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The FASEB Journal来源发表:

鞣花酸通过激活p38并上调Keap1抑制Nrf2/HO-1,使RSL3在胰腺导管腺癌中诱导的铁死亡显著增强

核心概要

该研究在KRAS突变型与野生型胰腺导管腺癌细胞(PANC-1、BxPC-3)及PANC-1皮下移植瘤模型中证明,天然多酚鞣花酸(EA)与GPX4抑制剂RSL3联用可协同降低细胞活力并抑制肿瘤生长,其机制是EA激活p38 MAPK、上调Keap1,从而抑制Nrf2/HO-1抗氧化轴,放大铁积累、脂质过氧化与GPX4下调等铁死亡标志,且Fer-1可挽救细胞活力而凋亡、坏死性凋亡、自噬抑制剂不能。

Source-provided article image: Ellagic Acid Enhances RSL3-Induced Ferroptosis by Inhibiting the Nrf2/HO-1 Signaling Pathway in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma.
FIGURE 1 ·

The effects of RSL3 on cell viability in PDAC cell lines were enhanced by EA. (a) MTT assay results following treatment with various concentrations of EA; (b) MTT assay results following treatment with different concentrations of RSL3; (c) Assessment of cell viability after treatment with EA (50 μM) and RSL3 (1 μM) either individually or in combination. Data are presented as mean ± SD. A p < 0.05 was deemed significant; *: Indicates a significant difference from controls; *#: Indicates a significant difference when compared to both control and RSL3 groups.

PubMed

深度剖析

EA与RSL3联用在PDAC细胞和PANC-1移植瘤中协同增强铁死亡并抑制肿瘤生长。 此前EA在PDAC中已知可诱导凋亡、G1期阻滞并抑制NF-κB/COX-2,但其对铁死亡的调控作用尚未被探索;该研究首次将EA定位为铁死亡增敏剂。 体外CCK-8显示联用较单药显著降低活力(p<0.001);体内移植瘤瘤重1.22±0.10 mg、瘤体积312.2±18.3 mm³,均显著低于对照与RSL3单药(p<0.001),每组n=6。

联用放大了铁死亡标志物并下调GPX4,Fer-1可挽救活力而其他死亡通路抑制剂无效,支持铁死亡为主导死亡方式。 该研究不仅报告铁死亡标志升高,还通过Fer-1、Z-VAD-FMK、necrostatin-1、3-MA的对照实验排除了凋亡、坏死性凋亡与自噬作为主要机制。 Fer-1使PANC-1活力由41.37%±1.89%回升至71.43%±2.15%、BxPC-3由29.28%±1.76%回升至72.55%±2.34%(p<0.001),而其他抑制剂无挽救作用(p>0.05)。

EA通过激活p38 MAPK并上调Keap1来抑制Nrf2/HO-1轴,构成其增敏铁死亡的机制。 既往将Nrf2/HO-1抑制与铁死亡增敏联系的工作多使用单克隆抗体或合成抑制剂,该研究提出天然多酚经p38–Keap1–Nrf2–HO-1轴发挥作用,并补充了p38上游机制。 EA处理后phospho-Thr180 p38升高,p38抑制剂SB202190可逆转该升高并削弱EA对Nrf2/HO-1的抑制及细胞毒作用;siRNA敲低Nrf2增强联用敏感性并升高MDA与脂质ROS;过表达Nrf2或HO-1、或用t-BHQ/hemin激活二者,均可部分抵消联用的生长抑制作用。

该联用在体内未观察到明显系统毒性,且体内结果与体外一致。 研究在移植瘤中同步检测了铁死亡参数与p38/Nrf2/HO-1轴,显示体内外机制一致。 各组体重无显著差异(p>0.05),无动物达到预设人道终点;体内总铁、可螯合铁、MDA、脂质ROS升高而GPX4下降(p<0.001),Nrf2/HO-1降低、Keap1与phospho-p38升高。

启示与展望

该结果适用于KRAS突变型与野生型PDAC细胞系(PANC-1、BxPC-3)及PANC-1皮下移植瘤模型,提示EA可作为铁死亡增敏剂与GPX4抑制剂联用;对后续研究而言,作者建议在正位PDAC模型或患者来源类器官中验证,并评估与吉西他滨/白蛋白紫杉醇的联合协同、用共培养模型考察与癌相关成纤维细胞的基质互作,以及探索p38–Keap1–Nrf2–HO-1轴组分或循环脂质过氧化物作为预测性生物标志物以筛选可能获益的患者。

EA在人体内生物利用度有限且经肠道菌群代谢为尿石素衍生物,这些代谢物可能贡献体内活性,因此动物模型中的效应能否在临床重现仍是开放问题;此外,皮下移植瘤不能完全反映PDAC的基质与解剖环境,且本研究未评估药代动力学参数,故EA+RSL3的给药方案与暴露-效应关系有待明确;p38–Keap1–Nrf2–HO-1轴组分能否作为预测性生物标志物也需前瞻性研究验证。

来源