乳腺癌是全球最常见的恶性肿瘤之一，仍然是女性癌症相关死亡的主要原因[1]。尽管在筛查和治疗方面取得了重要进展，包括手术、化疗、内分泌疗法和靶向治疗，但死亡率仍然很高，尤其是在晚期或三阴性亚型的患者中[2]。肿瘤异质性、复发和耐药性的出现继续限制了患者的长期生存[3]。传统的化疗药物虽然最初有效，但常常伴随着严重的系统毒性，并最终导致多重耐药性的产生[4]。因此，迫切需要寻找新的分子靶点和治疗策略，以选择性地消除肿瘤细胞而不影响正常组织。
癌症生物学的进展强调了受调控的细胞死亡通路在肿瘤进展和治疗反应中的重要性[5],[6],[7]。铁死亡是一种依赖铁的受调控的细胞死亡形式，由脂质过氧化和氧化应激驱动，与凋亡和坏死不同[8],[9]。它主要由核因子红细胞2相关因子2（NRF2）/半胱氨酸/谷氨酸抗转运蛋白（xCT）/谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）轴控制，该轴维持氧化还原平衡[10],[11]。xCT转运蛋白负责将半胱氨酸导入细胞以合成谷胱甘肽（GSH），而GPX4利用GSH来解毒脂质过氧化物[12],[13]。NRF2是一种关键的抗氧化转录因子，通常被Kelch样ECH相关蛋白1（KEAP1）抑制，但在氧化应激下被激活以诱导保护性基因的表达[14]。在癌症中，持续的NRF2激活增强了抗氧化能力，并提高了对铁死亡和化疗的抵抗力[15]。恢复KEAP1的功能或抑制NRF2可使癌细胞对铁死亡更加敏感[16]。因此，针对KEAP1/NRF2/xCT/GPX4通路可能是一种有前景的治疗策略，用于调节氧化应激并克服肿瘤的治疗耐药性。
甜菜碱（BET），也称为三甲基甘氨酸，是一种从胆碱氧化中提取的天然化合物，广泛存在于甜菜和菠菜等食物中[16]。它既可作为甲基供体，也可作为渗透保护剂，在应激条件下维持细胞体积和蛋白质稳定性[17],[18]。传统上，BET被认为具有抗氧化和抗炎作用，可以预防代谢、肝脏和心血管疾病。在正常组织中，BET可以增强抗氧化酶活性，减少氧化应激并改善线粒体功能[19]。然而，最近的研究表明，BET的生物学效应取决于具体环境[20]。在正常细胞中，它具有保护作用；而在癌细胞中（其中氧化还原平衡已经失调），它可能会通过放大氧化应激和破坏细胞代谢而产生相反的效果。
新兴证据表明，BET可以在多种肿瘤模型中抑制细胞增殖并诱导细胞死亡，包括肝细胞癌和结肠癌[21],[22]。这些效应与细胞甲基化状态的变化、氧化还原失衡和代谢重编程有关[23],[24]。然而，这些效应背后的精确分子机制尚不清楚。特别是，BET与铁死亡相关通路之间的相互作用至今尚未得到系统研究。考虑到乳腺癌细胞在氧化压力下依赖抗氧化防御，针对其氧化还原缓冲系统可能是一种有效的治疗策略。
KEAP1/NRF2/xCT/GPX4通路在铁死亡调节中起着双重作用。虽然NRF2的激活有助于正常细胞抵抗氧化损伤，但在癌症中持续的NRF2过度激活会导致对铁死亡的抗性[25]。KEAP1作为氧化还原传感器，决定了NRF2的稳定性，从而控制xCT和GPX4的表达，这两种因子是铁死亡的关键抑制因子[26]。如果BET能够调节KEAP1活性，下调NRF2及其下游的抗氧化机制，可能会使肿瘤细胞向氧化应激和铁依赖性细胞死亡转变。这一机制将使BET从传统的抗氧化剂转变为选择性的铁死亡诱导剂，为氧化还原依赖性恶性肿瘤（如乳腺癌）提供新的治疗思路。
本研究旨在探讨BET通过KEAP1/NRF2/xCT/GPX4信号通路促进铁死亡相关细胞死亡和抑制乳腺癌增殖的机制。本研究考察了BET是否能够：i) 抑制MDA-MB-231和MCF-7细胞的增殖、迁移和克隆形成；ii) 诱导氧化应激、铁积累和脂质过氧化（这些是铁死亡的特征）；iii) 调节KEAP1、NRF2、xCT和GPX4的表达和相互作用。此外，本研究还评估了三阴性乳腺癌细胞和管腔型乳腺癌细胞对BET诱导的铁死亡的敏感性差异。通过结合细胞和分子生物学方法，本研究揭示了BET如何破坏抗氧化防御并触发铁死亡细胞死亡。这些发现阐明了BET在氧化还原调节中的作用，并为开发基于铁死亡的治疗策略奠定了基础。
