铁死亡与非编码 RNAs 的交集:卵巢癌治疗的新策略

【字体: 时间:2025年04月18日 来源:European Journal of Medical Research 2.8

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  铁死亡(Ferroptosis)是一种铁依赖性细胞死亡方式,在肿瘤治疗中备受关注。这篇综述聚焦卵巢癌,探讨非编码 RNAs(ncRNAs)对铁死亡的调控作用,涉及相关分子机制、潜在治疗靶点等,为卵巢癌治疗提供新思路,极具科研与临床价值。

  

### 铁死亡与卵巢癌的关联
上皮性卵巢癌(EOC)是妇科癌症中致死率最高的类型,占所有卵巢癌(OC)病例的 70 - 80%,5 年生存率通常不超过 45% 。其主要通过腹膜腔播散和淋巴系统转移,探索新的治疗途径意义重大。

调节性细胞死亡(RCD)概念的提出,为癌症治疗带来新方向。铁死亡作为 RCD 的一种,于 2012 年被发现,它依赖铁及相关机制和通路,能抑制 RAS 突变肿瘤的生长,与癌细胞的消除密切相关。在卵巢癌中,癌细胞独特的代谢和微环境特征,如铁含量升高和氧化还原稳态失调,使其对铁死亡敏感。而且,铁死亡在克服卵巢癌对传统疗法(如铂类化疗)的耐药性方面可能发挥关键作用。


研究发现,OC 组织中的铁含量明显高于良性卵巢组织,铁死亡相关细胞死亡(FAC)会增加 OC 细胞内铁含量,抑制其生长和复制 。关键的铁死亡相关基因包括谷胱甘肽过氧化物酶 4(GPX4),它是铁死亡的核心抑制剂,通过还原脂质氢过氧化物发挥作用;胱氨酸 / 谷氨酸反向转运体系统 Xc-的组成部分 SLC7A11,能维持细胞内谷胱甘肽(GSH)水平,为 GPX4 功能提供支持;酰基辅酶 A 合成酶长链家族成员 4(ACSL4)促进多不饱和脂肪酸掺入膜磷脂,增强脂质过氧化和对铁死亡的敏感性;转铁蛋白受体(TFRC)和铁蛋白重链 1(FTH1)分别参与铁的摄取和储存,在调节铁稳态中起关键作用,影响铁死亡敏感性 。


线粒体 Fe2+/Fe3+稳态对卵巢癌细胞铁死亡易感性的调节至关重要。线粒体是铁代谢的中心枢纽,负责合成铁硫簇和血红素,维持亚铁(Fe2+)和铁离子(Fe3+)的平衡。当这种平衡被打破,尤其是线粒体铁过载时,会导致不稳定 Fe2+积累,参与芬顿反应,产生活性氧(ROS),促进脂质过氧化,引发铁死亡。在卵巢癌中,线粒体铁过载会增强氧化应激,破坏抗氧化防御,使细胞更容易发生铁死亡 。


完全抑制卵巢癌细胞中 GPX4 的产生可有效诱导铁死亡和细胞死亡,这表明干扰卵巢癌早期的铁调节可能抑制其进展。此外,线粒体中 ROS 的存在可能触发线粒体通透性转换孔的开放,导致 DNA 损伤和细胞凋亡。研究还发现,阻断硬脂酰辅酶 A 去饱和酶 1(SCD1)可改变脂质加工,增强 OC 细胞对诱导铁死亡化合物的敏感性。许多天然化合物和药物,如圣草酚、利多卡因、罗哌卡因、姜黄素等,都被证实能诱导卵巢癌细胞发生铁死亡 。


基于铁死亡相关基因构建的预后评分系统,如包含 ALOX12、CD44、ACACA、SLC7A11 和 FTH1 的评分系统,以及由 15 个铁死亡相关基因(FRGs)组成的 E - FRG 评分系统,可用于预测卵巢癌患者的生存机会 。长链非编码 RNAs(lncRNAs)在调节铁死亡和癌症进展中也发挥着重要作用,一些 lncRNAs 已被确定为卵巢癌预后的潜在生物标志物 。


非编码 RNAs 与卵巢癌的关系


随着基因组测序和阵列技术的发展,人们发现人类基因组中约 98% 转录为非编码 RNAs(ncRNAs),它们虽不编码蛋白质,但在细胞内发挥着重要的调节和结构作用,包括环状 RNAs(circRNAs)、微小 RNAs(miRNAs)和 lncRNAs 等 。


ncRNAs 在卵巢癌的发生、发展中起着关键作用,影响细胞生长、凋亡、迁移、耐药性、血管生成和代谢活动等多个过程。研究 ncRNAs 作为预测指标,有望推动卵巢癌精准医学的发展。不同类型的 ncRNAs 在卵巢癌中的表达存在差异,例如 miR - 483 - 5p 在非浆液性和浆液性 EOC 中的表达水平不同,外泌体 miR - 1290 在高级别浆液性卵巢癌(HGSOC)中的表达增加,这为卵巢癌的个性化治疗和诊断提供了潜在靶点 。


铁死亡与 microRNAs 在卵巢癌中的作用


miRNA 的生物发生始于其基因的转录,可由 RNA 聚合酶 II 或 III 催化,转录产物经过一系列加工过程,最终形成成熟的 miRNA。成熟的 miRNA 与 AGO 蛋白结合形成 miRNA 诱导沉默复合体(miRISC),通过与靶 mRNA 上的特定区域(MREs)结合,抑制 mRNA 的翻译或促进其降解,从而调节基因表达 。


在卵巢癌中,miRNAs 通过靶向铁死亡相关基因,如 GPX4、ACSL4 和 SLC7A11 等,参与铁死亡的调节。例如,miR - 424 - 5p 通过直接结合 ACSL4 的 3’ - UTR,抑制其表达,从而抑制铁死亡;利多卡因可通过上调 miR - 382 - 5p,抑制 SLC7A11 的表达,诱导铁死亡 。


铁死亡与长链非编码 RNAs 在卵巢癌中的作用


lncRNAs 通过与 DNA、RNA 或蛋白质相互作用,调节基因的转录、翻译和翻译后修饰过程。近年来研究发现,部分 lncRNAs 具有编码小肽的潜力,例如 HOXB - AS3 可编码 53 个氨基酸的小肽,抑制结肠癌细胞生长;CTBP1 - DT lncRNA 编码的 DDUP 蛋白可诱导卵巢癌细胞对顺铂耐药 。


在铁死亡调节方面,LINC00336 可通过促进 CBS,增加半胱氨酸的产生,抑制肺癌细胞的铁死亡;TPT1 - AS1 在卵巢癌中高表达,可抑制 erastin 诱导的铁死亡,其机制与调节 GPX4 的转录有关 。研究还发现多个与铁死亡相关的 lncRNAs 可用于构建预后模型,预测卵巢癌患者的预后,为临床治疗提供参考 。


铁死亡与环状 RNAs 在卵巢癌中的作用


circRNAs 具有独特的闭环结构,由前体 mRNA 通过反向剪接或套索驱动机制产生,其结构稳定,能抵抗核酸外切酶的降解。circRNAs 可作为 miRNA 海绵,吸附 miRNAs,间接调节铁死亡相关通路 。


在卵巢癌中,circSnx12 通过与 miR - 194 - 5p 结合,抑制 SLC7A11 的表达,阻碍铁死亡的发生,降低卵巢癌细胞对顺铂的敏感性。降低 circSnx12 的水平,有望增强铁死亡和提高顺铂治疗的效果 。


铁死亡与 ncRNAs:治疗策略、局限性和改进方向


铁死亡在多种疾病的发生发展中起重要作用,尤其是在癌症治疗方面具有巨大潜力。癌细胞对传统治疗和细胞凋亡不敏感,但对诱导铁死亡的物质高度敏感,因此利用铁死亡治疗癌症成为研究热点 。


目前,针对铁死亡的治疗策略主要包括靶向关键的铁死亡酶,如抑制胱氨酸 / 谷氨酸反向转运体 xCT(通过阻断 SLC7A11 和 SLC3A2),以及以 AIFM2/FSP1 为治疗靶点等 。然而,直接抑制 GPX4 可能会对重要器官(如肾脏和神经元)产生不良影响,间接诱导铁死亡的化合物(如 erastin)存在溶解度差和代谢降解快的问题 。


为解决这些问题,研究人员探索利用纳米颗粒将铁、过氧化物和 ncRNAs 等递送至肿瘤细胞,以诱导铁死亡 。ncRNAs 因其能靶向多个相关基因,有望成为癌症治疗的有效手段,但 ncRNA 介导的铁死亡治疗也存在局限性,如对所有癌症患者的疗效不一致,个体 ncRNA 水平和治疗反应存在差异等 。


此外,ncRNA 的临床应用面临着递送难题,ncRNAs 在血液中不稳定,易被核酸酶降解,且其负电荷和大分子量阻碍细胞摄取 。目前已开发多种递送机制,如脂质纳米颗粒(LNPs)、聚合物纳米颗粒、外泌体和适配体偶联系统等,以提高 ncRNAs 的递送效率和靶向性 。


目前,对铁死亡的理解仍存在许多未知。铁死亡与其他类型的调控细胞死亡(如 TP53 介导的细胞凋亡)之间的相互作用尚不清楚;铁和其他金属(如铜)除了参与氧化还原反应外,可能还具有其他未被充分研究的功能;铁死亡激活后的下游分子事件,尤其是脂质过氧化后的不可逆过程,还需要深入研究 。同时,精确检测活细胞和未改变组织中的铁死亡也是一个挑战 。


结论


铁死亡是一种受严格调控的细胞死亡形式,其特征是由铁和氧化应激介导的脂质过氧化。在癌症研究中,铁死亡已成为关键机制,尤其是在女性特异性癌症(如乳腺癌和妇科恶性肿瘤)中。本综述探讨了铁死亡在卵巢癌中的作用,以及非编码 RNAs 对铁死亡的调节影响 。


通过研究铁死亡和 ncRNAs 相关的分子通路、潜在生物标志物和治疗途径,为更有效和个性化的癌症治疗提供了希望 。然而,仍有许多关键问题有待解决,如寻找可靠的生物标志物预测女性特异性癌症对铁死亡的敏感性;优化铁死亡诱导剂与现有治疗方法的联合应用,克服耐药性且避免毒性;深入了解 ncRNAs 在铁死亡中的复杂调控机制,开发安全有效的递送系统等 。未来研究需聚焦这些问题,推动铁死亡相关治疗策略从实验室走向临床,为卵巢癌患者带来新的希望 。

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