ATF3转录调控ALOXE3通过ERK/JNK信号通路促进肝癌铁死亡：机制与治疗新策略

本研究针对肝癌(HCC)治疗中存在的铁死亡(Ferroptosis)调控机制不明和药物耐药问题，揭示了ATF3/ALOXE3/PUFA信号轴的关键作用。研究人员通过RNA测序发现ATF3是铁死亡敏感性的关键调节因子，证实其通过直接结合ALOXE3启动子促进多不饱和脂肪酸(PUFA)合成，增强RSL3诱导的铁死亡。该研究不仅阐明了ERK/JNK/ATF3/ALOXE3通路调控铁死亡的分子机制，还证明ATF3过表达可显著增强索拉非尼的抗肿瘤效果，为克服肝癌耐药提供了新靶点。

　　

肝癌是全球第六大常见癌症，中国更是肝癌高发区，每年新发病例占全球近半。尽管早期患者可通过手术获得较好预后，但多数患者确诊时已属晚期，失去手术机会。当前一线药物索拉非尼仅能延长患者生存期3-6个月，且有效率不足15%。这种治疗困境促使科学家寻找新突破口——铁死亡(Ferroptosis)，一种由铁依赖性脂质过氧化驱动的程序性细胞死亡方式。然而，肝癌中铁死亡的具体调控机制仍不清楚，这正是复旦大学附属中山医院肝癌研究所团队在《International Immunopharmacology》发表的研究要解决的核心问题。

研究人员采用多组学联用策略：首先通过RNA测序(RNA-seq)筛选铁死亡关键调控因子；利用CCK8、流式细胞术和透射电镜(TEM)验证表型；通过染色质免疫沉淀(ChIP)和双荧光素酶报告基因分析揭示转录调控机制；建立裸鼠皮下移植瘤模型评估体内效果；并采用非靶向脂质组学解析代谢重编程。86对肝癌组织芯片(TMA)临床样本分析为研究提供临床相关性支撑。

研究结果揭示：

1. 1.

   ATF3增强HCC铁死亡敏感性

   RNA-seq发现ATF3在铁死亡敏感细胞Huh7中高表达。功能实验证实ATF3过表达使肝癌细胞对RSL3敏感性提高80%，透射电镜显示典型铁死亡特征——线粒体皱缩、嵴减少。临床数据分析显示ATF3在癌旁组织表达显著高于肿瘤组织，且低表达患者预后更差。

2. 2.

   ALOXE3是ATF3的直接转录靶标

   生物信息学预测发现ALOXE3启动子存在两个ATF3结合位点(-1385/-1377和+81/+88)。ChIP和双荧光素酶实验证实ATF3直接结合并激活ALOXE3转录。临床样本中ALOXE3表达与肿瘤大小、分化程度显著相关，是独立预后因素。

3. 3.

   ALOXE3通过PUFA合成促进铁死亡

   脂质组学显示ALOXE3过表达显著增加花生四烯酸(C20:4)和肾上腺酸(C22:4)等促铁死亡脂质。功能挽救实验证明敲低ALOXE3可逆转ATF3过表达导致的铁死亡敏感性。

4. 4.

   ERK/JNK信号轴调控ATF3表达

   RSL3诱导的ROS激活MEK/ERK和JNK/p38通路，使用抑制剂Trametinib和SP600125可阻断ATF3上调。动物实验证实ATF3过表达使肿瘤对RSL3体积缩小60%，并与索拉非尼产生协同效应。

这项研究首次阐明ATF3-ALOXE3-PUFA轴在肝癌铁死亡中的核心作用：RSL3诱导ROS→激活ERK/JNK→上调ATF3→转录激活ALOXE3→促进PUFA合成→增强脂质过氧化→触发铁死亡。这不仅解释了肝癌细胞铁死亡敏感性的差异机制，更重要的临床意义在于：ATF3表达水平可作为预测铁死亡诱导剂疗效的生物标志物，而靶向ATF3-ALOXE3通路可能成为克服索拉非尼耐药的新策略。研究团队特别指出，ATF3在正常组织中高表达而在肿瘤中低表达的特性，使其成为潜在的安全治疗靶点，为肝癌精准治疗提供了全新视角。