揭秘 circTTC13:开启肝细胞癌治疗新希望的 “钥匙”,调控铁死亡逆转耐药困境

【字体: 时间:2025年02月15日 来源:Molecular Cancer 27.7

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  为解决 HCC 早期诊断困难和晚期耐药问题,广州中医药大学第一附属医院的研究人员开展 circTTC13 相关研究。结果发现其可调控铁死亡影响 HCC 进展和耐药。该研究为 HCC 治疗提供新靶点,极具科研价值,推荐一读。

  
在癌症的世界里,肝细胞癌(HCC,一种原发性肝癌,占原发性肝癌病例的 75 - 85%)就像一个可怕的 “大反派”,它不仅在全球范围内频繁 “作恶”,是第六大常见且第三大致命的恶性肿瘤,而且还特别 “狡猾”。尽管如今治疗它的方法越来越多,像免疫检查点抑制剂、索拉非尼和乐伐替尼等,但它总是能想出各种办法来 “抵抗”,比如利用患者个体敏感性差异、产生难以忍受的副作用以及逐渐发展出耐药性,导致治疗效果大打折扣。所以,弄清楚肝细胞癌不断发展和产生耐药性的机制,找到新的、有效的诊断和治疗分子靶点,就成了医学研究领域的当务之急。

在这个探索过程中,一类神秘的分子 —— 环状 RNA(circRNAs,一种非编码 RNA,具有组织或细胞类型特异性表达,由前体 mRNA 反向剪接形成,稳定性比线性 RNA 高 )进入了研究者的视野。它们在各种癌症的发展过程中似乎扮演着重要角色,然而在肝细胞癌中,虽然发现了许多不同表达的 circRNAs,但它们在致癌过程和治疗反应中的潜在作用大多还是个谜。与此同时,一种名为铁死亡(一种依赖于游离亚铁离子和活性氧物种(ROS)生成的程序性细胞死亡方式,与脂质代谢密切相关 )的细胞死亡形式也引起了研究者的关注。肿瘤细胞常常会抑制铁死亡,从而在恶劣环境中存活和生长。但有趣的是,那些对常见化疗药物耐药的肿瘤细胞,却对铁死亡诱导剂高度敏感。这就给了研究者一个思路:是不是可以通过调控铁死亡来治疗癌症,甚至逆转肿瘤的耐药性呢?而且,circRNAs 与脂质代谢有关,脂质代谢又和铁死亡紧密相连,那么 circRNAs 会不会在调控铁死亡方面发挥关键作用呢?

带着这些疑问,广州中医药大学第一附属医院的研究人员在《Molecular Cancer》期刊上发表了一篇名为 “CircTTC13 promotes sorafenib resistance in hepatocellular carcinoma through the inhibition of ferroptosis by targeting the miR - 513a - 5p/SLC7A11 axis” 的论文。他们发现了一个名为 circTTC13 的新型环状 RNA,它在肝细胞癌组织中高表达,并且和肿瘤的分级、分期以及患者的不良预后都有关系。circTTC13 就像一个 “帮凶”,通过上调 SLC7A11(一种胱氨酸 / 谷氨酸反向转运蛋白,能将细胞外胱氨酸转运到细胞质中,参与抗氧化防御 ),抑制铁死亡,促进肿瘤的生长、转移,还会让肿瘤对索拉非尼产生耐药性。相反,沉默 circTTC13 可以促进铁死亡,抑制肿瘤的恶性特征,甚至逆转索拉非尼耐药。这一发现为肝细胞癌的治疗提供了新的潜在靶点,意义重大。

为了开展这项研究,研究人员用到了好几种关键技术方法。他们通过对人类标本进行 circRNA 测序,筛选出在肝细胞癌组织和正常组织中差异表达的 circRNAs;利用实时定量逆转录 PCR(qRT - PCR)技术,检测 circRNA 和 mRNA 的表达水平;采用蛋白质免疫印迹(Western blotting)技术,分析蛋白质的表达情况;运用双荧光素酶报告基因检测实验,验证分子之间的相互作用;还建立了多种细胞模型和动物模型,观察 circTTC13 对细胞和肿瘤的影响。

下面来详细看看研究结果。

  • CircTTC13 在 HCC 中表达升高且与不良预后相关:研究人员先对比了肝癌组织样本和相邻非癌组织中 circRNAs 的表达情况,发现有 95 个 circRNAs 存在高差异表达。经过一系列筛选和验证,确定了 hsa_circ_0000195(也就是 circTTC13)在肝癌组织中差异表达,而且在肝癌细胞系中表达也更高。他们还发现 circTTC13 主要位于细胞质中,并且高表达的 circTTC13 与患者的不良预后有关,它和更高的 BCLC 分期、Edmondson 分级都呈正相关。这就像是给研究人员发出了一个信号:circTTC13 在肝癌的发展过程中肯定不简单。
  • 沉默 circTTC13 诱导铁死亡并抑制肝癌细胞的增殖、侵袭和迁移:为了弄清楚 circTTC13 对肝癌细胞的具体影响,研究人员在体外进行了一系列实验。他们用 shRNA 敲低 circTTC13 后发现,肝癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力都受到了抑制,细胞死亡增加。有趣的是,用铁死亡抑制剂 Fer - 1 处理细胞后,能逆转 circTTC13 沉默导致的细胞活力下降,而其他细胞死亡方式的抑制剂却没有这种效果,这表明铁死亡可能是 circTTC13 影响肝癌进程的主要机制。进一步研究发现,沉默 circTTC13 会使细胞内 ROS 积累增加、线粒体膜电位降低、Fe2?水平升高,还会改变一些与铁死亡相关的蛋白表达,这些都说明沉默 circTTC13 能促进铁死亡。在小鼠实验中,接种 circTTC13 沉默的肝癌细胞后,小鼠肝脏肿瘤的生长速度明显减慢,肿瘤内的谷胱甘肽浓度降低,脂质过氧化物积累增加,再次证实了沉默 circTTC13 的抗癌效果。
  • 沉默 circTTC13 通过增强铁死亡限制外植体 HCC 肿瘤的生长:研究人员在小鼠身上建立了皮下肿瘤模型,来验证 circTTC13 沉默在体内的抗癌效果和铁死亡的作用。结果发现,沉默 circTTC13 能显著减小肿瘤的体积和重量,抑制肿瘤的进展,促进铁死亡。而注射铁死亡抑制剂 Fer - 1 后,这些效果会部分被逆转。这就像在小鼠体内进行了一场 “战斗”,circTTC13 沉默像是正义的一方,通过促进铁死亡来对抗肿瘤,而 Fer - 1 则像是肿瘤的 “救兵”,削弱了 circTTC13 沉默的抗癌效果。
  • circTTC13 通过海绵吸附 miR - 513a - 5p 上调 SLC7A11:circRNAs 常常通过结合特定的 miRNAs 来发挥作用,研究人员也想弄清楚 circTTC13 是不是也是这样。他们通过数据库搜索,找到了两个可能与 circTTC13 结合的 miRNAs——miR - 485 - 3p 和 miR - 513a - 5p。经过双荧光素酶报告基因检测和 RNA - FISH 实验验证,发现 circTTC13 能和 miR - 513a - 5p 结合并海绵吸附它。然后,他们又通过多个数据库筛选和分析,确定了 SLC7A11 是 miR - 513a - 5p 的下游靶基因,而且高表达的 SLC7A11 与患者的不良预后相关。这就像是发现了一条 “秘密通道”,circTTC13 通过海绵吸附 miR - 513a - 5p,从而影响 SLC7A11 的表达。
  • circTTC13 通过 SLC7A11 抑制铁死亡并促进 HCC 的增殖、侵袭和迁移:研究人员进一步验证了 miR - 513a - 5p 和 SLC7A11 的相互作用,发现 miR - 513a - 5p 能抑制野生型 SLC7A11 的荧光素酶活性,而且它们主要在细胞质中共定位。在临床样本和基础实验中也证实,circTTC13 的表达会影响 SLC7A11 的表达。沉默 circTTC13 会抑制肝癌细胞的增殖、侵袭和铁死亡,而过度表达 SLC7A11 则能逆转这些效果。这表明 circTTC13 促进肿瘤生长的作用,是通过海绵吸附 miR - 513a - 5p,导致 SLC7A11 表达升高实现的。
  • SLC7A11 抑制剂逆转了 circTTC13 过表达对肿瘤生长的影响:研究人员用 SLC7A11 抑制剂 SSZ 进行实验,发现它能逆转 circTTC13 过表达对肝肿瘤生长和铁死亡的影响。circTTC13 过表达会使肿瘤体积和重量增加,加速肿瘤进展,而 SSZ 处理后,这些效果都被逆转了,同时肿瘤内的 MDA 积累增加,GPX4 表达和 GSH 水平降低,说明铁死亡被促进了。此外,在体内敲低 SLC7A11 后发现,当 circTTC13 过表达时,对肿瘤生长的抑制作用更明显,这进一步证明了 circTTC13 可能通过 SLC7A11 发挥作用。
  • 沉默 circTTC13 下调 SLC7A11 并逆转索拉非尼耐药:研究人员建立了对索拉非尼耐药的肝癌细胞系,发现 circTTC13 在这些耐药细胞中的表达比亲本细胞更高。敲低 circTTC13 后,耐药细胞的活力下降,铁死亡被触发,肿瘤体积和重量减小,体内的铁死亡相关指标也发生了变化。而且,SLC7A11 在耐药细胞和组织中高表达,敲低 circTTC13 后其表达被抑制。这表明沉默 circTTC13 可以通过下调 SLC7A11,增强索拉非尼的敏感性,逆转肿瘤的耐药性。

综合研究结果和讨论部分,这项研究发现了 circTTC13 在肝细胞癌中的重要作用。circTTC13 就像肿瘤的 “帮凶”,通过调控铁死亡促进肿瘤的发展和耐药,而沉默 circTTC13 则像是给肿瘤 “致命一击”,能抑制肿瘤生长,甚至逆转耐药性。这一发现为肝细胞癌的治疗提供了新的潜在靶点,让我们在对抗肝细胞癌的道路上看到了新的希望。不过,目前的研究还存在一些不足,比如 circTTC13 在索拉非尼耐药中的具体靶点还没有完全验证,它对其他药物耐药性的调控作用也不清楚,与一线靶向免疫治疗联合使用的效果也有待研究。但这些不足也为后续的研究指明了方向,相信在未来,随着研究的不断深入,我们一定能找到更多对抗肝细胞癌的有效方法,为患者带来更多的希望。

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