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Ovatodiolide通过上调HMOX1诱导高级别浆液性卵巢癌细胞铁死亡的作用机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月31日 来源:Molecular Therapy Oncology 5.3
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本研究针对高级别浆液性卵巢癌(HGSC)治疗难题,发现传统药用植物提取物Ovatodiolide可通过上调血红素加氧酶1(HMOX1)激活铁死亡(Ferroptosis)通路,显著抑制HGSC细胞及其前体细胞(STIC)的增殖和转移。研究团队通过RNA测序和体内外实验证实,该化合物通过氧化应激和铁代谢紊乱触发新型细胞死亡机制,为克服铂类化疗耐药提供了潜在治疗策略。
高级别浆液性卵巢癌(HGSC)作为致死率最高的妇科恶性肿瘤,其治疗困境主要源于两个关键因素:一是疾病早期缺乏典型症状导致晚期确诊,二是铂类化疗后高达80%的复发率。更棘手的是,即便新型PARP抑制剂的出现改善了部分患者的预后,但药物成本、毒副作用和获得性耐药等问题仍然悬而未决。在这种临床背景下,寻找高效低毒的新型治疗策略成为当务之急。
国立台东大学应用科学系的研究团队将目光投向了传统药用植物Anisomeles indica中的活性成分——大环二萜类化合物Ovatodiolide。前期研究表明该化合物在肝癌、胶质母细胞瘤等多种恶性肿瘤中表现出抗癌活性,但其在HGSC中的作用机制尚属空白。发表在《Molecular Therapy Oncology》的这项研究首次揭示,Ovatodiolide能通过独特的铁死亡机制有效杀伤HGSC细胞及其癌前病变细胞(serous tubal intraepithelial carcinoma, STIC),为突破现有治疗瓶颈提供了新思路。
研究采用RNA测序(RNA-seq)、流式细胞术和蛋白质印迹等核心技术,结合体外细胞模型(OVSAHO、KUROMACHI细胞系)和NSG小鼠原位移植瘤模型,系统评估了Ovatodiolide的抗癌效应。特别值得注意的是,实验使用的STIC模拟细胞FT282-CCNE1是通过hTERT永生化联合TP53-R175H突变及CCNE1基因转染构建的转化模型,能更好模拟HGSC的发病过程。
Ovatodiolide对STIC和HGSC细胞的剂量依赖性细胞毒作用
通过XTT法检测发现,Ovatodiolide在2.5-10μM浓度范围内即能显著抑制FT282-CCNE1和OVSAHO细胞的活力,效果优于传统化疗药顺铂。特别在5μM浓度时,对三种细胞的克隆形成抑制率均超过90%,提示其可能靶向肿瘤干细胞亚群。
显著降低锚定非依赖性生长能力
软琼脂实验显示,10μM Ovatodiolide处理使OVSAHO细胞的集落形成数减少85%,且形成的集落直径明显缩小。值得注意的是,HGSC细胞比STIC前体细胞表现出更强的锚定非依赖性生长(anchorage-independent growth, AIG)特性,但两者都对Ovatodiolide敏感。
体内抑制原位肿瘤生长
在卵巢囊内移植OVSAHO细胞的NSG小鼠模型中,每周两次口服15μg/g剂量的Ovatodiolide使肿瘤重量减轻67%,且未观察到明显毒性反应。这一剂量远低于大鼠急性毒性试验的1000μg/g安全阈值。
RNA-seq揭示铁死亡关键通路
基因表达谱分析鉴定出24个差异表达基因(DEGs),其中HMOX1上调幅度最大(log2FC=5.1)。KEGG分析显示铁死亡通路富集最显著(p.adjust=8.09E-07),涉及SLC7A11、GCLM等关键基因。GO分析进一步将这些基因与神经元死亡、谷胱甘肽代谢等生物学过程相关联。
氧化应激和铁代谢验证实验
流式检测证实5μM Ovatodiolide处理15小时可使细胞内活性氧(ROS)水平升高27-58%。Western blot显示HMOX1蛋白表达量增加20-30倍,同时铁蛋白(ferritin light chain, FTL)表达上调1.4-11倍,形成典型的铁死亡代谢特征——即HMOX1催化血红素降解释放Fe2+,通过Fenton反应促进脂质过氧化,而铁蛋白上调则是细胞试图螯合过量铁离子的代偿反应。
这项研究的突破性发现在于:首次证实传统草药成分Ovatodiolide可通过HMOX1介导的铁死亡途径选择性杀伤HGSC细胞。从转化医学角度看具有三重意义:其一,输卵管上皮长期暴露于含铁量高达60mg/mL的腹腔液中,这种独特的微环境使HGSC细胞对铁死亡特别敏感;其二,Ovatodiolide口服生物利用度高且毒性低,适合长期用药预防STIC恶性转化;其三,该化合物与现有铂类或PARP抑制剂无交叉耐药,为联合治疗提供新选择。研究团队特别指出,后续需深入探究HMOX1与谷胱甘肽(GSH)抗氧化系统的动态平衡机制,以及该化合物在正常输卵管上皮中的选择性指数,这些都将决定其临床转化前景。
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