IDO1 通过调控 FTO 介导的 m6A 甲基化和 SLC7A11 mRNA 稳定性抑制胶质母细胞瘤进展，为治疗带来新希望

胶质母细胞瘤（GBM）预后差，亟待新疗法。研究人员探究 IDO1 对 GBM 细胞的影响，发现 IDO1 高表达与 GBM 进展相关，通过 IDO1-AhR-FTO 轴抑制铁死亡促进肿瘤进展。该研究为 GBM 治疗提供新思路。

　　在人体这个神秘的 “小宇宙” 里，大脑堪称最精密的 “核心区域”，而胶质母细胞瘤（Glioblastoma multiforme，GBM）却如同隐藏在其中的一颗 “定时炸弹”，严重威胁着人们的健康。GBM 是中枢神经系统中最具侵袭性的脑肿瘤，即便当前手术、放疗、化疗等手段不断发展，患者的中位生存期仍小于 15 个月，预后情况不容乐观。面对这一困境，深入探索 GBM 发病的潜在分子机制，寻找有效的治疗靶点，成为了医学领域亟待攻克的难题。

在这样的背景下，贵州医科大学的研究人员勇挑重担，开展了一项意义重大的研究，相关成果发表在《Cell Death Discovery》杂志上。

研究人员聚焦于吲哚胺 2,3 - 双加氧酶 1（Indoleamine 2, 3-dioxygenase 1，IDO1）对 GBM 细胞的影响。IDO1 是一种参与色氨酸分解代谢的酶，具有免疫抑制能力。此前研究发现，GBM 细胞通常不表达 IDO1，但肿瘤浸润 T 细胞分泌的干扰素可诱导其表达，且较高的 GBM 浸润 T 细胞水平与肿瘤 IDO1 表达增加以及患者总生存期（Overall Survival，OS）下降有关。然而，针对 IDO1 代谢活性的药物抑制剂在癌症患者的随机临床试验中，并未显示出明显的生存益处。同时，IDO1 与铁死亡（ferroptosis，一种独特的非凋亡性细胞死亡形式，由过量铁依赖性脂质过氧化引起）之间的关系在功能和机制上存在争议。

为了深入探究这些问题，研究人员开展了一系列实验。他们运用了多种关键技术方法：从多个数据库获取数据进行分析，对比不同级别胶质瘤和正常组织中相关基因的表达；收集临床 GBM 标本和相邻非肿瘤组织进行免疫组化（Immunohistochemistry，IHC）染色，直观观察蛋白表达情况；构建细胞模型，通过慢病毒介导的 IDO1 过表达和干扰 RNA（siRNA）介导的基因敲低等操作，研究基因功能；运用实时荧光定量聚合酶链反应（Reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction，RT-qPCR）、蛋白质免疫印迹法（Western blotting）等技术检测基因和蛋白的表达水平；还利用了脂质过氧化和活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）水平检测、铁死亡检测等实验手段，全面深入地剖析细胞内的变化。

研究结果如下：

• IDO1 在 GBM 患者中表达上调：通过对多个数据库数据的分析以及对临床标本的 IHC 染色发现，GBM 患者中 IDO1 的 mRNA 和蛋白表达水平明显高于低级别胶质瘤（Low-grade glioma，LGG）患者和正常组织。进一步研究表明，高 IDO1 mRNA 表达与胶质瘤中异柠檬酸脱氢酶（Isocitrate dehydrogenase，IDH）野生型（WT）和 1p/19q 非共缺失亚型呈正相关，且 IDO1 高表达患者的 OS 显著低于低表达患者，这表明 IDO1 是胶质瘤进展的重要调节因子，高表达 IDO1 可作为 GBM 不良预后的潜在预测指标。
• IDO1 抑制 GBM 细胞脂质过氧化生成和铁死亡：在 U87 和 LN229 细胞中过表达 IDO1，发现其虽抑制细胞增殖，但显著降低细胞死亡率，尤其是对铁死亡诱导剂（如 Erastin、ML - 210）的抵抗作用明显。IDO1 过表达减少了细胞内 ROS 和脂质过氧化物的生成，减轻了线粒体损伤，降低了丙二醛（Malondialdehyde，MDA）和细胞内 Fe^{2 +}的含量，表明 IDO1 在 GBM 细胞铁死亡过程中发挥重要作用。
• IDO1 对 GBM 细胞铁死亡的调节依赖于 SLC7A11 表达：ELISA 检测发现，IDO1 过表达的 GBM 细胞中胱氨酸和谷胱甘肽（Glutathione，GSH）水平显著升高。RT-qPCR 和 Western blotting 分析表明，IDO1 过表达增加了溶质载体家族 7 成员 11（Solute carrier family 7 member 11，SLC7A11）的 mRNA 和蛋白表达水平，但对谷胱甘肽过氧化物酶 4（Glutathione peroxidase 4，GPX4）无影响。通过 siRNA 介导的 SLC7A11 敲低实验证实，IDO1 抑制 GBM 细胞铁死亡至少部分是通过上调 SLC7A11 表达实现的。
• IDO1 通过增加 m⁶A 沉积提高 SLC7A11 mRNA 稳定性：荧光素酶报告基因实验显示 IDO1 不影响 SLC7A11 基因启动子活性，表明其通过转录后机制调节 SLC7A11 表达。mRNA 稳定性实验发现，IDO1 过表达使 SLC7A11 mRNA 半衰期延长。Dot blot 实验和 MeRIP-qPCR 分析表明，IDO1 过表达增加了细胞内整体 m⁶A 甲基化水平，且特异性提高了 SLC7A11 mRNA 3’UTR 区域的 m⁶A 修饰。m⁶A 抑制剂（STM2457）处理和 METTL3 敲低实验进一步证实了 IDO1 通过 m⁶A 修饰机制调节 SLC7A11 表达。
• IDO1 通过 AhR 介导的 FTO 基因转录抑制促进 m⁶A 甲基化：研究发现 IDO1 过表达降低了 FTO 蛋白表达，但不影响其他 m⁶A 调节因子表达。进一步研究表明，IDO1 过表达增加了 AhR 蛋白表达和核分布，AhR 与 FTO 表达呈负相关。ChIP-qPCR 实验证实 AhR 特异性结合 FTO 基因启动子区域，IDO1 过表达增强了这种结合。siRNA 介导的 AhR 敲低实验表明，IDO1 通过 AhR 介导的转录抑制机制下调 FTO 基因表达，从而促进 m⁶A 积累。

研究结论和讨论部分指出，铁死亡是一种新型的铁依赖性调节细胞死亡方式，SLC7A11 是铁死亡抑制的关键因素。该研究揭示了 IDO1 在 GBM 细胞中通过上调 SLC7A11 表达，构建抗铁死亡防御机制，促进肿瘤进展的调控机制。同时，研究还表明 IDO1 通过 IDO1 - Kyn - AhR 轴负向调节 FTO 表达，增加 m⁶A 沉积，提高 SLC7A11 mRNA 稳定性和表达，进而抑制铁死亡。这一研究为 GBM 的治疗提供了新的策略，即抑制 m⁶A 相关通路可能成为改善 GBM 治疗效果的潜在靶点，为攻克 GBM 这一难题带来了新的希望。