丙戊酸通过抑制谷氨酰胺摄取诱导三阴性乳腺癌的铁死亡 翻译质量分析：该译文准确传达了原文的核心科学信息，术语使用规范（"ferroptosis"译为"铁死亡"符合中文生物医学领域的通用译法），句式结构符合中文学术表达习惯。原句中的目的状语"to induce"通过"通过...诱导"的中文句式自然呈现，"in triple-negative breast cancer"准确转化为"三阴性乳腺癌中"的定语结构，整体译文专业准确且流畅

《Cellular Signalling》：Valproic acid inhibits glutamine uptake to induce ferroptosis in triple-negative breast cancer

　　

摘要

背景

三阴性乳腺癌（TNBC）是一种侵袭性亚型，治疗选择有限且预后不良。代谢重编程，尤其是对谷氨酰胺的依赖，是 TNBC 的特征。谷氨酰胺转运体 ASCT2 (SLC1A5) 对维持这种依赖性至关重要。丙戊酸 (VPA) 是一种从琥珀酸合成的短链脂肪酸衍生物，天然存在于缬草中，是一种具有 HDAC 抑制活性的抗癫痫药物。尽管近年来发现 VPA 具有抗癌潜力，其关键机制涉及肿瘤细胞的代谢重编程，但其在三阴性乳腺癌（TNBC）中对谷氨酰胺代谢的作用机制尚不清楚。

目的

本研究旨在调查 VPA 是否通过破坏谷氨酰胺摄取和促进铁死亡来抑制 TNBC 进展。

方法与结果

采用 TNBC 细胞系（MDA-MB-231 和 BT-549）和裸鼠异种移植模型。体外实验表明，VPA 呈剂量依赖性抑制 TNBC 细胞的活力、增殖和集落形成，而对正常乳腺上皮细胞 MCF-10 A 影响最小。非靶向代谢组学分析显示 VPA 显著调节谷氨酰胺代谢。进一步实验证实，VPA 处理显著减少细胞谷氨酰胺摄取并下调关键谷氨酰胺转运体 ASCT2 的表达。机制上，VPA 下调 ASCT2，导致细胞内谷胱甘肽 (GSH) 合成减少，脂质活性氧 (ROS) 和丙二醛 (MDA) 积累，以及铁死亡关键蛋白 GPX4 表达的抑制，最终诱导铁死亡。使用铁死亡抑制剂 Ferrostatin-1 (Fer-1) 处理或过表达 ASCT2 逆转了 VPA 诱导的铁死亡和生长抑制。ASCT2 耗竭 (siRNA) 模拟了 VPA 的效果，同样抑制 TNBC 细胞生长并诱导铁死亡。体内实验进一步证实，VPA 处理显著抑制小鼠肿瘤生长，伴随 ASCT2 和 GPX4 蛋白水平下调。相反，ASCT2 过表达同样在体内逆转了 VPA 的抗肿瘤效果。

结论

本研究表明，VPA 通过下调 ASCT2，引发谷氨酰胺摄取危机，从而诱导铁死亡发挥抗 TNBC 作用。本研究揭示了 VPA 通过靶向谷氨酰胺代谢的新型机制，并提示其通过利用代谢脆弱性作为 TNBC 治疗策略的潜力。

引言

癌症已成为全球主要的死亡原因之一，某些高度恶性癌症的死亡率极高。截至 2022 年，乳腺癌仍是女性中最常见的癌症 [1]，全球新发病例达 230 万，死亡人数超过 66 万 [2]，严重威胁患者身体健康，并可能对其心理健康和生活质量造成深远影响。基于免疫组化标记物和分子生物学特征，乳腺癌分为四种亚型。其中，雌激素受体 (ER)、孕激素受体 (PR) 和 HER2 阴性的肿瘤被称为 TNBC。该亚型具有高度侵袭性、预后不良和复发率高的特点 [3]。由于缺乏相应的受体，三阴性乳腺癌对激素治疗和靶向治疗均不敏感——缺乏特异性药物导致死亡率极高。因此，开发针对 TNBC 的新型治疗策略或药物至关重要。

代谢重编程是癌症的标志之一 [4]，指肿瘤细胞在发育过程中调整和改变其代谢途径以满足快速增殖、能量供应和生物合成的需求。肿瘤细胞代谢重编程的最代表性形式是瓦博格效应，由葡萄糖代谢异常引起 [5]。氨基酸是细胞生存的基本营养底物，其代谢过程在肿瘤发展期间表现出异常上调。值得注意的是，虽然谷氨酰胺在正常生理条件下是非必需氨基酸，但在恶性转化过程中，肿瘤细胞对其的摄取和依赖性显著增加 [6]。谷氨酰胺为核苷酸、脂质和蛋白质的生物合成提供必需的碳源和氮源，同时参与维持细胞内氧化还原稳态。肿瘤细胞对谷氨酰胺的这种强迫依赖性被称为“谷氨酰胺成瘾”。SLC1A5（也称为 ASCT2）是细胞谷氨酰胺摄取的主要转运体。它在各种恶性肿瘤中显著上调，以满足其增加的谷氨酰胺需求，是肿瘤细胞谷氨酰胺成瘾的最关键途径 [7]。大量研究表明，谷氨酰胺成瘾存在于多种肿瘤中，包括胃癌、结直肠癌和乳腺癌 [8], [9]。值得注意的是，谷氨酰胺成瘾表现出异质性，乳腺癌的不同分子亚型在谷氨酰胺依赖性方面存在显著差异 [10], [11]。文献报道显示，基底样乳腺癌（即 TNBC）对谷氨酰胺摄取的敏感性高于腔面样乳腺癌 [12]。因此，开发靶向谷氨酰胺代谢抑制的治疗手段代表了治疗三阴性乳腺癌的新型治疗方法。

多项研究 [13], [14], [15] 表明，谷氨酰胺代谢通过调节 GSH/GPX4 抗氧化通路影响铁死亡。谷氨酰胺经谷氨酰胺酶 (GLS1/GLS2) 转化为谷氨酸后，与半胱氨酸和甘氨酸一起合成 GSH，作为 GPX4 的辅因子消除脂质过氧化物并维持细胞抗氧化稳态 [13], [14]。抑制 GLS 或阻断谷氨酰胺摄取会损害 GSH 合成，导致 GPX4 活性降低和脂质来源 ROS 的积累，从而促进铁死亡。由于大多数肿瘤高度依赖谷氨酰胺代谢，靶向 GLS 或谷氨酰胺转运体可以选择性地增强肿瘤细胞对铁死亡的敏感性；与铁死亡诱导剂联用时，该方法产生协同抗肿瘤效果。因此，干预谷氨酰胺 -GSH-GPX4 轴已成为肿瘤学中一种潜在的治疗策略 [16], [17], [18], [19]。

丙戊酸是一种源自琥珀酸的短链脂肪酸药物，天然存在于缬草中 [20]。最初作为广谱抗癫痫药使用，丙戊酸已获 FDA 批准用于癫痫和双相情感障碍治疗 [21]。近年来，由于其 HDAC 抑制活性，它被重新定位为一种潜在的抗癌药物 [22]。作为低成本、低毒性药物重新利用的典型代表，它吸引了广泛的临床前和临床研究。大量实验证明，代谢重编程是 VPA 抗癌作用的核心组成部分。通过抑制组蛋白去乙酰化酶并调节碳水化合物、脂质和氨基酸代谢，VPA 抑制癌症进展 [23], [24], [25], [26]。

迄今为止，尚无文献描述丙戊酸通过影响谷氨酰胺代谢而具有的抗癌特性。因此，本研究旨在调查丙戊酸是否通过影响三阴性乳腺癌中谷氨酰胺的摄取来增强癌细胞铁死亡，从而抑制乳腺癌进展。

章节摘要

细胞培养

人三阴性乳腺癌细胞 MDA-MB-231 培养于补充 10% 胎牛血清 (FBS, VivaCell) 和 1% 青霉素 - 链霉素溶液 (Solarbio) 的杜尔贝科改良鹰氏培养基 (Gibco) 中。BT-549 细胞培养于补充 10% 胎牛血清 (FBS, VivaCell) 和 1% 青霉素 - 链霉素溶液 (Solarbio) 的罗氏公园纪念研究所 1640 培养基 (VivaCell) 中。人乳腺上皮 MCF-10 A 细胞培养于专用培养基中

丙戊酸在体外抑制 TNBC 进展

为了评估丙戊酸对三阴性乳腺癌 MDA-MB-231 和 BT-549 细胞的影响，我们用不同浓度的 VPA（范围为 1 至 5 mM）处理癌细胞并测量细胞活力。结果显示，VPA 对 MDA-MB-231 和 BT-549 细胞的半数抑制浓度 (IC50) 为 3 mM，呈剂量依赖性抑制 (图 1a,b)，但对正常乳腺上皮细胞系 MCF-10 A 无此效果 (图 1c)。这表明 VPA 对

讨论

三阴性乳腺癌 (TNBC) 对谷氨酰胺摄取更敏感，靶向谷氨酰胺代谢可能成为治疗 TNBC 的新方法。2020 年发表的系统综述 [29] 详细解释了 TNBC 的代谢重编程特征，指出代谢适应在 TNBC 转移和化疗耐药中起关键作用，这为本研究探索 VPA 靶向谷氨酰胺代谢提供了重要背景。一些研究人员也

CRediT 作者贡献声明

杨易松：撰写 – 原稿。刘佳卓：可视化。刘怡婷：软件。邹腾：验证。陶然：监督。谭晓宇：撰写 – 审阅与编辑。刘双平：监督。

伦理声明

由于研究符合当地立法和机构要求，且仅使用商业可获得、已建立的细胞系，因此人类研究不需要伦理批准。大连大学研究伦理委员会批准了动物研究。研究符合当地立法和机构要求。

资金

作者声明，本研究和/或本文出版获得了资金支持。本研究由大连科技创新基金重大基础研究计划（2025JJ11PT004）支持。

利益冲突声明

作者声明以下财务利益/个人关系，可能被视为潜在的利益冲突：刘双平报告，大连辽宁中国海洋传统医学研究所提供了资金支持。如果有其他作者，他们声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能会影响本文报告的工作。

杨易松|刘佳卓|刘怡婷|邹腾|陶然|谭晓宇|刘双平

大连大学医学院有机天然产物功能成分利用工程技术研究中心，辽宁大连，中国