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该综述聚焦三阴性乳腺癌(TNBC),探讨铁死亡这一铁依赖程序性细胞死亡方式,分析其与肿瘤微环境(TME)中肿瘤浸润免疫细胞(TICs)的相互作用,包括对 CD4?/CD8? T 细胞、NK 细胞等的影响,及其在免疫治疗中的双重作用与潜在应用。
三阴性乳腺癌中铁死亡的调控机制与免疫细胞互作
三阴性乳腺癌(TNBC)是恶性程度高、治疗选择有限的乳腺癌亚型,其肿瘤微环境(TME)的免疫抑制特性及肿瘤异质性限制了免疫治疗效果。铁死亡作为一种铁依赖、由脂质过氧化驱动的程序性细胞死亡方式,与 TNBC 的发生发展及免疫调控密切相关。
铁死亡的代谢调控网络
TNBC 细胞因富含脂质和铁,对铁死亡高度敏感,其铁死亡过程受铁代谢、谷胱甘肽(GSH)代谢和脂质代谢网络精密调控。
- 铁代谢:细胞通过转铁蛋白受体 1(TFR1)摄取铁,铁饱和乳铁蛋白(Holo-Lf)和 TFR1 高表达可增加胞内铁含量,促进铁死亡;而铁转运蛋白(FPN)将铁排出细胞,铁蛋白(FER)储存铁,其重链(FTH)过表达则降低铁死亡敏感性。此外,NCOA4 介导的铁蛋白自噬可释放铁,增强铁死亡。
- GSH 代谢:GSH 是关键抗氧化剂,其合成依赖半胱氨酸通过系统 Xc?(SLC7A11/SLC3A2)的摄取。SLC7A11 或 SLC3A2 表达降低会减少 GSH 合成,触发铁死亡。谷胱甘肽过氧化物酶 4(GPX4)是铁死亡的限速酶,其活性或表达下降会导致脂质过氧化物积累,诱导铁死亡,且人 TNBC 细胞中 GPX4 表达水平较低。
- 脂质代谢:脂肪酸通过 CD36 蛋白进入细胞,多不饱和脂肪酸(PUFA)在 FADS1/2 催化下合成,其含量高易发生脂质过氧化,促进铁死亡;而硬脂酰辅酶 A 去饱和酶 1(SCD1)调控的单不饱和脂肪酸(MUFA)则抑制铁死亡。脂滴相关蛋白 FABP4 储存 PUFA,也可抑制铁死亡。脂酰辅酶 A 合成酶 4(ACSL4)、溶血磷脂酰胆碱酰基转移酶 3(LPCAT3)和脂氧合酶(LOXs)是脂质过氧化的关键酶,ACSL4 高表达与 TNBC 细胞对铁死亡的敏感性及侵袭性相关。
铁死亡对肿瘤浸润免疫细胞的影响
TME 中的肿瘤浸润免疫细胞(TICs)包括 T 细胞、B 细胞、自然杀伤(NK)细胞、肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)、树突状细胞(DCs)和髓源性抑制细胞(MDSCs)等,铁死亡通过与它们的相互作用影响肿瘤免疫。
- T 细胞:CD4? T 细胞浸润与 TNBC 中铁死亡相关基因特征有关,铁死亡的 TNBC 细胞释放损伤相关分子模式(DAMPs),促进 CD4? T 细胞浸润。CD8? T 细胞是抗肿瘤免疫的主要执行者,铁死亡可增加其浸润并促进其分泌干扰素 -γ(IFN-γ),IFN-γ 又可通过下调 SLC3A2 和 SLC7A11 抑制肿瘤细胞胱氨酸摄取,诱导铁死亡,形成正反馈。但肿瘤浸润 T 细胞可能因胱氨酸竞争发生铁死亡和功能耗竭,调节性 T 细胞(Tregs)的铁死亡影响尚需研究。
- B 细胞:B 细胞亚群对铁死亡敏感性不同,中性粒细胞分泌的 IL-6 通过 IL-6/STAT3/SLC7A11 通路可抑制 B 细胞铁死亡,提示 TME 中 GSH 代谢调控可能影响 B 细胞功能。
- NK 细胞:铁死亡相关基因 PRNP 表达与 TNBC 中 NK CD56bright细胞呈负相关,但铁死亡对 NK 细胞浸润的直接影响尚不明确。抑制 NK 细胞铁死亡可能增强其抗肿瘤作用,但 TNBC 中基线细胞毒性 NK 细胞水平较高,其靶向治疗可行性需进一步研究。
- TAMs:铁死亡的 TNBC 细胞可促进 M2 型 TAMs 向抗肿瘤的 M1 型极化,极化过程中产生的过氧化物又可调节肿瘤细胞铁死亡。M2 型 TAMs 因缺乏诱导型一氧化氮合酶(iNOS)更易发生铁死亡,TNBC 细胞分泌的 IL-6 通过 IL-6-TGF-β1 轴可增强肿瘤细胞铁死亡抗性,诱导 M2 型 TAMs 铁死亡可能改善免疫微环境。
- DCs:铁死亡的 TNBC 细胞释放 DAMPs 可促进 DCs 浸润和成熟,增强抗原呈递能力,但 “初始” 铁死亡癌细胞与 DCs 共培养可能抑制 DCs 成熟。脂质代谢相关基因 PPARG 可诱导 DCs 铁死亡,损害其功能,调节脂质代谢抑制 DCs 铁死亡可能增强免疫治疗效果。
- MDSCs:MDSCs 是 TME 中重要的免疫抑制细胞,抑制其铁死亡的 ASAH2 可促进其存活和积累,诱导其铁死亡理论上可减轻免疫抑制,但可能引发 “免疫抑制波”,导致其他免疫细胞铁死亡,其靶向治疗需谨慎。
结论与展望
铁死亡在 TNBC 治疗中具有双刃剑作用,一方面可通过诱导肿瘤细胞铁死亡、激活抗肿瘤免疫细胞增强免疫治疗效果;另一方面,免疫抑制细胞的铁死亡可能加剧免疫抑制。未来需深入研究铁死亡对不同免疫细胞的差异化影响,开发精准靶向策略,选择性诱导肿瘤细胞和免疫抑制细胞铁死亡,同时保护抗肿瘤免疫细胞功能,以优化 TNBC 的铁死亡靶向治疗与免疫治疗联合方案,并探索相关生物标志物预测治疗反应。