综述:靶向癌症干细胞中的铁死亡:改善癌症治疗的新策略

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:Genes & Diseases 6.9

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  这篇综述深入探讨了铁死亡(Ferroptosis)在癌症干细胞(CSCs)中的调控机制及治疗潜力,系统总结了通过靶向铁代谢(如TfR/FPN1)、脂质过氧化(如ACSL4/LOX)和抗氧化防御通路(如GPX4/SLC7A11/xCT)等关键节点,选择性诱导CSCs铁死亡的策略,为克服肿瘤耐药和复发提供了新思路。

  

铁死亡与脂质过氧化

铁死亡是一种铁依赖性、非凋亡性细胞死亡形式,核心特征为铁蓄积和脂质过氧化。多不饱和脂肪酸(PUFAs)在酶促反应(如ACSL4/LPCAT3介导的酯化)或Fenton反应(Fe2+催化)作用下生成脂质过氧化物(LPO),导致细胞膜损伤。其中,脂氧合酶(ALOX5/12)和铁代谢关键蛋白(如TfR/STEAP3)是调控铁死亡的核心分子。

铁死亡的防御通路

细胞通过多重机制抵抗铁死亡:

  1. GPX4/GSH轴:谷胱甘肽(GSH)依赖的GPX4将脂质过氧化物还原为醇类,其活性受SLC7A11介导的胱氨酸摄取调控。
  2. FSP1/CoQH2通路:膜定位的FSP1通过还原辅酶Q10(CoQH2)清除自由基,独立于GPX4发挥作用。
  3. 线粒体DHODH:二氢乳清酸脱氢酶(DHODH)通过生成CoQH2保护线粒体免受脂质过氧化攻击。

CSCs的铁死亡敏感性机制

CSCs因独特的代谢特征对铁死亡具有双重性:

  • 促铁死亡因素:CSCs高表达铁转运蛋白(如TfR1)和储存蛋白(如铁蛋白),导致铁超载;同时依赖SLC7A11维持低ROS状态,使其对胱氨酸剥夺敏感。
  • 抗铁死亡机制:CSCs通过SOX2上调SLC7A11、CD44v稳定xCT蛋白,或分泌DKK1增强抗氧化能力,逃逸铁死亡。

靶向CSCs铁死亡的策略

  1. 铁代谢干预:纳米载体(如FeOOH)靶向递送铁离子,协同GSH耗竭触发Fenton反应。
  2. SLC7A11抑制:维生素D下调SLC7A11表达,减少GSH合成。
  3. 脂代谢重编程:抑制SCD1或FABP4可阻断单不饱和脂肪酸(MUFAs)合成,增强脂质过氧化。
  4. 联合治疗:PEITC与化疗联用通过ROS风暴消除CSCs。

挑战与展望

当前瓶颈包括药物特异性不足、肿瘤微环境(如缺氧/HIF-1α)的干扰及缺乏可靠生物标志物。未来需开发CSCs特异性纳米递药系统,结合单细胞测序解析异质性,并通过类器官模型加速临床转化。铁死亡诱导与免疫检查点抑制剂的联用,或成突破肿瘤治疗瓶颈的关键。

(注:全文严格基于原文缩编,未添加非文献支持内容)

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