靶向eEF2K诱导氧化应激并增强癌细胞对铁死亡诱导的敏感性:癌症治疗新策略

【字体: 时间:2025年05月23日 来源:European Journal of Pharmacology 4.2

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  本研究针对癌症治疗中eEF2K靶向治疗的局限性,探索了其通过调控氧化应激和铁死亡(ferroptosis)增强抗癌效果的新机制。研究人员通过药理学抑制和基因沉默eEF2K,发现其抑制可导致轻度氧化应激并削弱细胞抗氧化防御能力,显著增强RSL3、BSO等铁死亡诱导剂的杀伤效果。该研究揭示了eEF2K在维持氧化还原稳态中的新功能,为开发基于铁死亡敏化的联合疗法提供了理论依据。

  

在癌症治疗领域,肿瘤细胞对传统疗法的耐药性始终是重大挑战。近年来,铁死亡(ferroptosis)——一种铁依赖性脂质过氧化驱动的细胞死亡方式,成为突破耐药瓶颈的新方向。然而,如何有效增强癌细胞对铁死亡的敏感性仍是未解难题。与此同时,真核延伸因子2激酶(eukaryotic elongation factor 2 kinase, eEF2K)作为钙/钙调素依赖性蛋白激酶,在多种肿瘤中异常高表达,但其在氧化应激调控中的作用尚不明确。

来自绍兴大学的研究团队在《European Journal of Pharmacology》发表的研究中,通过多学科方法揭示了eEF2K调控氧化还原稳态的新机制。研究采用CCK-8法检测细胞活力,高内涵成像分析蛋白合成,流式细胞术检测ROS和脂质过氧化,并结合3D肿瘤球模型和基因沉默技术,系统评估了eEF2K抑制对铁死亡敏感性的影响。

抑制eEF2K显示最小细胞毒性效应
使用特异性抑制剂A484954处理多种癌细胞系(HeLa、U2-OS等),发现其IC50均超过100 μM,表明单独抑制eEF2K细胞毒性有限。但15 μM浓度即可显著降低eEF2磷酸化水平,证实其靶向有效性。

eEF2K抑制损害新生蛋白合成并诱导氧化应激
通过HPG标记结合高内涵成像发现,eEF2K抑制意外导致蛋白合成减少,同时DCFDA检测显示基础ROS水平升高。这表明eEF2K可能通过非经典途径调控翻译过程,并与氧化应激存在双向调控关系。

eEF2K抑制削弱细胞抗氧化防御能力
预处理A484954的细胞在H2O2刺激下表现出更剧烈的ROS累积。联合谷胱甘肽(GSH)合成抑制剂BSO处理时,氧化应激呈现协同增强效应,提示eEF2K可能通过GSH非依赖途径参与抗氧化防御。

eEF2K抑制增强铁死亡诱导和脂质过氧化
在2D和3D模型中,A484954与铁死亡诱导剂RSL3联用显著增加细胞死亡。BODIPY C11检测显示联合处理组脂质过氧化水平激增,且该效应可被铁死亡抑制剂ferrostatin-1逆转,证实其通过铁死亡途径发挥作用。值得注意的是,eEF2K抑制并未改变GPX4和FSP1蛋白表达,暗示其通过其他机制增强铁死亡敏感性。

基因沉默验证eEF2K的氧化应激调控作用
siRNA敲低eEF2K的HeLa细胞重现了药理学抑制表型:基础ROS升高、对H2O2敏感性增强、RSL3诱导的脂质过氧化加剧。这从遗传学角度确证了eEF2K在氧化还原调控中的核心地位。

这项研究首次揭示eEF2K是连接蛋白翻译调控与氧化应激的关键节点。其抑制导致的"氧化应激脆弱性"使癌细胞更易被铁死亡诱导剂杀伤,这为克服肿瘤耐药提供了新思路。从转化医学角度看,eEF2K抑制剂与现有铁死亡诱导方案的联用,可能成为针对实体瘤(特别是高氧化应激肿瘤)的精准治疗策略。该发现也拓展了对翻译调控蛋白非经典功能的认识,为癌症代谢研究开辟了新视角。未来研究可进一步探索eEF2K调控抗氧化防御的具体效应分子,以及在不同癌症亚型中的治疗窗口。

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