誘導(dǎo)鐵死亡：逆轉(zhuǎn)胰腺癌對(duì)吉西他濱化療耐藥性的新策略

Abstract：Pancreaticcanerisahighlymalignanttumorofthedigestivesystem，withasignificantlylowerfive-yearsurvivarate thanothermalignancies.Gemcitabine（GEM）istheprimarychemotherapeuticagentforpancreaticcancer，butitseficacyisoften limitedbychemotherapyresistanceof tumor.Thisarticle elaboratesonthe intrinsiccellar mechanismandnon-cel-autonomous mechanism of GEMresistancein pancreaticcancer and summarizes howto enhance thesensitivityof pancreaticcancercells to GEMbyinducing feroptosisthroughtheregulationofpolyunsaturatedfattacidperoxidation，ironmetabolismcontrol，and antioxidantsystems，inorder toinvestigate theassociationbetweeferoptosisandGEMresistance mechanismsandprovidenew directions for the clinical treatment of pancreatic cancer.

Key Words： Ferroptosis;Pancreatic Neoplasms;Drug Resistance，Neoplasm; Gemcitabine

Researchfunding：GeneralProjectofNationalNaturalScienceFoundationofChina（82172712）；GeneralIncubationProgramof Basic Medical Research of Naval Medical University （2O22MS013）

胰腺癌是一種消化系統(tǒng)惡性腫瘤，具有早期診斷難、治療成功率低、預(yù)后差等特點(diǎn)。胰腺導(dǎo)管癌（pancreaticductaladenocarcinoma，PDAC）是最常見的胰腺癌類型，占所有胰腺惡性腫瘤的 95% 以上，5年生存率僅為 13% ，其死亡率在所有實(shí)體瘤中最高[1]。化療是目前提高胰腺癌患者生存率的主要治療手段，吉西他濱（gemcitabine，GEM）是化療的基本藥物之一，但其療效常因耐藥性而受限[2]。已有研究證實(shí)，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞鐵死亡不僅能抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，還能逆轉(zhuǎn)化療耐藥性[3-4]。不同于細(xì)胞凋亡、細(xì)胞壞死或細(xì)胞自噬，鐵死亡主要是由胞內(nèi)鐵離子與活性氧（reactive oxygen species，ROS）積累所致，其發(fā)生的標(biāo)志為細(xì)胞膜特定脂質(zhì)發(fā)生過(guò)氧化[5-6]。研究表明，通過(guò)誘導(dǎo)鐵死亡來(lái)改善胰腺癌細(xì)胞的GEM耐藥性，是一種潛在的新型治療策略[7]。因此，深入研究鐵死亡與GEM耐藥機(jī)制之間的關(guān)系，對(duì)改善胰腺癌患者的治療效果具有重要意義。

1胰腺癌的GEM耐藥機(jī)制

PDAC的術(shù)后復(fù)發(fā)率超過(guò) 50% ，5年生存率約為 28% 中位生存時(shí)間僅18個(gè)月[2]。術(shù)后輔助化療能顯著提高生存率并降低復(fù)發(fā)率[8-9]。GEM通過(guò)影響DNA合成來(lái)殺傷腫瘤細(xì)胞，是PDAC患者化療的常用藥物之-[10]。然而，胰腺癌細(xì)胞會(huì)對(duì)GEM逐漸產(chǎn)生耐藥性，導(dǎo)致其療效減弱[2.I1]。GEM的耐藥機(jī)制可以分為細(xì)胞內(nèi)源性機(jī)制和非細(xì)胞自主耐藥機(jī)制[12]

通過(guò)腫瘤細(xì)胞內(nèi)部修飾產(chǎn)生的化療耐藥機(jī)制被稱為細(xì)胞內(nèi)源性耐藥機(jī)制，涉及代謝、表觀遺傳重編程和上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）等方面[12]。例如，GEM的轉(zhuǎn)運(yùn)需借助胰腺癌細(xì)胞上的NTs（核苷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白），而hENT1（人平衡型核苷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1）表達(dá)降低會(huì)阻礙該進(jìn)程；脫氧胞苷激酶（deoxycytidinekinase，dCK）缺乏會(huì)影響GEM活化，促進(jìn)耐藥；RRM1（核糖核苷酸還原酶亞基M1）高表達(dá)會(huì)增強(qiáng)核糖核苷酸還原酶活性，減少GEM的DNA摻入；CDA（胞苷脫氨酶）將GEM轉(zhuǎn)化為吉西他濱二磷酸，阻止其激活；EMT在增強(qiáng)腫瘤侵襲性與化療耐藥中均起到關(guān)鍵作用。

非細(xì)胞自主耐藥機(jī)制主要由腫瘤微環(huán)境的成分驅(qū)動(dòng)[12]。腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（cancer associated fibroblast，CAF）形成的細(xì)胞外基質(zhì)物理屏障，會(huì)阻礙藥物的灌注輸送，并引起組織缺氧，影響GEM的有效性；此外CAF分泌競(jìng)爭(zhēng)性的脫氧胞苷也參與耐藥。腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞通過(guò)上調(diào)CDA表達(dá)和競(jìng)爭(zhēng)性抑制GEM激活，進(jìn)一步推動(dòng)耐藥。其他如細(xì)菌、神經(jīng)元和癌癥相關(guān)脂肪細(xì)胞等也與GEM耐藥相關(guān)。

綜上所述，胰腺癌細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞內(nèi)源性與非細(xì)胞自主耐藥機(jī)制對(duì)GEM產(chǎn)生耐藥。鐵死亡過(guò)程中，細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物的累積會(huì)觸發(fā)腫瘤細(xì)胞死亡。胰腺癌細(xì)胞通過(guò)多種機(jī)制，如提高谷胱甘肽（glutathione，GSH）和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶4（glutathioneperoxidase4，GPX4）活性，抵抗鐵死亡引起的氧化應(yīng)激作用，與GEM的耐藥密切相關(guān)。化療藥物和鐵死亡誘導(dǎo)劑聯(lián)合使用的方案可能是逆轉(zhuǎn)胰腺癌對(duì)GEM耐藥并增強(qiáng)化療效果的潛在策略[7，13]。靶向鐵死亡過(guò)程的關(guān)鍵組分和調(diào)節(jié)因子，如增強(qiáng)多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fattyacid，PUFA）的過(guò)氧化、破壞腫瘤細(xì)胞的抗氧化防御系統(tǒng)，以及調(diào)節(jié)鐵代謝，都可以提升胰腺癌細(xì)胞對(duì)GEM的敏感性，進(jìn)而克服耐藥機(jī)制對(duì)胰腺癌中GEM療效的影響。

2鐵死亡相關(guān)的細(xì)胞內(nèi)源性GEM耐藥機(jī)制

胰腺癌細(xì)胞中，鐵死亡細(xì)胞內(nèi)源性GEM耐藥機(jī)制涵蓋了轉(zhuǎn)錄調(diào)控、代謝物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和蛋白酶降解等多方面，本文將其歸納為PUFA過(guò)氧化、鐵代謝調(diào)控和抗氧化系統(tǒng)3條途徑。PUFA過(guò)氧化涉及鐵死亡關(guān)鍵底物的產(chǎn)生和重塑過(guò)程；鐵代謝調(diào)控揭示了鐵離子水平對(duì)鐵死亡的影響；而抗氧化系統(tǒng)闡述了針對(duì)脂質(zhì)過(guò)氧化的內(nèi)源性防御如何發(fā)揮作用。

2.1通過(guò)增強(qiáng)PUFA過(guò)氧化抑制胰腺癌細(xì)胞的GEM耐藥性脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)是細(xì)胞鐵死亡發(fā)生的重要因素。由于分子結(jié)構(gòu)中含有更多的雙鍵，PUFA比單不飽和脂肪酸（monounsaturated fattyacid，MUFA）或飽和脂肪酸更容易被氧化，是脂質(zhì)過(guò)氧化的主要底物。研究發(fā)現(xiàn)，亞油酸和 ∝ -亞麻酸可以部分誘導(dǎo)GEM耐藥的胰腺癌細(xì)胞發(fā)生鐵死亡，進(jìn)而抑制腫瘤生長(zhǎng)，證明了PUFA積累可以通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞鐵死亡降低胰腺癌中的GEM耐藥性[14]在PUFA過(guò)氧化過(guò)程中，首先長(zhǎng)鏈脂酰輔酶A連接酶4（acyl-coA synthetase long-chainfamilymember 4，ACSL4）將PUFA激活為PUFA-CoA（不飽和脂肪酸輔酶A酯），隨后LPCAT3（溶血磷脂酰膽堿酰基轉(zhuǎn)移酶3）通過(guò)磷脂重塑將PUFA-CoA整合到細(xì)胞膜的磷脂結(jié)構(gòu)中，形成PUFA-PL（多不飽和脂肪酸磷脂），進(jìn)而在亞鐵離子和自由基的共同作用下誘導(dǎo)細(xì)胞鐵死亡[15-16]。ADP核糖基化因子6（ADP-ribosylation factor6，ARF6）與 Hippo-YAP及Hippo-YY1通路均可以提高ACSL4表達(dá)量，增強(qiáng)PUFA過(guò)氧化進(jìn)程。同時(shí)，抑制硬脂酰輔酶A去飽和酶1（stearoyl-CoAdesaturase1，SCD1）對(duì)PUFA與MUFA比例的調(diào)節(jié)作用也可以增強(qiáng)PUFA過(guò)氧化（圖1）。

ARF6是RAS家族中一種促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞增殖的重要因子，與鐵死亡和GEM耐藥具有相關(guān)性。研究發(fā)現(xiàn)，敲除ARF6可以上調(diào)ACSL4轉(zhuǎn)錄翻譯后的水平，使胰腺癌細(xì)胞處于更容易受氧化應(yīng)激影響的狀態(tài)，進(jìn)而提高鐵死亡誘導(dǎo)劑對(duì)PDAC細(xì)胞鐵死亡的誘導(dǎo)效果，并抑制PDAC細(xì)胞的GEM耐藥性。同時(shí)，GEM相關(guān)的代謝蛋白dCK和hENT1表達(dá)水平上調(diào)可能也與耐藥性受抑制有關(guān)[17]。因此，通過(guò)ARF6調(diào)控ACSL4介導(dǎo)的脂質(zhì)過(guò)氧化可能是改善胰腺癌GEM耐藥性的新思路。

Hippo-YAP信號(hào)通路中的YAP（Yes相關(guān)蛋白）可以通過(guò)調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá)增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)鐵死亡的敏感性，例如ACSL4與轉(zhuǎn)鐵蛋白受體1（transferrin receptor 1，TFR1）[18]。BUB1（苯并咪唑出芽抑制解除同源物蛋白1）是一種與

注：SLC38A5，溶質(zhì)載體家族35成員5;Glutamine，谷氨酰胺；FBW7，F(xiàn)框/WD重復(fù)結(jié)構(gòu)域蛋白7;NR4A1，核受體亞家族4A組;FAM60A，序列相似度60家族成員A;PPAR，過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體； ACSL4 ，長(zhǎng)鏈脂酰輔酶A連接酶4;ARF6，ADP核糖基化因子6;NF2，神經(jīng)纖維蛋白2；BUB1，苯并咪唑出芽抑制解除同源物蛋白1；MOB1， Mps -結(jié)合者激酶激活因子樣1。

圖1PUFA過(guò)氧化調(diào)節(jié)通路

Figure1RegulationpathwayofPUFAperoxidation

胰腺癌患者總體生存率呈負(fù)相關(guān)的絲裂檢查點(diǎn)激酶。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在GEM耐藥的胰腺癌細(xì)胞中敲除BUB1或?qū)ζ涫褂描F死亡誘導(dǎo)劑處理，可以增強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)NF2和MOB激酶激活物1對(duì)Hippo-YAP信號(hào)通路的抑制作用，升高ACSL4等鐵死亡相關(guān)基因的表達(dá)水平，從而促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞的鐵死亡并增強(qiáng)GEM的細(xì)胞毒性作用[9]。

此外，Hippo-YY1信號(hào)通路也可以調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá)誘導(dǎo)鐵死亡發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，Hippo-YY1信號(hào)通路在低氨基酸環(huán)境中會(huì)被激活，并啟動(dòng)FAM60A的轉(zhuǎn)錄。FAM60A通過(guò)抑制PPAR，可以降低ACSL1/4并提高GPX4的表達(dá)水平，進(jìn)而抑制PDAC細(xì)胞的鐵死亡。該研究發(fā)現(xiàn)，敲除FAM60A以誘導(dǎo)胰腺癌細(xì)胞鐵死亡可以有效抑制腫瘤生長(zhǎng)，并增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)GEM的化療敏感性[20]

SCD1可以催化飽合脂肪酸轉(zhuǎn)化為MUFA，調(diào)節(jié)細(xì)胞膜中MUFA與PUFA的比例，間接影響脂質(zhì)過(guò)氧化和鐵死亡水平[21]。氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白SLC38A5轉(zhuǎn)運(yùn)的谷氨酰胺通過(guò)兩種途徑影響胰腺癌的GEM耐藥性[22]。在磷酸化途徑中，谷氨酰胺通過(guò)磷酸化作用可以觸發(fā)腫瘤細(xì)胞內(nèi)的mTOR-SREBP1-SCD1通路，將PUFA轉(zhuǎn)化為MUFA，抑制鐵死亡[23]。同時(shí)，谷氨酰胺是GSH的合成底物之一，GSH與GPX4共同作用可以降低細(xì)胞內(nèi)的ROS水平并抑制鐵死亡。因此，靶向并抑制SLC38A5可以誘導(dǎo)GEM耐藥的胰腺癌細(xì)胞鐵死亡，抑制了腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移[22]。另有研究通過(guò)鐵死亡抑制劑鐵抑素-1與凋亡抑制劑 z? -VAD-FMK處理FBW7過(guò)表達(dá)的細(xì)胞，證明E3泛素連接酶復(fù)合物的關(guān)鍵組分FBW7可以通過(guò)NR4A1轉(zhuǎn)錄因子抑制SCD1表達(dá)，減少油酸合成和CoQ10生成，提高脂質(zhì)過(guò)氧化水平并誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生鐵死亡和凋亡，進(jìn)而增強(qiáng)GEM的細(xì)胞毒性[24]。FBW7調(diào)控NR4A1的具體機(jī)制還有待于進(jìn)一步研究。許多針對(duì)NR4A與SCD1的抑制劑已經(jīng)在開發(fā)中，將會(huì)為化療干預(yù)提供新的靶點(diǎn)。

2.2調(diào)控鐵代謝改善胰腺癌細(xì)胞的GEM耐藥性PUFA與膜結(jié)合后，不穩(wěn)定鐵庫(kù)（labile ironpool，LIP）中的亞鐵離子通過(guò)芬頓反應(yīng)產(chǎn)生高活性的羥自由基，這些自由基將PUFA-PL進(jìn)一步氧化成磷脂氫過(guò)氧化物（PUFAphospholipidhydroperoxide，PUFA-PL-OOH）。細(xì)胞內(nèi)PUFA-PL-OOH引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)并不斷積累，最終導(dǎo)致鐵死亡發(fā)生（圖2）。TFR1是鐵代謝過(guò)程中的重要蛋白，通過(guò)與轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合，可以經(jīng)胞吞作用將鐵輸送到內(nèi)體中。內(nèi)體的酸性環(huán)境使鐵從轉(zhuǎn)鐵蛋白中釋放，并通過(guò)二價(jià)金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)，形成LIP。前文中的研究通過(guò)敲除BUB1或用鐵死亡誘導(dǎo)劑處理可以抑制GEM耐藥的胰腺癌細(xì)胞中的Hippo-YAP信號(hào)通路，升高TFR1表達(dá)量，進(jìn)一步增加LIP豐度，從而促進(jìn)細(xì)胞鐵死亡[19]。

鐵蛋白是一種由重鏈鐵蛋白和輕鏈鐵蛋白兩種亞基組成的鐵儲(chǔ)存蛋白復(fù)合體，在細(xì)胞內(nèi)鐵平衡中發(fā)揮重要作用，且其可以在自噬作用下被分解，改變LIP豐度，進(jìn)而影響鐵死亡的敏感性[25-26]。CBR1是一種與腫瘤進(jìn)展和化療耐藥性密切相關(guān)的NADPH依賴性酶，在胰腺癌組織中高表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)作為CBR1抑制劑的黃酮類化合物白楊素直接與胰腺癌細(xì)胞內(nèi)的CBR1結(jié)合，可以抑制其活性，增加細(xì)胞內(nèi)的ROS水平，并導(dǎo)致ROS依賴性的自噬作用。該研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，這種自噬作用會(huì)導(dǎo)致重鏈鐵蛋白降解和細(xì)胞內(nèi)游離鐵增加，進(jìn)而通過(guò)芬頓反應(yīng)促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞鐵死亡，并增強(qiáng)胰腺癌細(xì)胞對(duì)GEM的敏感性[27]。

2.3靶向抗氧化系統(tǒng)減弱胰腺癌細(xì)胞的GEM耐藥性細(xì)胞膜ROS過(guò)度積累會(huì)使細(xì)胞膜完整性受損，最終導(dǎo)致細(xì)胞鐵死亡發(fā)生，而抗氧化系統(tǒng)在其中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。細(xì)胞膜上的谷氨酸/胱氨酸逆向轉(zhuǎn)運(yùn)體（glutamate/cystineantiporter，SystemXC）可以將細(xì)胞外的胱氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞內(nèi)，在TXNRD1的催化下還原為半胱氨酸，參與GSH的合成。GSH是GPX4的一種輔因子，兩者共同作用可以將以PUFA-PL-OOH為主的ROS還原為PUFA-PL-OH（多不飽和脂肪酸磷脂醇）等脂質(zhì)醇形式，抑制ROS積累，防止細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性被破壞，從而阻止鐵死亡的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)以下多個(gè)因子或進(jìn)程可以影響GPX4的表達(dá)水平或降解機(jī)制，進(jìn)而抑制System

XC-GSH-GPX4介導(dǎo)的抗氧化系統(tǒng)，并改善胰腺癌細(xì)胞的GEM耐藥（圖3）。

核紅細(xì)胞2相關(guān)因子2（nuclear factorerythroid 2-relatedfactor2，NRF2）是一種致癌的轉(zhuǎn)錄因子。ROS水平升高時(shí)，Keap1與NRF2結(jié)合并促其泛素化降解的能力減弱，導(dǎo)致NRF2水平升高并與細(xì)胞核中ARE基因結(jié)合，啟動(dòng)SystemXC和GPX4等鐵死亡相關(guān)的基因轉(zhuǎn)錄，抑制鐵死亡[28]。有研究發(fā)現(xiàn)CPT1B可以與Keap1相互作用調(diào)節(jié)NRF2的水平。敲除CPT1后，GPX4表達(dá)水平降低，從而導(dǎo)致ROS積累并誘導(dǎo)鐵死亡。該研究進(jìn)一步通過(guò)體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明，針對(duì)CPT1B來(lái)抑制GPX4介導(dǎo)的抗氧化系統(tǒng)并誘導(dǎo)細(xì)胞鐵死亡，可以顯著增強(qiáng)GEM對(duì)化療耐藥的PDAC細(xì)胞的療效[29]

圖2鐵代謝調(diào)節(jié)通路

Figure2Regulationpathways of ironmetabolism

圖3抗氧化系統(tǒng)調(diào)節(jié)通路

Figure3Regulationpathways of antioxidant system

高遷移率蛋白A2（HMGA2）是一種胰腺癌中高表達(dá)的致癌基因。研究發(fā)現(xiàn)，胰腺癌細(xì)胞中HMGA2可以通過(guò)H3K4甲基化和H3K27乙酰化來(lái)提高增強(qiáng)子活性，并激活mTORC1-4EBP1和mTORC1-S6K信號(hào)軸，促進(jìn)GPX4蛋白的合成，從而抑制細(xì)胞鐵死亡的發(fā)生。該研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，敲除HMGA2并抑制GPX4介導(dǎo)的抗氧化系統(tǒng)，可以顯著提高胰腺癌細(xì)胞對(duì)GEM與鐵死亡誘導(dǎo)劑RAS選擇性致死分子3（RAS-selectivelethal3，RSL3）聯(lián)合使用的效果[30]

lncRNAMACC1-AS1在多種癌癥中均與耐藥性有關(guān)。最近基于胰腺癌的研究發(fā)現(xiàn)，lncRNAMACC1-AS1在GEM耐藥的胰腺癌細(xì)胞中高表達(dá)，且與患者不良預(yù)后相關(guān)。lncRNAMACC1-AS1與蛋白激酶STK33的相互作用可以抑制STK33的泛素化降解，導(dǎo)致STK33在細(xì)胞內(nèi)積累，進(jìn)而阻止GPX4蛋白降解，抑制鐵死亡，并促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞對(duì)GEM的耐藥[31]。針對(duì)其開發(fā)誘導(dǎo)鐵死亡的臨床治療方法也是一種可能策略。

HSPA5是一種主要表達(dá)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的分子伴侶蛋白，其表達(dá)水平與PDAC 患者的不良預(yù)后密切相關(guān)[32]。研究發(fā)現(xiàn)，在激活轉(zhuǎn)錄因子4的誘導(dǎo)下，HSPA5通過(guò)與GPX4結(jié)合可以阻止GPX4降解，抑制脂質(zhì)過(guò)氧化，進(jìn)而抑制細(xì)胞鐵死亡與GEM的細(xì)胞毒活性，影響患者預(yù)后。而使用RNAi、兒茶素或柳氮磺胺吡啶抑制HSPA5對(duì)GPX4的作用，可以在體外和小鼠胰腺癌動(dòng)物模型中增強(qiáng)PDAC細(xì)胞對(duì)GEM的敏感性[33]。

腫瘤細(xì)胞的EMT不僅與腫瘤的發(fā)生、侵襲、轉(zhuǎn)移和耐藥性相關(guān)，而且會(huì)提高細(xì)胞對(duì)鐵死亡的敏感性[34-37]。SMAD4是一種針對(duì)胰腺癌的抑癌基因，可以通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞EMT增強(qiáng)鐵死亡敏感性[38-39]。研究發(fā)現(xiàn)，在胰腺癌中，SMAD4可以影響轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1對(duì)EMT方向的誘導(dǎo)，提高細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)氧化水平，并通過(guò)結(jié)合GPX4啟動(dòng)子抑制GPX4的轉(zhuǎn)錄與表達(dá)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞鐵死亡。研究人員運(yùn)用這一特性，使用鐵死亡誘導(dǎo)劑RSL3聯(lián)合GEM有效殺傷SMAD4陽(yáng)性的PDAC細(xì)胞，顯著增強(qiáng)了療效[40]

3鐵死亡相關(guān)的非細(xì)胞自主性GEM耐藥機(jī)制

胰腺癌的基質(zhì)細(xì)胞和腫瘤微環(huán)境在鐵死亡相關(guān)的非細(xì)胞自主GEM耐藥機(jī)制中同樣發(fā)揮重要作用，并主要通過(guò)調(diào)節(jié)抗氧化系統(tǒng)途徑誘導(dǎo)鐵死亡，進(jìn)而改善胰腺癌的GEM耐藥（圖3）。

胞可以通過(guò)分泌小分子（microRNA、IncRNA等）或增強(qiáng)細(xì)胞外基質(zhì)的致密性促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的化療耐藥性[4]。最近的研究發(fā)現(xiàn)在GEM耐藥的胰腺癌腫瘤微環(huán)境中，基質(zhì)細(xì)胞（CAF與免疫細(xì)胞）的ARID3A（AT豐富結(jié)合域3A）表達(dá)水平顯著升高，且與化療耐藥性相關(guān)[42]。PTEN可以增強(qiáng)PDAC細(xì)胞對(duì)GEM的敏感性，而ARID3A可以與PTEN啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合并降低其轉(zhuǎn)錄活性，減弱PTEN對(duì)PI3K/Akt/mTOR通路的抑制作用，同時(shí)提高GPX4的表達(dá)水平，進(jìn)而抑制鐵死亡。該研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤基質(zhì)細(xì)胞中ARID3A對(duì)PDAC細(xì)胞鐵死亡的抑制作用增強(qiáng)了細(xì)胞的化療耐藥性，而抑制ARID3A從而誘導(dǎo)鐵死亡為研究改善胰腺癌化療耐藥性提供了新思路[42]。

PDAC的腫瘤微環(huán)境中經(jīng)常由于血管生成障礙、細(xì)胞異常增殖與基質(zhì)纖維化呈現(xiàn)缺氧狀態(tài)[43]。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)PDAC處于缺氧環(huán)境時(shí)，DNMT3B水平升高使miR-485-3p啟動(dòng)子超甲基化進(jìn)而降低表達(dá)量，減弱miR-485-3p對(duì)性別決定區(qū)Y框蛋白9（SRY-relatedHMG-box，SOX9）和溶質(zhì)載體家族7成員11（solutecarrierfamily7member11，SLC7A11）表達(dá)的抑制作用。SOX9可以維持胰腺癌細(xì)胞的干細(xì)胞樣特征進(jìn)而增強(qiáng)其化療耐藥性。SLC7A11是產(chǎn)生GSH的SystemXC的組成部分，其表達(dá)水平升高會(huì)抑制 PDAC 細(xì)胞鐵死亡并增強(qiáng)GEM 耐藥[445]。基于DNMT3B/miR-485-3p/SLC7A11軸在缺氧條件下對(duì)胰腺癌細(xì)胞干細(xì)胞樣維持和GEM耐藥機(jī)制的進(jìn)一步研究是改善GEM耐藥的有效途徑。

GDMCN2是一種用于耐藥性胰腺癌治療的新型藥物遞送系統(tǒng)，主要由可以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞鐵死亡的Fe-MOF（鐵基金屬有機(jī)框架）和共價(jià)有機(jī)框架組成，并通過(guò)抗體實(shí)現(xiàn)胰腺癌特異性靶向遞送[1，46]。近年來(lái)，研究人員開發(fā)了胰腺癌特異性的單克隆抗體 NRP2mAb ，并將其與攜帶有GEM的GEM-DVDMS@NH2-MIL-101（Fe）復(fù)合物表面連接，增強(qiáng)了腫瘤靶向性，從而使該系統(tǒng)能夠快速到達(dá)腫瘤部位。聲動(dòng)力治療利用高能聲波產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，并通過(guò)金屬有機(jī)框架MOF納米載體提高療效，增強(qiáng)藥物的溶解度、穩(wěn)定性和濃度。當(dāng)產(chǎn)生聲動(dòng)力刺激時(shí)，該系統(tǒng)會(huì)在腫瘤部位釋放聲敏劑與GEM，并在超聲波照射下產(chǎn)生大量ROS，導(dǎo)致線粒體損傷、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)和DNA損傷，并降低GPX4水平，觸發(fā)自噬依賴性鐵死亡，從而改善GEM耐藥的胰腺癌的治療效果[47]

4小結(jié)與展望

先前的研究已發(fā)現(xiàn)腫瘤微環(huán)境中的CAF與免疫細(xì)

GEM是晚期胰腺癌的重要化療藥物。但隨著治療階段的推進(jìn)，GEM的療效因耐藥性而逐漸減弱。近年來(lái)許多研究從PUFA過(guò)氧化、鐵代謝調(diào)控和抗氧化系統(tǒng)方面探討了誘導(dǎo)鐵死亡對(duì)GEM療效的改善。然而，借助其他鐵死亡調(diào)控機(jī)制[例如NAD（P）H/FSP1/CoQ10軸、GCH1/BH4/DHFR軸、鯊烯積累等]誘導(dǎo)胰腺癌細(xì)胞鐵死亡，進(jìn)而抑制其GEM耐藥的策略仍需深入探索。同時(shí)，胰腺癌中鐵死亡發(fā)生與GEM耐藥性之間的分子機(jī)制還有待于進(jìn)一步探究。此外，誘導(dǎo)鐵死亡來(lái)改善胰腺癌對(duì)GEM耐藥的研究尚處于基礎(chǔ)研究階段，仍待臨床試驗(yàn)驗(yàn)證。轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)領(lǐng)域如新型材料與天然產(chǎn)物開發(fā)利用等研究將為GEM耐藥的胰腺癌治療帶來(lái)新的突破。GEM與順鉑等多藥物聯(lián)合方案對(duì)胰腺癌細(xì)胞鐵死亡的誘導(dǎo)作用，或許也是解決GEM耐藥的思路[48]

利益沖突聲明：本文不存在任何利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：肖麟負(fù)責(zé)擬定寫作思路，繪制圖片和論文撰寫；金鋼、鄭楷煉負(fù)責(zé)課題設(shè)計(jì)；張佳鑫、張樂(lè)水負(fù)責(zé)文獻(xiàn)收集整理；鄭楷煉負(fù)責(zé)指導(dǎo)修改論文并最終定稿。

參考文獻(xiàn)：

[1]SUNG H，F(xiàn)ERLAY J，SIEGEL RL，et al.Global cancer statistics 2020：GLOBOCANestimatesof incidenceand mortalityworldwide for36cancersin 185countries[J].CACancerJClin，2021，71（3）： 209-249.DOl：10.3322/caac.21660.

[2]NEOPTOLEMOSJP，KLEEFFJ，MICHLP，etal.Therapeuticdevelopments in pancreatic cancer：Current and future perspectives[J]. NatRevGastroenterolHepatol，2018，15（6）：333-348.DOl：10.1038/ s41575-018-0005-x.

[3]JIANG ML，QIAO M，ZHAO CL，et al.Targeting ferroptosis for cancertherapy：Exploringnovel strategies from itsmechanismsandrole incancers[J].TranslLungCancerRes，2020，9（4）：1569-1584.DOI： 10.21037/tlcr-20-341.

[4]LEI G，ZHUANG L，GAN BY.Targeting ferroptosis as a vulnerability incancer[J].NatRevCancer，2022，22（7）：381-396.DOl：10.1038/ s41568-022-00459-0.

[5]DIXONSJ，LEMBERGKM，LAMPRECHTMR，etal.Ferroptosis：An iron-dependent formof nonapoptotic cell death[J].Cell，2012，149 （5）：1060-1072.DOl：10.1016/j.cell.2012.03.042.

[6]YANG WS，STOCKWELL BR.Ferroptosis：Death by lipid peroxidation[J].TrendsCellBiol，2016，26（3）：165-176.DOl：10.1016/j.tcb. 2015.10.014.

[7]WANG YM，WU XR，REN Z，et al.Overcoming cancer chemotherapyresistancebythe inductionof ferroptosis[J].Drug Resist Updat，2023，66：100916.DOl：10.1016/j.drup.2022.100916.

[8]SPRINGFELDC，JAGERD，BUCHLERMW，etal.Chemotherapy for pancreaticcancer[J].PresseMed，2019，48（3Pt2）：e159-e174. DOI：10.1016/j.lpm.2019.02.025.

[9]WUS，RENJQ，WUHX，etal.Drugresistance factorsinpostoperativegemcitabinechemotherapyafterradicalresectionofpancreatic cancer[J].ChinJDig Surg，2023，22（5）：616-622.DOl：10.3760/ cma.j.cn115610-20230323-00125. 武帥，任加強(qiáng)，吳含雪，等.胰腺癌根治性切除術(shù)后吉西他濱化療方案耐藥 因素分析[J].中華消化外科雜志，2023，22（5）：616-622.DOI：10.3760/

cma.j.cn115610-20230323-00125.

[10]von HOFF DD，ERVIN T，ARENA FP，et al. Increased survival in pancreatic cancer with nab-paclitaxel plus gemcitabine[J].N Engl J Med，2013，369（18）：1691-1703.DOl：10.1056/NEJMoa1304369.

[11]BURRIS HA 3rd，MOORE MJ，ANDERSEN J， et al. ImproVements in survival andclinical benefit with gemcitabineas first-line therapy for patients with advanced pancreas cancer：A randomized trial[J].J Clin Oncol，1997，15（6）： 2403-2413. DOl：10.1200/JCO.1997.15.6.2403.

[12]BEUTEL AK，HALBROOK CJ.Barriers and opportunities for gemcitabine in pancreatic cancer therapy[J].Am J Physiol Cell Physiol， 2023，324（2）：C540-C552. DOl：10.1152/ajpcell.00331.2022.

[13]BADGLEY MA，KREMER DM，CARLO MAURERH，et al.Cysteine depletion induces pancreatic tumor ferroptosis in mice[J].Science， 2020，368（6486）：85-89.DOl：10.1126/science.aaw9872.

[14]SUDA A， UMARU BA， YAMAMOTO Y，et al. Polyunsaturated fatty acids-induced ferroptosis suppresses pancreatic cancer growth[J]. Sci Rep，2024，14（1）： 4409.DOl： 10.1038/s41598-024-55050-4.

[15]DOLL S，PRONETH B，TYURINA YY，et al.ACSL4 dictates ferroptosis sensitivity by shaping cellular lipid composition[J].Nat Chem Biol，2017，13（1）：91-98.DOl： 10.1038/nchembio.2239.

[16] DIXON SJ，WINTER GE， MUSAVI LS， et al. Human haploid cell geneticsrevealsroles for lipid metabolism genes in nonapoptotic cell death[J].ACS Chem Biol，2015，10（7）：1604-1609.DOI： 10.1021/ acschembio.5b00245.

[17]YE Z，HU QS，ZHUO QF，et al. Abrogation of ARF6 promotes RSL3- induced ferroptosisand mitigates gemcitabine resistance in pancreatic cancer cells[J].AmJCancerRes，2020，10（4）：1182-1193.

[18]WUJ，MINiKESAM，GAO MH，etal.Intercellular interactiondictates cancercell ferroptosisvia NF2-YAP signalling[J].Nature，2019，572 （7769）： 402-406.DOl： 10.1038/s41586-019-1426-6.

[19]WANG WM， ZHOU X， KONG LM， et al. BUB1 promotes gemcitabine resistance inpancreatic cancer cellsby inhibiting ferroptosis[J]. Cancers（Basel），2024，16（8）：1540.DOl： 10.3390/cancers16081540.

[20]PANH，SUNY，QIAN LH，etal.A nutrient-deficient microenvironment facilitates ferroptosis resistanceviathe FAM6oA-PPAR axisin pancreatic ductal adenocarcinoma[J].Research（Wash D C），2024， 7： 0300. DOl： 10.34133/research.0300.

[21]TESFAYL，PAUL BT，KONSTORUMA，etal.Stearoyl-CoA desaturase1protects ovariancancercells from ferroptotic cell death[J]. Cancer Res，2019，79（20）：5355-5366.DOl： 10.1158/0008-5472.CAN19-0369.

[22]KIM MJ， KIM HS， KANG HW，et al. SLC38A5 modulates ferroptosis toovercome gemcitabine resistance in pancreatic cancer[J].Cells， 2023，12（20）： 2509. DOl： 10.3390/cells12202509.

[23]YI JM，ZHU JJ，WU J，et al. Oncogenic activation of Pl3K-AKTmTOR signaling suppresses ferroptosis via SREBP-mediated lipogenesis[J]. Proc Natl Acad Sci USA，2020，117（49）：31189-31197. DOI： 10.1073/pnas.2017152117.

[24]YE Z，ZHUO QF，HU QS，et al.FBW7-NRA41-SCD1 axis synchronouslyregulatesapoptosisand ferroptosisinpancreaticcancercells [J].Redox Biol，2021，38： 101807.DOl： 10.1016/j.redox.2020.101807.

[25]GAO MH， MONIAN P，PAN QH，et al. Ferroptosis is an autophagic cell death process[J].CellRes，2016，26（9）： 1021-1032. DOl： 10. 1038/cr.2016.95.

[26]HOU W， XIE YC， SONG XX，et al. Autophagy promotes ferroptosis by degradationof ferritin[J].Autophagy，2016，12（8）：1425-1428. DOI： 10.1080/15548627.2016.1187366.

[27] ZHOU L，YANG C， ZHONG WL，et al. Chrysin induces autophagydependent ferroptosistoincreasechemosensitivityto gemcitabine bytargeting CBR1 in pancreatic cancer cells[J].Biochem Pharmacol，2021，193： 114813. DOl： 10.1016/j.bcp.2021.114813.

[28] DODSON M， CASTRO-PORTUGUEZ R， ZHANG DD. NRF2 plays a critical role in mitigating lipid peroxidation and ferroptosis[J].Redox Biol，2019，23：101107. DOl： 10.1016/j.redox.2019.101107.

[29]TUERHONGA，XUJ，WANGW，etal.CPT1Bmaintainsredox homeostasisand inhibits ferroptosisto induce gemcitabine resistance viatheKEAP1/NRF2axisinpancreatic cancer[J].Surgery，2024， 175（5）：1264-1275.DOl： 10.1016/j.surg.2023.12.019.

[30]LUO ZY，ZHENG QF，YE SZ，etal.HMGA2 alleviates ferroptosis by promoting GPX4 expression in pancreatic cancer cells[J].Cell Death Dis，2024，15（3）： 220. DOl：10.1038/s41419-024-06592-y.

[31]ZHU JY，YU ZH，WANG XG，et al.LncRNA MACC1-AS1 induces gemcitabine resistance in pancreatic cancer cells through suppressing ferroptosis[J].Cell Death Discov，2024，10（1）：101.DOl： 10.1038/s41420-024-01866-y.

[32]NIU ZY，WANG MY，ZHOUL，et al.Elevated GRP78 expression is associatedwith poorprognosisinpatientswith pancreaticcancer [J].SciRep，2015，5：16067.DOl：10.1038/srep16067.

[33]ZHUS，ZHANG QH，SUN XF，et al.HSPA5 regulates ferroptotic cell death in cancer cells[J].Cancer Res，2017，77（8）：2064-2077.DOI： 10.1158/0008-5472.CAN-16-1979.

[34]SERRANO-GOMEZ SJ，MAZIVEYI M，ALAHARI SK.Regulation of epithelial-mesenchymal transition through epigenetic and posttranslationalmodifications[J].MolCancer，2016，15：18.DOl：10.1186/ s12943-016-0502-x.

[35]LIAO TT，YANG MH.Revisiting epithelial-mesenchymal transition in cancermetastasis：Theconnection betweenepithelial plasticityand stemness[J].Mol Oncol，2017，11（7）：792-804.DOI：10.1002/1878- 0261.12096.

[36]FISCHERKR，DURRANSA，LEE S，etal.Epithelial-to-mesenchymal transition is not required for lung metastasis but contributes to chemoresistance[J].Nature，2015，527（7579）：472-476.DOl：10.1038/ nature15748.

[37]RENYQ，MAO XR，XUH，etal.Ferroptosis and EMT：Key targets for combating cancer progressionand therapy resistance[J].Cell Mol LifeSci，2023，80（9）：263.DOl：10.1007/s00018-023-04907-4.

[38]ZHAO M， MISHRA L， DENG CX. The role of TGF-β/SMAD4 signaling incancer[J].IntJ Biol Sci，2018，14（2）：111-123.DOl：10.7150/ ijbs.23230.

[39]XIA X，WUW，HUANG C，et al.SMAD4 and its rolein pancreatic cancer[J].Tumour Biol，2015，36（1）： 111-119. DOl：10.1007/s13277- 014-2883-z.

[40] CHEN HD，YE Z，HU HF，et al.SMAD4 endows TGF-β1-induced highlyinvasive tumorcellswith ferroptosis vulnerability inpancreatic cancer[J].Acta Pharmacol Sin，2024，45（4）：844-856.DOl：10.1038/ s41401-023-01199-z.

[41] MAO XQ， XU J， WANG W， et al. Crosstalk between cancer-associated fibroblasts and immune cells in the tumor microenvironment：New findingsand future perspectives[J].MolCancer，2021，20（1）：131. DOI：10.1186/s12943-021-01428-1.

[42]MAO XQ，XUJ，XIAO MM，etal.ARID3A enhances chemoresistanceofpancreaticcancervia inhibitingPTEN-inducedferroptosis [J].Redox Biol，2024，73：103200.DOl：10.1016/j.redox.2024.103200.

[43]KAMISAWAT，WOODLD，ITOIT，etal.Pancreaticcancer[J].Lancet， 2016，388（10039）：73-85.DOl：10.1016/s0140-6736（16）00141-0.

[44]LIUXX，HUANG ZH，CHEN QZ，etal.Hypoxia-induced epigenetic regulationofmiR-485- 3p promotesstemnessandchemoresistance in pancreatic ductal adenocarcinoma via SLC7A11-mediated ferroptosis[J].Cell DeathDiscov，2024，10（1）：262.DOl：10.1038/s41420- 024-02035-x.

[45]LI QY，LIU XW，XIANG FY，et al.Research progress of SLC7A11 in pancreatic cancer[J].Chin BullLife Sci，2022，34（7）：815-820.DOI： 10.13376/j.cbls/2022089. 李青蕓，劉曉雯，向鳳怡，等.SLC7A11在胰腺癌中的研究進(jìn)展[J].生 命科學(xué)，2022，34（7）：815-820.DOl：10.13376/j.cbls/2022089.

[46]XUR，YANGJ，QIANY，etal.Ferroptosis/pyroptosisdual-inductive combinationalanti-cancertherapyachievedbytransferrindecorated nanoMOF[J].NanoscaleHoriz，2021，6（4）：348-356.DOl：10.1039/ d0nh00674b.

[47]ZHAO ZY，WUYJ，LIANG XC，etal.Sonodynamic therapyof NRP2 monoclonalantibody-guided MOFs@COFtargeteddisruption of mitochondrial and endoplasmic reticulum homeostasis to induce autophagydependentferroptosis[J].AdvSci（Weinh），2023，10（30）：e2303872. DOI：10.1002/advs.202303872.

[48]WEl WH.Mechanism of iron death induced by gemcitabine combinedwith cisplatin in pancreatic cancer[D].Wuhan：Wuhan University，2022. 魏婉慧.吉西他濱與順鉑聯(lián)用誘導(dǎo)胰腺癌鐵死亡的機(jī)制研究[D].武漢： 武漢大學(xué)，2022.

收稿日期：2024-10-07：錄用日期：2024-12-04本文編輯：王亞南

引證本文：XIAO L，ZHENG KL，ZHANG JX，et al.Inducingferroptosis：Anovelstrategytoreversegemcitabineresistanceinpancreaticcancer[J].JClinHepatol，2025，41（7）：1469-1475.

肖麟，鄭楷煉，張佳鑫，等.誘導(dǎo)鐵死亡：逆轉(zhuǎn)胰腺癌對(duì)吉西他濱化療耐藥性的新策略[J].臨床肝膽病雜志，2025，41（7）：1469-1475.