铁死亡诱导剂RSL3通过激活焦亡特异性gasdermins引发癌细胞双重死亡机制的研究

本研究突破性地发现铁死亡(Ferroptosis)诱导剂RSL3可同时激活焦亡(Pyroptosis)通路，通过定量多重免疫检测技术证实其诱导GSDMD/E蛋白切割及炎症因子释放，揭示了BID和STING信号在双重死亡机制中的关键作用，为癌症治疗提供了新型联合靶点策略。

　　

在癌症治疗领域，铁死亡(Ferroptosis)作为一种新型程序性细胞死亡方式近年来备受关注。这种依赖铁离子的死亡形式通过脂质过氧化作用杀伤细胞，尤其对传统疗法耐药的肿瘤细胞显示出独特优势。然而科学界长期面临一个关键难题：现有铁死亡诱导剂的机制研究主要依赖"排除法"，即通过抑制剂组合来间接推断死亡途径，这种方法因化合物存在脱靶效应而可靠性存疑。更复杂的是，铁死亡与焦亡(Pyroptosis)等死亡途径共享相似的坏死样形态特征，使得准确识别死亡机制变得异常困难。

美国国立癌症研究所Frederick国家实验室的William G. Herrick团队在《Scientific Reports》发表的重要研究，首次揭示常用铁死亡诱导剂RSL3能同时触发焦亡通路。研究人员采用创新的定量多重免疫检测技术，系统分析了6种癌细胞系在RSL3处理后的死亡特征。通过检测ATP含量、细胞形态学变化，并结合自主开发的检测方法定量分析GPx4、TfR等铁死亡标志物及GSDMD/E蛋白切割情况，发现RSL3处理导致典型的细胞肿胀坏死样形态，伴随GSDMD/E蛋白切割和IL-1α/β、IL-18等焦亡相关细胞因子释放。研究还通过抑制剂组合实验，证实BID和STING信号通路在双重死亡机制中的核心调控作用。

关键技术方法包括：1）建立定量检测GSDMD/E切割的多重免疫分析方法；2）采用ATP检测评估细胞活力；3）通过细胞因子阵列分析炎症因子释放；4）利用Western blot验证关键蛋白表达；5）应用特异性抑制剂（Fer-1、zVADfmk等）进行通路阻断实验。

研究结果部分显示：
"RSL3诱导Fer-1可预防的坏死形态和ATP耗竭"：所有测试细胞系均出现特征性肿胀坏死样形态，ATP水平下降>75%，这些效应可被铁死亡抑制剂Fer-1完全阻断。

"RSL3处理诱导gasdermin切割"：创新性免疫检测方法在5/6细胞系中检测到显著GSDMD切割，3/5细胞系出现GSDME切割，Western blot验证了GSDME切割产物。值得注意的是，caspase抑制剂zVADfmk反而增强某些细胞系的GSDMD切割，提示存在非经典切割机制。

"RSL3诱导的细胞毒性和gasdermin切割被STING或BID抑制阻止"：BID抑制剂BI-6C9和STING抑制剂H-151能完全阻止ATP耗竭和gasdermin切割，揭示线粒体相关通路在双重死亡中的桥梁作用。特别的是，STING抑制在低表达STING的细胞系中仍显示保护效果，暗示其作用不依赖经典cGAS-STING通路。

"RSL3诱导焦亡相关细胞因子分泌"：除SU-DHL-5外，所有细胞系均检测到IL-18分泌增加，部分细胞系还分泌IL-1α/β，与gasdermin切割程度呈正相关。

这项研究颠覆了传统认知，首次证实铁死亡诱导剂可同时激活焦亡通路。其重要意义在于：1）建立了同时检测多重死亡途径的生物标志物体系；2）揭示了BID和STING在死亡通路串话中的关键作用；3）为开发靶向双重死亡通路的联合疗法提供理论依据。特别值得注意的是，研究发现caspase抑制剂可能通过解除负反馈而增强某些gasdermin切割，这一现象对临床联合用药策略具有重要警示意义。研究也指出，现有铁死亡标志物如TfR的表达变化在不同细胞系中不一致，强调开发更特异标志物的必要性。这些发现将推动肿瘤细胞死亡机制研究进入更精确的"多组学标志物"时代，为克服肿瘤耐药性提供新的干预思路。