鐵死亡在膽管癌中的作用機(jī)制

楊銘鈺， 楊 震， 任萬華

山東第一醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院 感染性疾病科，濟(jì)南 250000

1 鐵死亡的發(fā)現(xiàn)及特征

鐵死亡是Stocicwell于2012年發(fā)現(xiàn)的一種新型細(xì)胞死亡方式。在鑒定對Ras突變細(xì)胞有致死作用的新分子的研究中，Erastin和RSL3分子以非凋亡方式選擇性殺傷細(xì)胞，并且伴隨著線粒體形態(tài)的異常[1]。傳統(tǒng)的調(diào)控細(xì)胞死亡的抑制劑無法阻斷此過程，但抗氧化劑(維生素E)和鐵螯合劑卻可以逆轉(zhuǎn)此過程[2]，這種以脂質(zhì)過氧化為特征的鐵依賴性非凋亡性細(xì)胞死亡即鐵死亡[3]。

與己經(jīng)鑒定出的11種受調(diào)控的細(xì)胞死亡方式相比，鐵死亡在形態(tài)、生化學(xué)特征、調(diào)控蛋白和功能機(jī)制方面都各不相同。譬如，凋亡的主要形態(tài)學(xué)特征包括細(xì)胞質(zhì)濃縮，染色質(zhì)高度凝聚，核裂解為碎塊，凋亡小體形成，線粒體形態(tài)在凋亡早期可維持正常，隨著凋亡過程進(jìn)展可能會出現(xiàn)線粒體腫脹、空泡變等一些非特異性的改變。生化學(xué)特征主要有半胱天冬蛋白酶的激活、DNA降解等[4]。自噬的主要形態(tài)學(xué)特征包括細(xì)胞膜特征化結(jié)構(gòu)消失，不發(fā)生染色質(zhì)凝集，出現(xiàn)大量自噬空泡，自噬溶酶體形成，生化學(xué)特征主要表現(xiàn)為LC3蛋白-I到LC3蛋白-II的轉(zhuǎn)化、底物降解等[5]。而鐵死亡的主要形態(tài)學(xué)特征表現(xiàn)為細(xì)胞核正常，線粒體膜密度升高，線粒體嵴減少；生化學(xué)特征主要包括鐵和活性氧超載、絲裂原活化蛋白激酶的激活、抑制胱氨酸/谷氨酸逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白系統(tǒng)(cystine/glutamate antiporter system Xc-)和減少半胱氨酸攝取、谷胱甘肽(glutathione，GSH)耗竭、釋放花生四烯酸介質(zhì)等[6]。

2 鐵死亡分子機(jī)制

鐵死亡是鐵依賴性、以脂質(zhì)活性氧異常增多為特征的一種獨立細(xì)胞死亡類型。脂質(zhì)過氧化物的升高和谷胱甘肽過氧化物酶4(glutathione peroxidase 4，GPX4)的降低是其發(fā)生的兩大標(biāo)志，鐵死亡的發(fā)生涉及脂質(zhì)代謝、活性氧的生成與清除、鐵離子代謝異常等等，因而其內(nèi)在分子機(jī)制與脂質(zhì)過氧化、活性氧、GPX4、鐵代謝等必然有著密不可分的關(guān)系(圖1)。

2.1 活性氧和脂質(zhì)過氧化的驅(qū)動 活性氧在組織內(nèi)穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用，調(diào)節(jié)細(xì)胞信號傳導(dǎo)、分化，促進(jìn)細(xì)胞損傷和死亡，其水平受細(xì)胞抗氧化系統(tǒng)的嚴(yán)格調(diào)控。鐵死亡過程中，組織細(xì)胞處于氧化應(yīng)激狀態(tài)，過量的活性氧產(chǎn)生，攻擊生物膜，影響其流動性及結(jié)構(gòu)，通過脂質(zhì)過氧化鏈反應(yīng)，質(zhì)膜的過氧化反應(yīng)在膜磷脂之間傳遞下去，對細(xì)胞產(chǎn)生致死作用。但生物體內(nèi)存在著眾多的抗氧化劑，一般的內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)由酶促抗氧化劑(超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、GPX和重組抗氧化酶)和非酶抗氧化劑(維生素或其類似物、礦物質(zhì)和代謝物)組成，過量的活性氧通過酶促(脂氧合酶催化)和非酶(鐵依賴)途徑誘導(dǎo)脂質(zhì)過氧化，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

注：ACSL4，長鏈?；o酶a合成酶家族成員4; ALOX-15，花生四烯酸-15脂氧合酶; CoQ10，輔酶Q10; Cysteine，半胱氨酸;Cystine，胱氨酸; Ferritin，鐵蛋白;Ferritinophage， 鐵自噬; FSP1，鐵死亡調(diào)控蛋白1; Glutamate，谷氨酸; GSSG，氧化型谷胱甘肽; LIP，不穩(wěn)定鐵池; LOX，脂氧合酶; LPCAT3，溶血磷脂酰膽堿?；D(zhuǎn)移酶3; NADPH，還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸; NFE2L2，紅細(xì)胞衍生核因子2樣蛋白2; NRF2，核因子E2相關(guān)因子2; PUFA，多不飽和脂肪酸; SAT1，精胺N1-乙酰轉(zhuǎn)移酶 1; SLC3A2，溶質(zhì)載體家族3成員2; SLC7A11，溶質(zhì)載體家 族7成員11; Transferrin，轉(zhuǎn)鐵蛋白; TfR1，轉(zhuǎn)鐵蛋白受體1。

PUFA是脂質(zhì)過氧化的首選底物，特別是花生四烯酸和腎上腺酸最容易發(fā)生過氧化[7-8]，導(dǎo)致脂質(zhì)雙分子層被破壞，影響膜功能。細(xì)胞膜中PUFA的生物合成和重構(gòu)需要長鏈?；o酶a合成酶家族成員4(long-chain acyl-CoA synthetases 4, ACSL4)和溶血磷脂酰膽堿?；D(zhuǎn)移酶3 (lysophosphatidylcholine acyltransferase 3，LPCAT3)參與[9]。ACSL4在體內(nèi)可以催化脂肪酸活化合成脂酰輔酶A，這是脂肪酸分解代謝第一步反應(yīng)的關(guān)鍵酶，而且在脂質(zhì)過氧化物抑制GPX4的過程中ACSL4是必不可少的。降低ACSL4和LPCAT3的表達(dá)可以減少脂質(zhì)過氧化底物在細(xì)胞中的積累，從而抑制鐵死亡，因此，ACSL4和LPCAT3已被認(rèn)為是介導(dǎo)鐵死亡的關(guān)鍵蛋白[7]。

2.2 GSH-GPX4 抗氧化劑通過對活性氧等的清除在預(yù)防細(xì)胞損傷或癌變方面發(fā)揮作用。GSH是哺乳動物體內(nèi)最主要、含量最豐富的含巰基的低分子多肽，有氧化型(GSSG)和還原型(GSH)兩種形式，它可以通過抑制脂質(zhì)過氧化，清除自由基,對細(xì)胞起到保護(hù)作用，是人類細(xì)胞內(nèi)主要的抗氧化劑，也是GPX4的理想底物。半胱氨酸是細(xì)胞GSH生物合成中的限速因子，通常在半胱氨酸饑餓，GSH耗竭和抑制GPX4后誘導(dǎo)細(xì)胞鐵死亡。

GPX4是谷胱甘肽過氧化物酶家族中極其重要的成員。GPX不僅具有清除自由基和衍生物的作用，還減少脂質(zhì)過氧化物的形成，增強(qiáng)機(jī)體抗氧化損傷的能力，從而抑制致癌物和活性氧誘導(dǎo)的腫瘤發(fā)生，尤其GPX4可通過抑制脂質(zhì)過氧化和鐵死亡而發(fā)揮其重要作用。GPX4基因的缺失可以導(dǎo)致早期胚胎致死。為了確保膜的完整性和減少活性氧引起的損害，GPX4利用還原GSH作為輔助因子，將脂質(zhì)過氧化氫(R-OOH)轉(zhuǎn)化為脂質(zhì)醇(R-OH)，阻止了Fe2+依賴的毒性活性氧的形成和積累，保護(hù)細(xì)胞膜中的的多不飽和脂肪酸防止其脂質(zhì)過氧化[10]。同時細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激狀態(tài)也可以誘導(dǎo)GPX4活性增高，這可能是與激活核轉(zhuǎn)錄因子NF-kB，調(diào)節(jié)錳-超氧化物歧化酶、血紅素加氧酶等抗氧化物質(zhì)的基因表達(dá)相關(guān)[11]。GPX4也是鐵死亡的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，增強(qiáng)GPX4活性以及誘導(dǎo)其表達(dá)的因素均會降低細(xì)胞對鐵死亡的敏感性，反之亦然。研究[12-14]表明，Erastin和RSL3可以分別通過間接和直接的方式抑制GPX4的活性來誘導(dǎo)鐵死亡。Xc-系統(tǒng)是異二聚體，由糖基化的重鏈SLC3A2和非糖基化的SLC7A11通過二硫鍵連接形成，其中SLC7A11是調(diào)控GPX4活性的關(guān)鍵蛋白，SLC7A11-GSH-GPX4是經(jīng)典的鐵死亡通路。SLC7A11的表達(dá)和活性進(jìn)一步受到NFE2L2的正向調(diào)節(jié)[15]，NFE2L2信號通路是抵抗鐵死亡的重要防御機(jī)制，受到抑癌基因TP53、BRCA1關(guān)聯(lián)蛋白1和Beclin1的負(fù)向調(diào)控[13]。Xc-系統(tǒng)的抑制決定了GSH水平的下降和鐵死亡的開始。而且Xc-轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑是半胱氨酸合成GSH和維持細(xì)胞內(nèi)硫醇氧化還原電位的重要來源，因此系統(tǒng)Xc-可能是一個很好的抗癌靶點，這也為腫瘤的治療和降低耐藥風(fēng)險提供了新的思路。此外，鐵死亡誘導(dǎo)劑(ferroptosis—inducing agents，F(xiàn)IN)56對GPX4水平也有著顯著影響。RSL3可以直接抑制GPX4的活性，而FIN56可降低GPX4的豐度和輔酶Q10的衍生量。FIN56并非Xc-系統(tǒng)的抑制劑，不影響GSH水平，而是通過翻譯后降解導(dǎo)致GPX4蛋白的丟失[16]。

2.3 鐵代謝 正常的鐵對生物的生存至關(guān)重要，是許多關(guān)鍵過程中必需元素，主要參與氧運(yùn)輸、DNA生物合成，以及參與形成各種酶，如LOX、黃嘌呤氧化酶、還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate, NADPH)氧化酶、線粒體復(fù)合體Ⅰ和Ⅲ等[17]。細(xì)胞內(nèi)鐵離子超載，F(xiàn)e2+可以通過Fenton反應(yīng)催化形成具有代謝毒性的活性氧和過氧化磷脂，導(dǎo)致細(xì)胞損傷或死亡，因此，細(xì)胞內(nèi)鐵離子攝入與釋放、儲存和轉(zhuǎn)運(yùn)都是影響細(xì)胞鐵死亡的重要因素[18]。在大鼠中敲減鐵離子代謝的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子——鐵反應(yīng)元件結(jié)合蛋白2可以有效降低細(xì)胞對鐵死亡的敏感性[1]。自噬亦可以通過影響鐵離子代謝，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞對鐵死亡誘導(dǎo)劑的敏感性。儲鐵蛋白介導(dǎo)的選擇性自噬，簡稱為鐵自噬，通過調(diào)控細(xì)胞內(nèi)的鐵離子轉(zhuǎn)運(yùn)來增強(qiáng)細(xì)胞對鐵死亡的敏感性。近期研究[19-20]報道了核因子E2相關(guān)因子2 (nuclear factor erythroid2 related factor 2，NRF2)、熱休克蛋白B1 等基因可通過調(diào)節(jié)細(xì)胞的鐵離子代謝，影響細(xì)胞對鐵死亡誘導(dǎo)劑的敏感性。鐵螯合劑可以抑制Erastin誘導(dǎo)的鐵死亡，而補(bǔ)充外源性鐵則可以增強(qiáng)Erastin誘導(dǎo)的鐵死亡。因此，鐵離子代謝也是誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生鐵死亡的重要潛在調(diào)控點。

此外，腫瘤細(xì)胞的生長往往表現(xiàn)較強(qiáng)的鐵依賴性，眾多腫瘤調(diào)控因子，如Ras、p53、Nrf2等均可以影響鐵代謝從而調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的死亡。Ras突變的鐵死亡細(xì)胞與耐鐵死亡細(xì)胞相比，TfR1表達(dá)增加，鐵蛋白輕鏈(ferritin light chain，F(xiàn)TL)和鐵蛋白重鏈1 (ferritin heavy polypeptide1，F(xiàn)TH1)表達(dá)降低[21]，提示鐵攝取增加和鐵儲存減少可能導(dǎo)致鐵死亡過程中的鐵過載。鐵依賴型鐵死亡的更多直接證據(jù)也包括來自鐵代謝主要轉(zhuǎn)錄因子IREB2的研究，通過RNAi抑制IREB2可顯著增加鐵代謝相關(guān)基因的表達(dá)(如F-box、FTH1和FTL)，因此，靶向鐵死亡治療腫瘤具有臨床可行性及重要意義。

2.4 鐵死亡其他相關(guān)機(jī)制及信號通路

2.4.1 P53 P53是與腫瘤關(guān)系密切的抑癌基因，也是一種轉(zhuǎn)錄因子，通過與靶基因的啟動子結(jié)合，繼而激活或抑制其mRNA的合成[7]。TP53在大約50%的人類癌癥中存在雙等位突變或缺失，導(dǎo)致腫瘤進(jìn)展失控。2012年Li等發(fā)現(xiàn)p53的翻譯后修飾對轉(zhuǎn)錄和抑癌作用有重大影響，被稱為p533KR的乙酰化缺陷突變體無法誘導(dǎo)凋亡和細(xì)胞周期阻滯，但缺乏乙?；膒53突變體可促進(jìn)鐵死亡[3,13]。而且，p53是Xc-亞基SCL7A11的編碼基因，下調(diào)SLC7A11的表達(dá)，抑制Xc-系統(tǒng)，從而影響GPX4的活性[13]， 導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化積累和鐵死亡。p53亦可以激活SAT1，調(diào)控ALOX-15，促進(jìn)細(xì)胞脂質(zhì)過氧化，活性氧堆積，最終誘導(dǎo)鐵死亡[22]，敲除SAT1可顯著逆轉(zhuǎn)p53介導(dǎo)的鐵死亡。其他一些代謝相關(guān)基因，如鐵氧還蛋白還原酶[23]和谷氨酰胺酶2[24]等，均是p53介導(dǎo)鐵死亡的直接靶點[10]，故而p53作為代謝相關(guān)基因的調(diào)節(jié)因子在鐵死亡中有著相當(dāng)重要的地位。

2.4.2 P62-Keap1-Nrf2通路 Keap1-Nrf2系統(tǒng)作為氧化應(yīng)激、細(xì)胞損傷的傳感器發(fā)揮著重要作用，調(diào)控抗氧化酶相關(guān)基因的表達(dá)[25]。Nrf2是調(diào)控氧化還原平衡重要轉(zhuǎn)錄因子，在非激活狀態(tài)下位于細(xì)胞質(zhì)中與Keap1相互作用，并經(jīng)由泛素-蛋白酶體通路迅速降解。當(dāng)活性氧水平升高時，Keap1無法泛素化Nrf2，導(dǎo)致Nrf2在細(xì)胞核積累，進(jìn)而誘導(dǎo)與抗氧化、代謝和解毒酶相關(guān)的核靶基因表達(dá)，這一過程受到自噬受體p62的嚴(yán)格控制，p62是一種多功能蛋白，直接抑制Keap1，同時促進(jìn)Nrf2激活[26]。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)肝癌細(xì)胞暴露于Erastin或索拉非尼時，p62-keap1-Nrf2通路的激活可阻止Nrf2降解，促進(jìn)p62核積累，從而抑制鐵死亡[20]。

2.4.3 FSP1-CoQ10-NAD(P)H 通路 GPX4是抑制鐵死亡發(fā)生機(jī)制的核心，然而研究發(fā)現(xiàn)GPX4缺失的細(xì)胞仍然能在鐵死亡激活狀態(tài)下生存，在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了之前并未識別的鐵死亡調(diào)控蛋白(ferroptosis suppressor protein 1，F(xiàn)SP1)，進(jìn)一步的研究證明FSP1對鐵死亡的抑制是由NAD(P)H 依賴輔酶Q10介導(dǎo)，F(xiàn)SP1保護(hù)細(xì)胞的作用正是通過催化CoQ10的持續(xù)再生，提高自由基捕獲能力來抑制鐵死亡的發(fā)生[27-28]，對GPX4缺失引起的鐵死亡具有保護(hù)作用。而且靶向FSP1與GPX4抑制劑具有顯著的協(xié)同作用，可在多種腫瘤中誘導(dǎo)鐵死亡。FSP1-CoQ10-NAD(P)H通路作為一個獨立的平行系統(tǒng)，可與GSH-GPX4協(xié)同阻遏磷脂過氧化和鐵死亡。

除此之外，三羧酸循環(huán)和電子傳遞鏈，以及Erastin的另一個直接靶點，線粒體電壓依賴性陰離子通道[29]都可影響鐵死亡。

3 膽管癌

膽管癌是起源于肝內(nèi)、門周或遠(yuǎn)端(肝外)膽道系統(tǒng)的惡性腫瘤，不包括膽囊癌和Vater壺腹癌。2017年，美國癌癥聯(lián)合會和國際抗癌聯(lián)盟聯(lián)合發(fā)布最新版癌癥分期手冊，重新定義了門周段膽管癌(perihilor cholangiocarcinoma,pCCA)、遠(yuǎn)端膽管癌(distal cholangiocarcinoma,dCCA)和肝內(nèi)膽管癌(intrahepatic cholangiocarcinoma,iCCA)分期系統(tǒng)，罕見的混合性肝細(xì)胞-膽管細(xì)胞癌被歸為iCCA。膽管癌在不同國家的發(fā)病率差異很大，多數(shù)國家發(fā)病率<6例/10萬人，但在智利、韓國和泰國北部等一些國家和地區(qū)的發(fā)病率異常升高[30]。

膽管癌潛伏期較長，早期癥狀不明顯，如肝外膽管細(xì)胞癌(extrahepatic cholangiocarcinoma，eCCA)通常在腫瘤阻塞膽道引流系統(tǒng)時才出現(xiàn)癥狀。多數(shù)患者初次就診時已經(jīng)處于腫瘤進(jìn)展期，甚至已發(fā)生轉(zhuǎn)移，手術(shù)切除和肝移植是3種亞型早期疾病的潛在治愈性治療選擇。然而，由于晚期腫瘤局部浸潤，或腹膜、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，或膽道重建選擇受限等原因，只有不到1/3的患者在診斷時被歸類為可切除的腫瘤手術(shù)，并且術(shù)后出現(xiàn)局部復(fù)發(fā)及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移高達(dá)60%。iCCA切除后的5年生存率為22%～44%，pCCA 為11%～41%，dCCA為27%～37%[30]。對于晚期或不能切除的膽管癌患者，吉西他濱聯(lián)合順鉑是目前常用的一線化療方案，但中位總生存期<1年[31]。此外，用于CCA早期診斷、預(yù)后預(yù)測和治療評價的生物標(biāo)志物仍相當(dāng)有限[32]，如CA19-9和CEA是目前研究相對充分的兩種標(biāo)志物，但其結(jié)果與良性疾病及其他惡性腫瘤存在明顯重疊，診斷價值有限，而且他們對早期膽管細(xì)胞癌的敏感性較低，因此有必要深入探究關(guān)鍵分子機(jī)制，尋找新的診治靶點。

研究報道膽管癌發(fā)病的誘因包括肝內(nèi)膽管結(jié)石、原發(fā)性硬化性膽管炎、肝吸蟲病、病毒性肝炎以及先天性膽道畸形等多種危險因素，但其共同特征是多數(shù)都會導(dǎo)致膽汁淤積，進(jìn)而引起膽管的炎性病變，氧化應(yīng)激失衡，直至癌癥發(fā)生。此外，在膽管癌發(fā)生過程中鐵代謝異常也參與其中，伴隨著鐵依賴性氧化應(yīng)激增強(qiáng)[32]，因此，膽管癌惡性進(jìn)展過程中的氧化應(yīng)激失衡與鐵代謝異常均提示新型的細(xì)胞死亡方式鐵死亡參與其中，進(jìn)一步探討鐵死亡在膽管癌發(fā)生發(fā)展中的可能機(jī)制，對膽管癌的防治具有重要的指導(dǎo)意義。

3.1 膽管癌與氧化應(yīng)激失衡 誘發(fā)膽管癌的危險因素眾多，但其共同特點即因膽管的慢性梗阻，導(dǎo)致膽汁淤積，進(jìn)而引起膽管的慢性炎性。有動物模型研究[33]證實，慢性膽管阻塞可以引起膽管癌的發(fā)生與發(fā)展。此外，在炎癥微環(huán)境中，活性氧/活性氮可損傷生物大分子(DNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì))，導(dǎo)致其功能障礙，形成氧化應(yīng)激失衡的惡性循環(huán)，誘發(fā)癌癥。氧化應(yīng)激的失衡及氧化還原信號通路的失調(diào)是癌癥進(jìn)展和對治療耐藥的共同特征[34-35]。近來研究發(fā)現(xiàn)，鐵離子也參與氧化應(yīng)激引起的生物大分子損傷過程，炎癥誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激可以導(dǎo)致Fe3+結(jié)合和TfR氧化，促進(jìn)鐵積累和釋放；此外，鐵調(diào)素的表達(dá)通過骨形態(tài)發(fā)生蛋白和蛋白酪氨酸激酶2/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子3信號通路調(diào)控[36]。在炎癥或感染刺激后，IL-6激活，通過鐵調(diào)素依賴性途徑或其他途徑抑制鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性[37]，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鐵超載，增加宿主對感染的易感性或癌癥發(fā)生。羰基化是氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的一種不可逆的蛋白質(zhì)修飾。羰基化蛋白在膽管癌組織中表達(dá)顯著升高。炎癥誘導(dǎo)的血清轉(zhuǎn)鐵蛋白、熱休克蛋白70和Α1抗胰蛋白酶的羰基化可能在膽管癌的癌變中起關(guān)鍵作用[38]。血清轉(zhuǎn)鐵蛋白羰基化，可導(dǎo)致鐵的積累和釋放，增強(qiáng)Fenton反應(yīng)。此外，具有抗氧化性質(zhì)的熱休克蛋白70和具有蛋白酶抑制能力的Α1抗胰蛋白酶的羰基化則導(dǎo)致他們功能障礙，降解GPX4，促進(jìn)鐵死亡，從而導(dǎo)致膽管癌的進(jìn)展和不良預(yù)后[38]。綜上，炎癥反應(yīng)及相關(guān)氧化應(yīng)激失衡在膽管癌的發(fā)生發(fā)展中有著至關(guān)重要的作用。

3.2 膽管癌與鐵代謝 肝臟是鐵在體內(nèi)儲存的主要部位，過量的的鐵參與Fenton反應(yīng)，產(chǎn)生活性氧，進(jìn)而促進(jìn)多不飽和脂肪酸的過氧化反應(yīng)，導(dǎo)致嚴(yán)重的氧化應(yīng)激和細(xì)胞損傷。與非腫瘤細(xì)胞相比，腫瘤細(xì)胞(特別是腫瘤干細(xì)胞)的生長具有明顯的鐵依賴性[7]。腫瘤細(xì)胞內(nèi)鐵水平的調(diào)節(jié)可以概括為：鐵攝取增加，鐵儲存和輸出減少，從而鐵水平升高以維持腫瘤細(xì)胞生長的高鐵需求[37]。鐵穩(wěn)態(tài)的破壞在腫瘤發(fā)生和治療抵抗中發(fā)揮重要作用。

LIP是Fenton反應(yīng)的鐵離子源，F(xiàn)enton反應(yīng)產(chǎn)生過量活性氧，參與了膽管癌發(fā)生發(fā)展的全過程[38]。鐵調(diào)控蛋白的異常表達(dá)或修飾以及TfR-1也在膽管癌發(fā)生發(fā)展中具有關(guān)鍵作用。上調(diào)TfR-1導(dǎo)致鐵攝取增強(qiáng)，LIP增加，從而促進(jìn)腫瘤進(jìn)展；敲除TfR-1則降低細(xì)胞內(nèi)LIP、抑制膽管癌細(xì)胞遷移能力和增殖能力，并且鐵超載與膽管癌患者的不良預(yù)后顯著相關(guān)[39]。Tran等[40]發(fā)現(xiàn)在104例膽管癌腫瘤組織中，鐵蛋白、鐵調(diào)素和運(yùn)鐵蛋白的表達(dá)較相對于周圍非癌組織降低，但轉(zhuǎn)鐵蛋白受體表達(dá)上調(diào)，轉(zhuǎn)鐵蛋白受體功能障礙可以顯著抑制Erastin誘導(dǎo)的鐵死亡。此外，暴露于外源性過氧化氫可以激活鐵響應(yīng)元件，通過結(jié)合mRNA 來抑制翻譯或降解鐵蛋白，參與調(diào)控鐵代謝過程[41]。為探索膽管癌治療的新方向提供了依據(jù)。

3.3 其他相關(guān)分子及信號通路 異檸檬酸脫氫酶1/2(isocit rate dehydrogenase1/2，IDH1/2)，BRCA1關(guān)聯(lián)蛋白1，AT豐富結(jié)構(gòu)域1A和多溴蛋白1是iCCA中最常見的突變基因。IDH1/2突變與膽管癌中p53水平升高、鐵代謝和DNA高甲基化顯著相關(guān)[42]，并且與IDH突變相關(guān)的表觀遺傳學(xué)變化可能介導(dǎo)了其致癌效應(yīng)。此外，膽管癌的發(fā)生常繼發(fā)于細(xì)胞DNA的損傷，存在多種癌基因與抑癌基因的突變，>21%的病例Kras癌基因與>37%的病例p53抑癌基因出現(xiàn)異常表達(dá)，表現(xiàn)為侵襲性更強(qiáng)的基因顯型[43]。在膽管癌患者的膽汁與胰液中同樣可以發(fā)現(xiàn)Kras基因與p53基因的突變，而這兩種基因在鐵死亡中都發(fā)揮重要作用。Kras/ERK信號傳導(dǎo)途徑下游的ADP-核糖基化因子6蛋白可通過抑制RSL3誘導(dǎo)鐵死亡降低對吉西他濱的耐藥性[44]。近期研究表明，抑制Xc-系統(tǒng)可以通過誘導(dǎo)鐵死亡逆轉(zhuǎn)頭頸癌細(xì)胞對順鉑的耐藥[45]，因此，鐵死亡的異常調(diào)控亦參與了腫瘤細(xì)胞的耐藥抵抗。

4 總結(jié)與展望

鐵死亡是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新型細(xì)胞死亡形式。隨著研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在調(diào)控機(jī)制涉及多種分子的表達(dá)及信號通路。腫瘤細(xì)胞中鐵代謝異常及氧化應(yīng)激失衡為通過調(diào)控鐵死亡靶向治療腫瘤提供了理論依據(jù)。雖然鐵死亡在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及治療的具體機(jī)制尚未完全闡明，但食品藥品監(jiān)督管理局已批準(zhǔn)的索拉非尼、柳氮磺胺吡啶等在腫瘤治療中效果顯著[7]，而且鐵死亡在放療、免疫治療、分子靶向治療、納米醫(yī)學(xué)抗腫瘤等方面也有明顯作用。膽管癌中鐵死亡調(diào)控機(jī)制研究已有一定進(jìn)展，但仍需要進(jìn)一步從代謝途徑、表觀修飾等多個層面深入分析相關(guān)機(jī)制，推動診治能力的提升，從而干預(yù)疾病的發(fā)生發(fā)展。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：楊銘鈺負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)，撰寫論文；楊震、任萬華負(fù)責(zé)擬定寫作思路，指導(dǎo)撰寫文章并最后定稿。