NFS1与FXN通过抑制铁死亡和DNA损伤协同促进弥漫大B细胞淋巴瘤进展的机制研究

本研究针对弥漫大B细胞淋巴瘤（DLBCL）治疗耐药性高、复发率高等临床难题，深入探讨了铁硫簇（ISC）关键蛋白NFS1及其上游激活因子FXN在DLBCL中的功能机制。研究人员通过多组学实验证实，NFS1与FXN通过调控铁离子代谢和抗氧化防御通路抑制铁死亡，并协同维持DNA损伤修复能力，从而促进DLBCL恶性进展。该研究为靶向ISC通路的新型治疗策略提供了理论依据，对改善DLBCL患者预后具有重要意义。

　　

弥漫大B细胞淋巴瘤（DLBCL）作为非霍奇金淋巴瘤中最常见的亚型，具有高度异质性和侵袭性特点。尽管利妥昔单抗等靶向药物的应用显著提升了患者生存率，但仍有约半数患者面临治疗耐药或复发困境。近年来，一种新型程序性细胞死亡形式——铁死亡（ferroptosis）逐渐成为肿瘤研究热点。这种铁依赖性的细胞死亡方式由细胞膜上脂质过氧化物过度积累驱动，与肿瘤细胞代谢特征密切相关。然而，DLBCL中铁死亡的调控机制及其与肿瘤进展的关联尚未明确。

铁硫簇（Iron-sulfur cluster, ISC）作为生命体中不可或缺的无机辅因子，参与氧化呼吸、DNA损伤修复等多种关键生物学过程。NFS1半胱氨酸脱硫酶是ISC生物合成中的限速酶，通过从半胱氨酸中提取硫原子为ISC提供无机硫。既往研究表明，NFS1在肺癌和乳腺癌中通过调控铁死亡影响肿瘤细胞存活，但其在DLBCL中的作用仍属未知。与此同时，线粒体蛋白FXN（frataxin）作为NFS1的上游激活因子，不仅影响铁储存和运输，还参与ISC功能调控。二者在DLBCL中的协同作用机制亟待解析。

为此，中国医科大学附属盛京医院血液科的研究团队在《Redox Biology》发表了题为"NFS1, together with FXN, protects cells from ferroptosis and DNA damage in diffuse large B-cell lymphoma"的重要研究。该研究通过临床样本分析、细胞模型构建、动物实验验证等多维度手段，系统揭示了NFS1与FXN通过双重机制——抑制铁死亡和增强DNA损伤修复——促进DLBCL进展的分子通路，为开发靶向ISC通路的新型治疗策略提供了理论基础。

研究人员主要采用以下关键技术方法：首先利用TCGA和GEO数据库进行生物信息学分析，结合77例DLBCL临床样本的免疫组化染色验证靶点表达；通过siRNA干扰和质粒过表达技术在DLBCL细胞系（DB、SU-DHL-4等）中进行基因功能研究；采用CCK-8法检测细胞活力，LDH试剂盒分析细胞毒性，流式细胞术测量脂质ROS水平；使用透射电镜观察线粒体形态变化；通过Western blot检测铁代谢相关蛋白（GPX4、SLC7A11、FSP1等）和DNA损伤标志物（p-CHK1^S345、p-H2AX^S139）表达；建立SCID-NOD小鼠移植瘤模型进行体内验证；并采用Label-free定量蛋白质组学技术分析差异表达蛋白。

NFS1在DLBCL患者中高表达并促进DLBCL细胞生长

通过对公共数据集和临床样本的分析，发现NFS1在DLBCL肿瘤组织中显著高表达，且与患者不良预后密切相关。体外实验表明，敲低NFS1可显著降低DLBCL细胞活力并增加LDH释放。动物实验进一步证实，抑制NFS1能有效抑制移植瘤生长，免疫组化显示瘤组织中Ki67增殖标志物表达下降。

抑制NFS1诱导DLBCL细胞铁死亡

研究人员通过使用多种细胞死亡抑制剂（Fer-1、DFO、ZVAD、Nec）进行功能挽救实验，发现只有铁死亡抑制剂能够逆转NFS1敲低引起的脂质ROS升高和细胞毒性。透射电镜观察显示NFS1缺失导致线粒体膜破裂、嵴消失等铁死亡典型超微结构改变。

NFS1抑制增强DLBCL细胞对铁死亡的敏感性

在铁死亡诱导剂（erastin、BSO、RSL3）处理条件下，NFS1敲低细胞表现出更显著的细胞活力抑制、LDH释放增加以及脂质ROS积累。同时，细胞内GSH水平下降而Fe²⁺水平升高，铁死亡防御蛋白GPX4和SLC7A11表达下调，FSP1表达上调。这些现象在ABC型DLBCL细胞系U-2932中同样得到验证。

NFS1通过其催化活性抵抗DLBCL细胞铁死亡

通过构建NFS1催化位点突变体（C381S），发现突变体虽能正常表达但无法挽救NFS1敲低引起的细胞活力下降。进一步实验表明，敲低FXN可逆转NFS1过表达对细胞活力的促进作用，证实FXN-NFS1功能轴在调控铁死亡中的关键作用。

FXN促进NFS1介导的铁死亡抑制

生物信息学分析显示FXN在DLBCL中同样高表达且预示不良预后。功能实验表明FXN敲低可增强erastin诱导的铁死亡敏感性。机制上，NFS1或FXN抑制均导致铁储存蛋白（FTHL、FTHH、FECH）表达下降而铁转运蛋白TFRC表达上升，破坏铁代谢稳态。

ISC相关蛋白抑制加剧DLBCL细胞DNA损伤

细胞周期分析显示NFS1或FXN敲低引起S期阻滞和sub-G1期细胞比例增加。Western blot检测发现DNA损伤标志物p-CHK1^S345和p-H2AX^S139磷酸化水平显著升高，而DNA聚合酶（POLA1、POLD1、POLE）表达下降。通过ELISA法直接检测8-oxoG水平，证实NFS1缺失导致氧化性DNA损伤增加，且这种损伤具有细胞周期依赖性（S期细胞最为显著），并可被铁死亡抑制剂逆转。

蛋白质组学分析揭示NFS1调控网络

Label-free定量蛋白质组学显示NFS1敲除引起多种代谢和应激反应通路改变，GO和KEGG富集分析提示差异表达蛋白主要参与氧化还原平衡和DNA修复过程。

该研究的讨论部分深入阐述了NFS1-FXN轴通过双重机制促进DLBCL进展的生物学意义。一方面，通过维持铁代谢稳态和增强抗氧化防御（上调GPX4、SLC7A11等），抑制脂质过氧化和铁死亡发生；另一方面，通过支持DNA复制酶功能和减轻复制应激，维持基因组稳定性。特别值得注意的是，研究人员通过8-oxoG定量分析首次在DLBCL中证实了铁死亡与DNA损伤的直接关联，发现铁死亡引发的氧化应激是DNA损伤的重要驱动因素，且这种损伤在染色质开放的S期细胞中尤为显著。

这项研究不仅揭示了ISC生物合成在淋巴瘤中的新功能，更重要的是提出了靶向NFS1-FXN轴的治疗新策略：通过抑制该通路同时诱发铁死亡和DNA损伤，可能实现对DLBCL的协同杀伤效应。鉴于NFS1-FXN在GCB和ABC两种亚型中均发挥重要作用，该靶向策略可能克服DLBCL异质性带来的治疗挑战。未来研究可进一步开发特异性NFS1抑制剂，并探索其与现有化疗方案或免疫治疗的联合应用潜力。