NDRG1 在肝癌铁死亡中的关键作用：开启肝癌治疗新方向

《BMC Cancer》：NDRG1 alleviates Erastin-induced ferroptosis of hepatocellular carcinoma

研究人员针对肝癌治疗难题，研究 NDRG1 对肝癌铁死亡的调控，发现其促癌作用，为肝癌治疗提供新靶点。

　　肝癌，作为全球癌症相关死亡的 “第三大杀手”，严重威胁着人类的生命健康。原发性肝癌（PLC）在全球癌症死因中占比 8.3%，而肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma，HCC）又占据了 PLC 病例的 90% 。当前，HCC 的治疗手段虽多样，像手术切除、肝移植、经肝动脉化疗栓塞（TACE）、放疗以及化疗等，但却面临着诸多困境。高复发率让患者时刻处于疾病卷土重来的恐惧之中；治疗过程中产生的并发症，给患者的身体带来额外的负担；疗效的不确定性，使患者和医生都在治疗决策上犹豫不决；耐药问题更是让治疗效果大打折扣。因此，探寻 HCC 的分子发病机制，找到能用于早期诊断的生物标志物和精准的靶向治疗方法，成为了医学领域亟待攻克的难题。

在这样的背景下，临沧市人民医院的研究人员展开了深入研究。他们聚焦于 N-myc 下游调节基因 - 1（NDRG1），这个属于 NDRG 家族的基因，近年来被发现与细胞分化密切相关，并且在多种癌症中发挥着重要作用，但它在 HCC 铁死亡（Ferroptosis，一种独特的程序性细胞死亡方式，以细胞内亚铁离子积累和脂质过氧化为特征）过程中的作用却尚不明确。研究人员希望通过此次研究，揭示 NDRG1 在 HCC 中的作用机制，为 HCC 的治疗开辟新的道路。最终，该研究成果发表在《BMC Cancer》杂志上。

研究人员在此次研究中，运用了多种关键技术方法。他们借助生物信息学分析，整合 GENT2、GEPIA2、TCGA 等数据库的数据，探究 NDRG1 在多种癌症中的表达差异及其与 HCC 患者预后的关系。通过免疫组化染色（IHC），对 HCC 组织和癌旁组织中 NDRG1 的表达进行验证。细胞实验方面，培养了多种 HCC 细胞系，如 HepG2、Huh7 等，并利用短发夹 RNA（shRNA）转染技术敲低 NDRG1 表达，采用 CCK-8 试剂盒、碘化丙啶（PI）染色、流式细胞术等检测细胞活力、死亡情况以及铁死亡相关指标。此外，还对 HepG2 细胞进行 RNA 测序（RNA-seq），深入分析 NDRG1 介导铁死亡的潜在分子机制。

研究结果显示：

• NDRG1 过表达与 HCC 患者预后不良相关：研究人员分析多个数据集后发现，NDRG1 在包括 HCC 在内的多种恶性肿瘤中呈过表达状态。通过对 TCGA-LIHC 数据集的分析，结合临床特征进行单因素和多因素 Cox 回归分析，证实 NDRG1 高表达与 HCC 患者的不良预后密切相关。构建的列线图模型纳入 NDRG1 表达和临床参数后，能更精准地预测患者生存概率，校准曲线也验证了其准确性。
• NDRG1 减轻 HCC 细胞铁死亡：在 HCC 细胞系中，NDRG1 同样呈现高表达。敲低 NDRG1 后，用铁死亡诱导剂 Erastin 处理细胞，结果显示细胞活力进一步降低，PI 染色阳性细胞增多，表明细胞死亡加剧。线粒体超微结构损伤在敲低 NDRG1 后更加严重。同时，敲低 NDRG1 使细胞内 Fe²⁺、总活性氧（ROS）、脂质 ROS 水平升高，铁死亡相关标志物（PTGS2、ACSL4、GPX4、SLC7A11、GSH、GSSG）表达变化加剧，这些都表明 NDRG1 具有减轻铁死亡的作用，进而促进 HCC 进展。
• HCC 中差异表达 mRNA（DE-mRNAs）的鉴定：对 HepG2 细胞进行 RNA-seq，与对照组相比，Erastin 处理组有 1056 个 DE-mRNAs；与 Erastin 处理组相比，sh-NDRG1 组有 1323 个 DE-mRNAs。这些 DE-mRNAs 可能是 NDRG1 介导 HCC 铁死亡的潜在介质。
• DE-mRNAs 的富集分析：GO 富集分析表明，Erastin 与对照组相比的 DE-mRNAs 主要参与膜蛋白、细胞外基质（ECM）相关过程，涉及转移、免疫、生长等调节；sh-NDRG1 与 Erastin 组相比的 DE-mRNAs 功能与之相似。KEGG 富集分析显示，Erastin 与对照组相比的 DE-mRNAs 主要调节 ErbB、cAMP、AMPK、MAPK、PI3K/AKT 等通路；sh-NDRG1 与 Erastin 组相比的 DE-mRNAs 与铁死亡、内吞作用、免疫、转移和 ECM 相关通路有关。
• DE-mRNAs 的枢纽基因鉴定：通过构建蛋白质 - 蛋白质相互作用（PPI）网络，研究人员确定了多个枢纽基因。其中，8 个枢纽基因与 NDRG1 存在潜在相互作用，且它们在 HCC 细胞中的表达变化与 RNA-seq 结果一致，提示 NDRG1 介导的铁死亡可能与这些枢纽基因相互关联。

综合研究结果和讨论部分来看，该研究意义重大。研究证实 NDRG1 作为铁死亡抑制剂，在 HCC 进展中发挥促癌作用，HSPA8、CDH1、ALDOC、ANGPTL4、ANKRD37、CA9、ERBB3 和 FOS 等基因可能是其潜在分子机制。这一发现为深入理解 HCC 铁死亡的分子机制提供了新视角，为开发针对铁死亡相关 HCC 的治疗策略提供了潜在靶点。不过，该研究也存在一定局限性，如缺乏体内动物实验，RNA-seq 鉴定的 NDRG1 相关分子机制需进一步验证和开展功能实验等。但总体而言，此次研究为后续研究指明了方向，有望推动 HCC 治疗领域取得新的突破，让更多 HCC 患者受益。