槲皮素通过抑制NRF2/HO-1/GPX4轴并增强顺铂的疗效，诱导卵巢癌发生铁死亡

《Biochemical Pharmacology》：Quercetin induces ferroptosis in ovarian cancer by suppressing the NRF2/HO?1/GPX4 axis and increasing the efficacy of cisplatin

　　

Hui Li|Zhaoxuan Liu|Hailong Shi|Juan Zhang|Lin Chen|Gaoming Si|Lijuan Hu|Peixi Zhao|Guoqing Wang|Zhiping Ruan|Wenting Yang|Rui Xu

中国西安710061，陕西省癌症医院内科一科

摘要

槲皮素是一种天然存在的黄酮类化合物，因其抗肿瘤功效以及能够通过克服药物耐药性来增强化疗效果而备受关注。卵巢癌是一种侵袭性极强的恶性肿瘤，常常出现化疗耐药性，从而导致治疗失败和疾病复发，目前尚缺乏有效的防治策略。本研究阐明了槲皮素抗卵巢癌作用的机制。网络药理学分析显示，槲皮素与卵巢癌的共靶点与氧化应激有关。体外实验表明，槲皮素能抑制卵巢癌细胞增殖，并引发典型的铁死亡特征，包括线粒体萎缩、Fe²⁺浓度异常升高、脂质过氧化加剧、线粒体膜电位下降、谷胱甘肽含量减少以及MDA水平上升。Ferrostatin-1可逆转槲皮素引起的细胞毒性和铁死亡表型。转录组分析及表达验证显示NRF2/HO-1/GPX4通路被抑制。分子对接实验表明槲皮素能与NRF2、HO-1、GPX4和FTH1稳定结合。NRF2过表达可部分恢复下游的抗氧化防御功能，但尚不足以抵消槲皮素的作用，这说明该作用具有途径依赖性。在体内实验中，槲皮素能抑制肿瘤生长并提高顺铂的疗效，且不会导致明显的肝肾组织病理学改变。本研究首次揭示，槲皮素至少部分通过抑制NRF2/HO-1/GPX4抗氧化通路以及增强顺铂的疗效来诱导卵巢癌细胞发生铁死亡。这些发现为将槲皮素作为铂类药物治疗卵巢癌的辅助手段提供了依据。

引言

卵巢癌是女性癌症相关死亡的第五大原因，2022年全球约有324,000例新发病例和206,000例死亡病例[1]。流行病学预测显示，到2040年卵巢癌的发病率和死亡率还将显著上升[2]。由于早期症状不典型且缺乏有效的筛查方法，超过75%的患者在疾病晚期才被诊断出来[3]。标准治疗方法包括减瘤手术和铂类化疗，但由于药物耐药性的出现，这些方法的5年生存率仍低于50%[4]。因此，探索多维度的治疗策略十分必要。

铁死亡是一种依赖铁离子的程序性细胞死亡形式，其特征是细胞内脂质过氧化物异常积累以及氧化还原平衡被打破[5]。与传统凋亡和坏死不同，铁死亡表现为线粒体萎缩和膜密度增加[6]。其分子机制涉及脂质代谢、铁离子调控以及活性氧的积累[7]。越来越多的证据表明，铁死亡是癌症治疗的潜在靶点[8]。卵巢癌中铁代谢紊乱会增加细胞对铁死亡的敏感性，而针对铁死亡通路的药物干预已成为一种有前景的抗肿瘤方法[9]、[10]。

槲皮素属于黄酮类化合物，是一种常见的天然产物，具有抗炎、抗衰老、抗氧化和抗肿瘤等多种功效[11]。作为一种潜在的癌症治疗药物，槲皮素可通过多种机制抑制各种恶性肿瘤的生长。这些机制包括抑制肿瘤细胞的增殖、侵袭和迁移、阻断血管生成、诱导程序性细胞死亡以及提高细胞对化疗药物的敏感性[12]、[13]。已有研究证明，槲皮素能诱导线粒体依赖性的凋亡，并抑制肺腺癌细胞的生长[14]。

此外，槲皮素还能抑制E6/E6AP相互作用、激活P53蛋白、促使宫颈癌细胞在G2/M期停止细胞周期进展，并诱导其凋亡[15]。在卵巢癌细胞中，槲皮素可通过P53/BAX通路引发细胞凋亡[16]。还有研究表明，槲皮素纳米颗粒能够增强顺铂耐药卵巢癌细胞的对治疗的反应[17]。另外，槲皮素还能促进胃癌、乳腺癌和肝癌细胞发生铁死亡[18]、[19]、[20]。然而，槲皮素在调节卵巢癌中铁死亡中的作用尚未得到研究。

NRF2是抗氧化信号传导的核心调控因子。研究表明，NRF2通过调控GPX4和HO-1等关键下游基因的表达，来影响卵巢癌细胞对铁死亡的敏感性[21]。GPX4是铁死亡的重要负调控因子，其活性依赖于NRF2；若GPX4功能丧失，细胞内脂质过氧化物的清除能力就会下降，进而引发铁死亡[22]。HO-1是维持铁离子和活性氧平衡的关键调控因子，在铁死亡通路中起着重要作用。一旦HO-1功能缺失，会导致细胞内铁离子积累、活性氧生成增加以及脂质过氧化加剧，这些都是铁死亡的典型特征[23]、[24]。多项研究一致表明，靶向抑制NRF2/HO-1/GPX4信号通路能够有效诱导卵巢癌细胞发生铁死亡，这进一步凸显了该通路在调控铁死亡中的重要性[25]、[26]、[27]。我们的研究显示，槲皮素会作用于NRF2，使其下游靶基因的表达水平下降。这一作用会促进活性氧的积累并增加脂质过氧化，最终导致卵巢癌细胞发生铁死亡。

章节节选

细胞培养

卵巢癌细胞系A2780和SKOV3是从中国科学院细胞库获得的，培养时使用的培养基为含10%胎牛血清（C9500，NCM Biotech，苏州）和1%青霉素-链霉素（G4003，Servicebio，武汉）的RPMI-1640培养基（C5005C5，NCM Biotech，苏州）或McCoy’s 5A培养基（PYG0026，BOSTER，武汉）。所有细胞均在含5%二氧化碳、温度为37°C的培养箱中培养。

试剂与抗体

本研究中使用的所有试剂、抗体及试剂盒均为

槲皮素对卵巢癌细胞的抑制作用

槲皮素是一种天然存在的黄酮类化合物，具有显著的抗癌潜力。我们首先通过CCK-8检测法评估了槲皮素处理卵巢癌细胞后的存活情况，以此研究其对卵巢癌的抑制作用。实验结果显示，随着槲皮素浓度的增加，细胞存活率逐渐下降，A2780细胞和SKOV3细胞的IC50值分别为139.3 μM和193.8 μM（见图1B）。基于这些数据，我们选择了150 μM和300 μM作为后续实验的浓度。

讨论

卵巢癌是女性生殖系统常见的恶性肿瘤，具有较高的复发率和较低的生存率，对女性健康危害极大[1]。尽管由于手术、化疗以及新型免疫疗法的进展，各阶段卵巢癌患者的总体生存率有所提高，但这些患者的5年总体生存率仍约为30%[33]。卵巢癌的治疗面临诸多挑战：大约80%的患者在确诊时已经处于

CRediT作者贡献声明

Hui Li：文章撰写——初稿撰写、项目管理、方法设计、数据整理。Zhaoxuan Liu：可视化处理、项目管理、方法设计、实验研究。Hailong Shi：结果验证、软件应用、实验研究。Juan Zhang：结果验证、定量分析。Lin Chen：结果验证、定量分析。Gaoming Si：结果验证、方法设计。Lijuan Hu：方法设计、实验研究。Peixi Zhao：方法设计、实验研究。Guoqing Wang：监督指导、资源提供。Zhiping Ruan：结果验证、实验研究。Wenting

伦理声明

本研究中的动物实验已获得西安交通大学健康科学中心生物医学伦理委员会的批准（伦理审批编号：XJTUAE2022-225）。

作者共识

我们声明所有数据均为本团队独立生成，未使用任何代写服务。所有作者均已阅读并同意最终稿件内容，并对研究的各个环节承担全部责任。同时，我们确认所有符合作者资格的人士均已被列入作者列表。

资金支持

本研究得到了陕西省中医药管理局的支持[项目编号：SZY-KJCYC-2025-JC-021]，以及西安交通大学第一附属医院基金会的资助[项目编号：2022MS-16]，还有西安市科学技术局的经费支持[项目编号：25YXYJYB0075]。图8的制作得到了Biorender.com的帮助。我们还要感谢陕西省癌症医院的科研平台以及西安交通大学实验动物中心的动物实验设施。

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利益冲突声明

作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。