靶向雌激素调控的 system xc-：开启 ER+乳腺癌治疗新征程

为解决 ER+乳腺癌内分泌治疗耐药及对铁死亡诱导剂相对抵抗的问题，研究人员开展了靶向雌激素调控的 system xc-对 ER+乳腺癌影响的研究。结果表明，靶向该系统可增强铁死亡及内分泌敏感性，为患者提供新疗法。

　　在全球范围内，乳腺癌已超越肺癌，成为最常见的癌症类型。其中，雌激素受体阳性（ER⁺）乳腺癌约占所有乳腺癌病例的 70%，这类癌症依赖雌激素生长。针对 ER⁺乳腺癌，以抗雌激素为基础的内分泌疗法是一线治疗方案，如 ER^α调节剂他莫昔芬（Tamoxifen）、ER^α降解剂氟维司群（Fulvestrant）和芳香酶抑制剂来曲唑（Letrozole）等，这些疗法显著提高了激素受体阳性（HR⁺）乳腺癌患者的生存率。然而，约半数接受内分泌治疗的患者会出现复发，这成为临床治疗的一大难题。

铁死亡（Ferroptosis）是 2012 年被发现的一种调节性细胞死亡形式，它与细胞凋亡、焦亡及坏死不同，是由铁依赖的脂质过氧化催化导致细胞膜上脂质过氧化物（lipid ROS）积累，最终致使细胞死亡。在乳腺癌中，尤其是三阴性乳腺癌（TNBC），铁死亡发挥着重要作用。但与 TNBC 相比，ER⁺乳腺癌中铁死亡的调控机制在很大程度上尚不清楚，且 ER⁺乳腺癌细胞对铁死亡诱导剂的敏感性低于 TNBC 细胞。因此，探究 ER⁺乳腺癌细胞对铁死亡抵抗的机制以及雌激素在其中的作用至关重要。

温州医科大学的研究人员针对上述问题展开了深入研究。他们发现，雌激素 / ER^α信号通过上调 SLC7A11 和 SLC3A2 的表达抑制了 ER⁺乳腺癌中的铁死亡。内分泌抵抗的 ER⁺乳腺癌中 SLC7A11 和 SLC3A2 水平升高，而靶向 SLC7A11 的铁死亡诱导剂可抑制内分泌抵抗的 ER⁺乳腺肿瘤的生长。这一研究成果发表在《Cell Death and Disease》上，为 ER⁺乳腺癌的治疗提供了新的方向和策略。

研究人员在开展研究时，运用了多种关键技术方法。利用细胞系实验，包括对多种乳腺癌细胞系进行培养和处理，如构建他莫昔芬耐药细胞系等；通过动物实验，使用裸鼠建立肿瘤模型来评估药物疗效；借助生物信息学分析，对 TCGA 和 GEO 等数据库中的数据进行挖掘；采用分子生物学技术，如 q-PCR 检测 mRNA 水平、Western blot 检测蛋白水平、Luciferase reporter assay 和 Chromatin Immunoprecipitation (ChIP) assay 探究转录调控机制等。

研究结果

1. 雌激素 / ER^α抑制 ER⁺乳腺癌细胞的铁死亡：研究人员分析 NCI-60 代谢组学数据集发现，ER⁺乳腺癌细胞系中谷胱甘肽（一种对抗铁死亡的关键抗氧化剂）水平显著高于 ER^-乳腺癌细胞系。ER^-乳腺癌细胞系对铁死亡诱导剂 Erastin 更敏感。沉默 ER^α可提高细胞内脂质 ROS 水平和 Fe²⁺含量，引发线粒体形态变化，而雌激素刺激则增强了 ER⁺乳腺癌细胞系的胱氨酸摄取和 GSH/GSSG 比值。此外，铁死亡抑制剂 Ferrostatin-1 可部分缓解因 ER^α敲低导致的脂质 ROS 增加和细胞活力下降，铁死亡诱导剂 Erastin 则加剧这些变化，表明 ER^α在抑制 ER⁺乳腺癌细胞铁死亡中起重要作用。
2. system x_c^-的表达与 ER^α表达正相关，并预示 ER⁺乳腺癌预后不良：通过分析雌激素刺激的 MCF-7 细胞的 GEO 数据集，发现 system x_c^-中负责胱氨酸摄取的成分 SLC7A11 和 SLC3A2 的表达在雌激素处理后上调。对 TCGA 数据集的分析表明，在乳腺癌的管腔 A 型和管腔 B 型中，SLC7A11 和 ESR1 的 mRNA 水平呈弱正相关。在 ER⁺乳腺癌细胞系中，SLC7A11 和 SLC3A2 的蛋白质水平与 ER^α蛋白质水平正相关。而且，SLC7A11 和 SLC3A2 的 mRNA 高水平与乳腺癌患者的总生存率和无复发生存率降低相关，恶性乳腺癌组织中这两种蛋白的水平高于良性组织。
3. ER^α转录促进 SLC7A11 和 SLC3A2 的表达：q-PCR 分析显示，雌激素显著增加 ER⁺乳腺癌细胞中 SLC7A11 和 SLC3A2 的 mRNA 水平，同时也提高其蛋白质水平。而 ER^α降解药物 Fulvestrant 可抑制雌激素诱导的 SLC7A11 和 SLC3A2 蛋白质水平升高，敲低 ER^α则降低这两种基因的 mRNA 和蛋白质水平。进一步研究发现，ER^α作为转录因子，可直接结合到 SLC7A11 和 SLC3A2 启动子区域的雌激素反应元件（ERE）上，增强其转录。
4. SLC7A11 和 SLC3A2 介导 ER^α对 ER⁺乳腺癌细胞铁死亡的抑制作用：敲低 SLC7A11 或 SLC3A2 可显著抑制 ER⁺乳腺癌细胞的生长。过表达外源性 SLC7A11 和 SLC3A2 可部分降低因 ER^α敲低导致的脂质 ROS 水平，恢复被 ER^α拮抗剂 Fulvestrant 和他莫昔芬抑制的细胞生长。此外，他莫昔芬、Fulvestrant 与靶向 x_c^-的药物 Erastin 联合使用，比单一药物治疗更能抑制 ER⁺乳腺癌细胞的生长，表明靶向 x_c^-诱导铁死亡可增加 ER⁺乳腺癌细胞对内分泌治疗的敏感性。
5. SLC7A11 和 SLC3A2 的表达在内分泌抵抗的 ER⁺乳腺癌中上调：分析 GEO 数据集发现，在他莫昔芬耐药的 MCF-7 细胞中，包括 SLC7A11 和 SLC3A2 在内的多种铁死亡相关基因表达升高。实验室构建的他莫昔芬耐药（TamR）MCF-7 细胞中，SLC7A11 和 SLC3A2 的蛋白质水平也显著增强。而且，SLC7A11 和 SLC3A2 的 mRNA 高水平与接受他莫昔芬治疗的患者生存率低相关，内分泌抵抗的乳腺肿瘤中这两种蛋白的表达高于原发性 ER⁺乳腺肿瘤。
6. 铁死亡诱导剂抑制他莫昔芬耐药的 ER⁺乳腺肿瘤生长：由于 SLC7A11 和 SLC3A2 过表达会降低 ER⁺乳腺癌细胞对 Fulvestrant 治疗的敏感性，研究人员推测靶向 SLC7A11 和 SLC3A2 的药物可通过诱导铁死亡治疗内分泌抵抗的乳腺肿瘤。他们评估了索拉非尼（Sorafenib）和咪唑酮 Erastin（IKE）对他莫昔芬耐药的 ZR-75-1 细胞的作用。结果显示，索拉非尼和 IKE 在体外和体内均能有效抑制他莫昔芬耐药细胞的生长，且联合他莫昔芬使用效果更显著。免疫组化分析表明，索拉非尼和 IKE 治疗可降低肿瘤组织中 SLC7A11 和增殖标记物 Ki67 的水平，增加铁死亡标记物 4-HNE 的水平。

研究结论与讨论

该研究揭示了雌激素 / ER^α信号通路通过上调 SLC7A11 和 SLC3A2 的表达抑制 ER⁺乳腺癌中的铁死亡，内分泌抵抗的 ER⁺乳腺癌中这两种蛋白水平升高，靶向 SLC7A11 和 SLC3A2 的铁死亡诱导剂对内分泌抵抗的 ER⁺乳腺肿瘤具有抑制作用。这一发现为 ER⁺乳腺癌的治疗提供了新的潜在靶点和治疗策略，尤其是针对内分泌抵抗的患者。然而，ER⁺乳腺癌患者发生内分泌抵抗的机制复杂多样，除了 SLC7A11 和 SLC3A2，其他铁死亡相关蛋白在其中的作用仍需进一步研究。此外，虽然索拉非尼和 IKE 在研究中显示出良好的疗效，但在临床应用中还需考虑更多因素，如药物的副作用等。未来的研究可以在此基础上，进一步探索 ER⁺乳腺癌铁死亡调控的复杂机制，为开发更有效的治疗方法提供理论依据。