环丙沙星通过STING1-CAV2通路促进线粒体Zn2+积累增强RSL3诱导的铁死亡

本研究针对肿瘤治疗中GPX4抑制剂RSL3耐药性问题，揭示了抗生素环丙沙星(CFX)通过抑制TOP2B引发线粒体DNA(mtDNA)应激，激活STING1-CAV2通路促进锌离子(Zn2+)线粒体蓄积，最终放大RSL3诱导的铁死亡。该发现为抗生素增敏肿瘤治疗提供了新靶点，发表于《Journal of Biological Chemistry》。

　　

在肿瘤治疗领域，如何选择性杀伤癌细胞同时保护正常组织始终是重大挑战。铁死亡(Ferroptosis)作为一种新型程序性细胞死亡方式，因其独特的脂质过氧化特征成为研究热点。然而现有铁死亡诱导剂如RSL3（靶向GPX4）存在耐药性问题，而抗生素环丙沙星(CFX)在肿瘤治疗中的作用机制尚不明确。由Hu Tang等团队发表在《Journal of Biological Chemistry》的研究，首次揭示了CFX通过调控锌离子代谢增强RSL3抗肿瘤活性的双刃剑效应。

研究采用细胞活力检测、免疫共沉淀质谱(Co-IP MS)、线粒体DNA定量等关键技术，在胰腺癌PANC1等细胞系中展开实验。通过抗生素高通量筛选发现CFX与RSL3的协同效应，结合基因沉默和药物抑制等手段解析分子机制。

CFX增强RSL3的抗癌活性

通过50种抗生素筛选发现CFX与RSL3协同降低PDAC细胞活力，克隆形成实验证实该组合显著抑制肿瘤增殖。值得注意的是，CFX对凋亡诱导剂STS和坏死性凋亡诱导剂TSZ无增敏作用，显示其作用具有铁死亡特异性。

CFX不依赖GPX4增敏RSL3

与CFX抵抗erastin诱导铁死亡的机制不同，CFX-RSL3组合不改变GPX4蛋白水平。Western blot证实该过程独立于DHODH、TFRC等已知铁死亡调控因子，提示存在新机制。

TOP2B-STING1通路的关键作用

CFX-RSL3特异性下调线粒体TOP2B（而非核TOP2A），导致mtDNA释放。VBIT-4（VDAC抑制剂）可逆转该效应，而STING1敲除则阻断下游CAV2蛋白稳定化。质谱分析揭示STING1与CAV2的独特互作，MG132处理证实CAV2通过泛素-蛋白酶体途径降解。

Zn²⁺超载驱动线粒体功能障碍

TSQ荧光检测显示CFX-RSL3引发Zn²⁺特异性积累（而非Ca²⁺），TPEN（Zn²⁺螯合剂）可逆转该效应。血清剥夺实验证实外源Zn²⁺是必需因素。SLC25A25介导Zn²⁺向线粒体转运，引发线粒体膜电位下降和ROS爆发，Mito-TEMPO（线粒体ROS清除剂）可挽救细胞死亡。

该研究创新性发现：1）CFX通过线粒体TOP2B-mtDNA-STING1轴发挥铁死亡增敏作用；2）STING1非经典激活方式通过稳定CAV2破坏锌稳态；3）SLC25A25介导的Zn²⁺线粒体转运是铁死亡放大的关键环节。这不仅解释了CFX在erastin与RSL3中截然相反作用的分子基础，更为联合应用抗生素与铁死亡诱导剂治疗肿瘤提供了理论依据。特别值得注意的是，线粒体Zn²⁺超载这一全新机制，为理解金属离子代谢与细胞死亡交叉调控开辟了新视角。

研究由广州医科大学附属第三医院DAMP实验室完成，通讯作者Jiao Liu和Daolin Tang团队长期从事细胞死亡研究。该成果为克服GPX4抑制剂耐药性提供了新策略，其揭示的STING1-CAV2-Zn²⁺通路可能成为多种疾病治疗的潜在靶点。未来研究可进一步探索CFX类似物的结构优化，以及该通路在其它金属离子依赖性疾病中的作用。