miR-139-5p通过抑制HMG-CoA还原酶表达激活铁死亡抑制胶质瘤进展的机制研究

本研究针对胶质瘤治疗难题，揭示了miR-139-5p通过靶向抑制HMGCR（3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶）表达，下调GPX4（谷胱甘肽过氧化物酶4）蛋白合成，激活铁死亡（ferroptosis）的新机制。研究人员发现miR-139-5p与辛伐他汀（SIM）联用可协同抑制胆固醇合成通路，为胶质瘤联合治疗提供了新靶点。该成果发表于《Cell Death Discovery》，为恶性胶质瘤的临床治疗策略提供了重要理论依据。

　　

胶质瘤作为中枢神经系统最常见的恶性肿瘤，其治疗始终是神经肿瘤领域的重大挑战。尽管手术联合放化疗等综合治疗手段不断进步，但高级别胶质瘤患者的预后仍然极差，尤其是IDH野生型胶质母细胞瘤患者的中位生存期不足两年。这种治疗困境主要源于肿瘤细胞的侵袭性生长特性和对传统治疗手段的耐药性。近年来，铁死亡（ferroptosis）——一种铁依赖性的非凋亡性细胞死亡方式，因其独特的脂质过氧化特征和与肿瘤代谢的密切关联，成为肿瘤治疗研究的新热点。然而，如何精准调控胶质瘤细胞的铁死亡敏感性，仍是亟待解决的科学问题。

在这一背景下，南方医科大学的研究团队聚焦于microRNA-139-5p（miR-139-5p）在胶质瘤中的调控作用。既往研究表明，miR-139-5p在多种恶性肿瘤中异常表达，但其是否通过铁死亡途径影响胶质瘤进展尚不清楚。研究人员通过临床样本分析发现，miR-139-5p在高级别胶质瘤中显著低表达，且与患者不良预后相关，这提示miR-139-5p可能具有抑癌功能。基于这些发现，研究团队系统探索了miR-139-5p调控胶质瘤铁死亡的具体分子机制及其临床转化潜力。

研究采用了多组学技术联用的策略，包括qRT-PCR（实时定量PCR）、Western Blot（蛋白质免疫印迹）、透射电镜（TEM）观察线粒体形态、流式细胞术检测活性氧（ROS）和脂质过氧化水平，以及LC-MS/MS（液相色谱-串联质谱）分析代谢物含量。通过建立原代胶质瘤细胞系PGC#1和多种胶质瘤细胞模型（U251、U138、LN229），结合裸鼠异种移植实验，从体外和体内两个层面验证研究假设。此外，利用CGGA（中国胶质瘤基因组图谱）数据库进行临床相关性分析，并通过转录组测序（RNA-seq）筛选关键靶基因。

研究结果部分首先证实了miR-139-5p表达与胶质瘤恶性程度呈负相关。通过qRT-PCR检测发现，与正常胶质细胞HEB相比，U251、U138和PGC#1细胞中miR-139-5p表达显著降低。CGGA数据分析显示，WHO III-IV级胶质瘤中miR-139-5p表达低于II级，且低表达患者预后更差。这些发现确立了miR-139-5p作为胶质瘤预后标志物的潜在价值。

在机制探索方面，过表达miR-139-5p显著增加了胶质瘤细胞中MDA（丙二醛）含量和脂质过氧化水平，同时降低GSH（谷胱甘肽）含量，这些变化均可被铁死亡抑制剂Ferrostatin-1逆转。透射电镜观察到典型的铁死亡线粒体形态改变，如线粒体嵴减少、外膜破裂等。值得注意的是，CCK-8实验显示铁死亡特异性抑制剂能挽救miR-139-5p过表达导致的细胞活力下降，而凋亡或坏死抑制剂则无此作用，证实miR-139-5p特异性诱导铁死亡而非其他死亡方式。

RNA-seq分析揭示了miR-139-5p调控胆固醇合成的关键作用。基因集富集分析（GSEA）显示差异基因显著富集于胆固醇生物合成抑制通路。TargetScan预测结合实验验证确认HMGCR是miR-139-5p的直接靶标——过表达miR-139-5p显著降低HMGCR mRNA和蛋白水平，同时下调其下游产物MVA（甲羟戊酸）和IPP（异戊烯焦磷酸）含量。重要的是，MVA补充实验可逆转miR-139-5p诱导的铁死亡表型，证实了甲羟戊酸通路的核心地位。

研究还发现临床常用降脂药辛伐他汀（SIM）与miR-139-5p具有协同效应。虽然SIM通过负反馈调节增加HMGCR蛋白表达，但其与miR-139-5p联用可更显著降低GPX4水平和sec-tRNA（硒代半胱氨酸tRNA）活性，增强铁死亡诱导效果。动物实验进一步证实，miR-139-5p过表达联合SIM治疗能最大程度抑制肿瘤生长，延长荷瘤小鼠生存期，同时显著降低肿瘤组织胆固醇含量。

讨论部分强调了该研究的双重创新性：一方面首次阐明miR-139-5p通过HMGCR-MVA-GPX4轴调控铁死亡的新机制，突破了传统认知中GPX4主要受SLC7A11（胱氨酸/谷氨酸逆向转运体）调控的局限；另一方面发现SIM与miR-139-5p的协同效应，为胶质瘤的联合治疗提供了新思路。值得注意的是，研究还揭示了胆固醇代谢与铁死亡的精细调控关系——不仅终产物胆固醇影响细胞膜稳定性，中间代谢物IPP更通过调节sec-tRNA成熟直接影响GPX4合成，这一发现为理解代谢-表观遗传交叉调控提供了新视角。

该研究的临床意义在于：为胶质瘤治疗提供了miR-139-5p这一潜在治疗靶点；验证了老药新用的可行性——SIM作为已上市药物，其安全性数据可加速临床转化；提出的"代谢干预联合铁死亡诱导"策略可能拓展至其他恶性肿瘤治疗。局限性在于IDH突变型胶质瘤的特异性机制尚未阐明，且HMGCR调控网络有待更深入解析。未来研究可探索纳米载体递送miR-139-5p模拟物的可行性，或开发靶向sec-tRNA的小分子调节剂，进一步推动这一发现向临床应用转化。