葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)通过AMPK/mTOR通路调控氧化还原平衡和自噬抵抗胰腺癌铁死亡的作用机制

【字体: 时间:2025年06月03日 来源:Free Radical Biology and Medicine 7.1

编辑推荐:

  胰腺癌治疗面临耐药性高、预后差的挑战,铁死亡(ferroptosis)和自噬的分子关联尚不明确。印度学者通过研究G6PD在胰腺癌中的过表达及其与AMPK/mTOR通路的相互作用,发现G6PD通过维持NADPH/GSH抗氧化系统抑制铁死亡,其敲除可协同RSL3通过激活自噬依赖性铁死亡增强抗癌效果。该研究为靶向G6PD-AMPK/mTOR轴治疗胰腺癌提供了新策略。

  

胰腺癌因其极高的侵袭性和5年生存率不足12%被称为"癌王",KRAS突变和化疗耐药性使其治疗陷入困境。近年来,铁死亡(ferroptosis)——一种由铁依赖性脂质过氧化驱动的细胞死亡方式,在靶向代谢异常的癌症治疗中展现出潜力。然而,胰腺癌如何抵抗铁死亡、自噬(autophagy)在此过程中的作用机制仍是未解之谜。印度理工学院的研究团队在《Free Radical Biology and Medicine》发表的研究,揭示了葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)通过调控氧化还原平衡和AMPK/mTOR通路,成为胰腺癌抵抗铁死亡的关键分子开关。

研究采用TCGA和CPTAC数据库分析、免疫组化、细胞活力检测、流式细胞术、透射电镜、免疫印迹等技术。通过胰腺癌细胞系PANC-1和MiaPaCa-2模型,结合G6PD敲除、AMPK抑制剂(Compound C)和mTOR抑制剂(雷帕霉素)处理,系统评估了RSL3诱导的铁死亡与自噬的关联机制。

G6PD在胰腺癌中高表达且预示不良预后
生物信息学分析显示,G6PD在胰腺癌组织中的mRNA和蛋白水平均显著高于正常组织,且与晚期分期正相关。临床样本验证表明,G6PD高表达患者总生存期更短,提示其作为预后标志物的潜力。

G6PD缺失协同RSL3促进铁死亡
实验发现,铁死亡诱导剂RSL3可下调G6PD表达并引发糖酵解障碍。当研究者敲除G6PD后,细胞NADPH和GSH水平骤降,导致活性氧(ROS)和丙二醛(MDA)积累,脂质过氧化增强。特别值得注意的是,G6PD缺失使细胞对RSL3的敏感性提高3倍,该效应可被铁死亡抑制剂Ferrostatin-1逆转,证实了铁死亡的特异性。

AMPK/mTOR通路介导自噬依赖性铁死亡
机制研究表明,G6PD敲除引发的氧化应激会激活AMPK并抑制mTOR信号,进而诱导保护性自噬。但 paradoxically(矛盾的是),这种自噬反而促进了铁死亡——当用氯喹(CQ)抑制自噬体形成时,铁死亡被显著缓解。进一步实验证明,AMPK抑制剂Compound C能挽救G6PD缺失导致的铁死亡,而mTOR抑制剂雷帕霉素则加剧细胞死亡,表明该通路具有双向调控作用。

这项研究首次阐明G6PD通过"氧化还原平衡-AMPK/mTOR-自噬"轴调控胰腺癌铁死亡抵抗的分子机制。临床意义上,G6PD不仅可作为预后标志物,其抑制剂与铁死亡诱导剂的联用策略,为克服胰腺癌治疗耐药性提供了新思路。尤其值得注意的是,研究发现自噬在铁死亡中扮演"双面角色":短期自噬可清除受损细胞器维持生存,但持续激活会导致脂质过氧化底物积累,最终促进铁死亡。这一发现为理解细胞死亡交叉调控提供了重要理论依据。研究团队特别指出,针对G6PD高表达的胰腺癌患者,联合靶向AMPK/mTOR通路可能成为精准治疗的新方向。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号