癌细胞的死亡。
- 5-FU 诱导 MCF-7 和 MDA-MB-231 细胞铁死亡：铁积累是铁死亡的特征之一，研究发现 5-FU 处理组细胞内铁显著积累，且铁代谢相关基因和蛋白发生明显改变。同时，5-FU 诱导了脂质过氧化产物丙二醛（MDA）的生成和谷胱甘肽（GSH）的消耗，活性氧（ROS）水平升高，xCT（SLC7A11）和谷胱甘肽过氧化物酶 4（GPX4）的 mRNA 和蛋白表达均下调，这表明 5-FU 通过抑制 xCT/GPX4 轴触发细胞铁死亡。
- 铁死亡抑制剂 ferrostatin-1（Fer-1）挽救 5-FU 诱导的乳腺癌细胞损伤：使用 Fer-1 进行后续实验，CCK-8 实验、Calcein-AM/PI 染色、伤口愈合实验和线粒体膜电位检测结果均显示，Fer-1 能够改善 5-FU 诱导的细胞活力降低、细胞死亡、迁移能力下降和线粒体膜电位降低等情况，表明 Fer-1 保护细胞免受 5-FU 诱导的死亡。
- Fer-1 缓解 5-FU 诱导的铁死亡：进一步测量铁死亡指标发现，Fer-1 能够逆转 5-FU 诱导的铁过载、脂质过氧化（包括 MDA 和 GSH 水平的变化）、ROS 爆发以及相关蛋白表达的改变，说明 Fer-1 通过抑制铁死亡防止 5-FU 诱导的细胞死亡。
- 5-FU 通过抑制 SLC7A11 促进乳腺癌细胞铁死亡：分子对接结果显示 5-FU 与 SLC7A11 具有结合亲和力，结合能为 - 5.39 kcal/mol ，且确定了潜在的相互作用位点。western blotting 分析表明 5-FU 能使 SLC7A11 蛋白表达呈剂量依赖性下降，CETSA 实验进一步证实 5-FU 与 SLC7A11 存在结合关系。
综合上述研究，研究人员得出结论：5-FU 通过靶向结合抑制 SLC7A11 的表达和功能，引发细胞内铁代谢异常，增加铁含量，抑制 xCT/GPX4 轴，导致 GPX4 失活和蛋白表达下调，进而加速铁死亡，抑制乳腺癌进展。然而，该研究也存在一定局限性。例如，研究仅基于体外模型，无法完全模拟体内肿瘤微环境；SLC7A11 介导的铁死亡在多种癌症中的特异性尚未得到验证；将研究成果转化为临床应用还面临氧化应激带来的全身毒性和缺乏肿瘤特异性靶向生物标志物等问题。尽管如此，这项研究首次系统地揭示了 5-FU 诱导乳腺癌细胞铁死亡的机制，为基于 5-FU 的乳腺癌治疗药物研发提供了新的理论依据，在乳腺癌治疗的道路上迈出了重要一步，有望为未来乳腺癌的精准治疗开辟新方向。
