《自然》:老“铁”们,动起来!法国科学家发现,激活溶酶体内的铁,可诱导细胞铁死亡,专打耐药癌细胞和难治肿瘤
来源:奇点糕 2025-05-11 14:40
在既往治疗难度普遍较大、患者预后不理想的癌症细胞/类器官模型中,Fento-1均可诱导高表达CD44的癌细胞发生脂质过氧化,进而按铁死亡方式毙命,显著抑制肿瘤生长。
法国居里研究所(Institut Curie)团队就在《自然》发表了诱导细胞铁死亡、打击耐药癌细胞的重要研究成果[1]:使用专门设计的小分子激动剂将溶酶体内的铁激活,可通过驱动溶酶体膜内的脂质过氧化,使耐药持久存活癌细胞(DTPs)更易被诱导发生细胞铁死亡,这有望为多种治疗难度较大的实体瘤(如胰腺癌)提供全新的联合用药策略。
法国研究者们会盯上溶酶体,是因为它具有储存铁、脂代谢及氧化应激等多重功能,可以算是生理功能层面的特殊“交集点”,也因此可能成为铁死亡的起始点;虽说最近几年学界对细胞铁死亡的关注度越来越高,但机制层面的研究拼图也就刚刚拼了个边,而是否存在一个作为铁死亡起始点的细胞器此前并不明确,那不妨先拿溶酶体来分析一下试试。
研究者们首先对已有的铁死亡抑制剂Lip-1稍作改造,使其变体(cLip-1)具有标记细胞内具体部位的能力,由此发现它仅在胰腺癌等人类癌细胞系的溶酶体内积聚,且处理诱导铁死亡模型小鼠(Gpx4敲除)时,可显著延长小鼠生存期;核磁共振和电化学分析则表明,Lip-1的作用机制并不同于其它铁死亡抑制剂,它会在进入溶酶体后,与Fe³⁺按1:1或2:1比例结合,从而使Fe³⁺的氧化还原电位改变、不再能产生参与诱导脂质过氧化的自由基。
一句话总结以上的实验发现,那就是让溶酶体内的铁失活,能使脂质过氧化减少、保护细胞免于铁死亡,要消灭癌细胞就得反其道而行之,设法激活溶酶体内的铁,而且研究者们还想到,DTPs等耐药癌细胞不仅对诱导铁死亡较敏感,还经常高表达铁摄取蛋白CD44,借助它来获取铁以激活表观遗传调节,增强自身干性和转移能力[2],拿来“试刀”可太合适了。
为此,研究者们设计出了专门的双功能小分子抑制剂fentomycin-1(Fento-1),它是两种分子marmycin与Chen–White配体的结合体,前者是可被内吞、定位于质膜的亲脂性天然产物,后者则能在溶酶体酸性环境中活化Fe²⁺,这就使Fento-1能进入溶酶体激活铁,进而催化膜脂质过氧化、诱导细胞铁死亡。初步的验证实验表明,Fento-1可有效诱导细胞铁死亡,且作用机制符合预期,其活性依赖于溶酶体内的铁,达到了设计预期。
而在胰腺癌、不同亚型肉瘤和乳腺癌淋巴转移等较易出现DTPs,且既往治疗难度普遍较大、患者预后不理想的癌症细胞/类器官模型中,Fento-1均可诱导高表达CD44的癌细胞发生脂质过氧化,进而按铁死亡方式毙命,显著抑制肿瘤生长;对多柔比星治疗耐药的三阴性乳腺癌(TNBC)细胞,Fento-1处理也可诱导其铁死亡,并与化疗药物实现协同增效;按淋巴内注射方式给药时,转移到淋巴结的乳腺癌细胞也逃不过Fento-1的杀伤。
虽说实验中也观察到,如果长期暴露于低剂量Fento-1,癌细胞可能通过下调CD44、铁蛋白和间充质标志物表达的方式来进行反制,但Fento-1处理的效果已经明显优于多种癌症的现有标准治疗方案,这就已经是相当可喜的初步结果了,至于Fento-1的未来发展灵不灵、诱导铁死亡的路子能不能走通,临床研究,请~
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