冷大气等离子体通过调控 USP49/HDAC3 轴介导铁死亡：子宫内膜癌治疗新策略

《Journal of Translational Medicine》：Cold atmospheric plasma drives USP49/HDAC3 axis mediated ferroptosis as a novel therapeutic strategy in endometrial cancer via reinforcing lactylation dependent p53 expression

子宫内膜癌发病率和死亡率不断上升，现有治疗手段有限。研究人员开展冷大气等离子体（CAP）对子宫内膜癌作用及机制的研究，发现 CAP 通过 USP49/HDAC3 轴调控 p53 表达诱导铁死亡，抑制癌细胞增殖、迁移和侵袭，为子宫内膜癌治疗提供新方向。

　　在女性健康领域，子宫内膜癌是一种常见的妇科癌症，其发病率和死亡率呈上升趋势。目前，手术、放疗、化疗以及免疫治疗虽在一定程度上应用于子宫内膜癌的治疗，但患者的辅助治疗选择有限，5 年生存率也未得到显著改善 。因此，寻找新的治疗方法迫在眉睫。郑州大学第三附属医院等研究机构的研究人员开展了相关研究，旨在探究冷大气等离子体（Cold Atmospheric Plasma，CAP）对子宫内膜癌进展的影响及其调控机制，研究成果发表在《Journal of Translational Medicine》上。

研究人员运用了多种关键技术方法，包括通过蛋白质组学技术筛选 CAP 作用于子宫内膜癌细胞的潜在靶点和信号通路；利用菌落形成、EdU、伤口愈合和 Transwell 实验检测细胞增殖、迁移和侵袭能力；采用 MDA、脂质 ROS 和 JC - 1 MMP 实验检测铁死亡；运用免疫沉淀 - 质谱、免疫共沉淀、免疫荧光共定位和分子对接分析蛋白间相互作用；构建肿瘤异种移植模型验证 CAP 在体内的作用等。研究中使用了来自郑州大学第三附属医院的 9 例人未治疗子宫内膜癌组织标本，以及 HEC - 1B、Ishikawa 人子宫内膜癌细胞系和人子宫内膜细胞（EEC） 。

下面来看具体的研究结果：

1. CAP 处理后细胞培养液中活性物质的理化性质分析：通过光学发射光谱（Optical Emission Spectroscopy，OES）、电子自旋共振光谱（Electron Spin Resonance Spectroscopy，ESR）等技术检测发现，CAP 处理后细胞培养液中产生了大量活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）和含氮活性物质（Reactive Nitrogen Species，RNS），同时 pH 下降，温度、电导率和氧化还原电位（Oxidation - Reduction Potential，ORP）上升。
2. CAP 抑制子宫内膜癌细胞体外增殖、迁移和侵袭：CCK8、菌落形成、EdU 等实验表明，CAP 处理显著抑制 HEC - 1B 和 Ishikawa 细胞的增殖，且对正常子宫内膜细胞 EEC 活性无明显影响。伤口愈合和 Transwell 实验显示，CAP 处理后细胞迁移和侵袭能力明显下降。
3. CAP 促进子宫内膜癌细胞铁死亡信号通路：蛋白质组学分析、基因集富集分析（Gene Set Enrichment Analysis，GSEA）等研究发现，CAP 处理后子宫内膜癌细胞铁死亡信号通路显著上调。实验还观察到 CAP 处理后细胞中丙二醛（Malondialdehyde，MDA）、脂质 ROS 水平升高，线粒体膜电位降低，且这些变化可被铁死亡抑制剂 Fer - 1 逆转。
4. CAP 通过抑制 HDAC3 表达增强子宫内膜癌细胞铁死亡：基于蛋白质组学数据和生物信息学分析，发现 HDAC3 在 CAP 调节铁死亡中起重要作用。实验表明，CAP 处理后 HDAC3 蛋白表达下降，但 mRNA 水平无明显变化。过表达 HDAC3 可缓解 CAP 对细胞增殖、迁移和侵袭的抑制作用，以及对铁死亡的促进作用。
5. 去泛素化酶 USP49 与 HDAC3 相互作用并增强其稳定性：通过免疫共沉淀质谱、免疫共沉淀、免疫荧光等实验证实，USP49 与 HDAC3 相互作用。CAP 处理可降低 USP49 表达，进而减少 HDAC3 蛋白稳定性，通过泛素 - 蛋白酶体途径调节 HDAC3 蛋白水平。
6. USP49 通过调节 HDAC3 表达促进子宫内膜癌进展：分析公共数据库发现，USP49 在子宫内膜癌组织中高表达，且与患者预后不良相关。功能实验表明，USP49 过表达促进子宫内膜癌细胞增殖、迁移和侵袭，敲低 USP49 则抑制这些过程，并影响 HDAC3 介导的铁死亡调节。
7. CAP 诱导 p53 表达涉及 HDAC3 对组蛋白 H3K18 的乳酸化修饰：研究发现 CAP 处理可增加细胞乳酸化水平，特别是组蛋白 H3K18 的乳酸化。ChIP - qPCR 等实验表明，CAP 通过调节 HDAC3 活性，增强 H3K18 乳酸化，进而促进 p53 表达。过表达 HDAC3 可抑制 CAP 诱导的 H3K18 乳酸化和 p53 表达增加。
8. CAP 通过上调 p53 抑制子宫内膜癌细胞进展并促进铁死亡：p53 敲低实验表明，敲低 p53 可逆转 CAP 对子宫内膜癌细胞迁移、侵袭和铁死亡的抑制作用。在过表达 HDAC3 的细胞中上调 p53，可有效抑制细胞增殖、迁移和侵袭，并恢复铁死亡相关指标。
9. CAP 在体内通过诱导铁死亡抑制子宫内膜癌进展：构建裸鼠肿瘤异种移植模型，结果显示 CAP 处理显著抑制肿瘤生长，而铁死亡抑制剂 Fer - 1 可逆转这种抑制作用。体内实验还证实了 CAP 的安全性，以及 CAP 对相关蛋白表达的影响与体外实验一致。

研究结论表明，CAP 通过下调 USP49 表达，促进 HDAC3 蛋白泛素化降解，进而上调 H3K18 乳酸化水平，促进 p53 表达，诱导子宫内膜癌细胞发生铁死亡，最终抑制癌细胞的增殖、迁移和侵袭。这一研究揭示了 CAP 治疗子宫内膜癌的新机制，为子宫内膜癌的治疗提供了新的潜在治疗靶点和策略。然而，在将 CAP 应用于临床治疗之前，还需要进一步开展临床研究，评估其疗效、安全性和最佳治疗方案，同时对 CAP 诱导铁死亡的精确机制和相关调节分子仍需深入研究。