鐵死亡在腫瘤臨床治療中的作用及研究進(jìn)展△

郭姍琦，姜行康

1天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院腫瘤科，國(guó)家中醫(yī)針灸臨床醫(yī)學(xué)研究中心，天津 300381

2天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院泌尿外科，天津 300211

目前，惡性腫瘤是全球第二大致死因素，嚴(yán)重危害人類健康。如何在保護(hù)正常細(xì)胞功能的同時(shí)有效地清除腫瘤細(xì)胞是腫瘤治療的關(guān)鍵。近年來(lái)，隨著鐵死亡相關(guān)分子機(jī)制研究的不斷深入，越來(lái)越多的證據(jù)表明鐵死亡在腫瘤早期診斷和治療中具有良好的應(yīng)用前景。鐵死亡是一種新發(fā)現(xiàn)的程序性細(xì)胞死亡形式，與人們熟知的細(xì)胞死亡方式（如細(xì)胞凋亡、焦亡、自噬等）在形態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)和生物化學(xué)等方面顯著不同[1]。研究證實(shí)鐵死亡與惡性腫瘤的發(fā)生和發(fā)展具有密切聯(lián)系，通過(guò)激活或抑制鐵死亡能夠有效影響腫瘤細(xì)胞的活性，因此成為目前腫瘤領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[2]。本文對(duì)鐵死亡的發(fā)生機(jī)制及其在不同腫瘤治療方式中的作用機(jī)制及研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為以鐵死亡為基礎(chǔ)的腫瘤聯(lián)合治療提供新的治療策略和參考依據(jù)。

1 鐵死亡及其發(fā)生機(jī)制

細(xì)胞死亡對(duì)于維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)、調(diào)控腫瘤細(xì)胞增殖具有重要意義。細(xì)胞死亡主要包括意外性細(xì)胞死亡和調(diào)節(jié)性細(xì)胞死亡兩大類，而調(diào)節(jié)性細(xì)胞死亡主要包括細(xì)胞凋亡、程序性壞死、細(xì)胞焦亡和鐵死亡。其中，鐵死亡由Dixon于2012年提出。不同于其他調(diào)節(jié)性細(xì)胞死亡，鐵死亡的主要特征為鐵過(guò)載以及脂質(zhì)過(guò)氧化物累積，其細(xì)胞形態(tài)改變主要表現(xiàn)為細(xì)胞膜破裂和出泡、線粒體變小和皺縮、線粒體膜密度增加以及線粒體嵴減少和消失等[3]。鐵死亡的生物學(xué)特征主要為鐵和活性氧（reactive oxygen species，ROS）累積以及絲裂原活化蛋白激酶系統(tǒng)激活，通過(guò)降低胱氨酸的攝取，耗竭細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽（glutathione，GSH），抑制胱氨酸/谷氨酸反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白系統(tǒng)（cystine/glutamate antiporter system Xc-，System Xc-），增加還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶。鐵死亡是由于細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)氧化物代謝障礙導(dǎo)致的，在鐵離子的催化下異常代謝，破壞細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡而引起細(xì)胞死亡[4]。鐵死亡的發(fā)生機(jī)制主要與鐵代謝、氨基酸代謝、脂代謝和脂質(zhì)過(guò)氧化物形成密切相關(guān)。

1.1 鐵代謝

鐵是人體內(nèi)必需的營(yíng)養(yǎng)元素，也是脂質(zhì)過(guò)氧化物累積和鐵死亡發(fā)生的必需元素。鐵死亡是鐵依賴的、非凋亡形式的可調(diào)控的細(xì)胞死亡。鐵代謝相關(guān)的蛋白如轉(zhuǎn)鐵蛋白（transferrin，TRF）、轉(zhuǎn)鐵蛋白受體1（transferrin receptor 1，TFR1）、鐵蛋白重鏈1（ferritin heavy chain 1，F(xiàn)TH1）和鐵蛋白輕鏈（ferritin light chain，F(xiàn)TL）等均是鐵死亡發(fā)生的關(guān)鍵介質(zhì)。TRF和TFR1從細(xì)胞外環(huán)境中將鐵輸送至細(xì)胞內(nèi)是鐵死亡發(fā)生的必需步驟。因此，鐵的輸入、排出、儲(chǔ)存和流量均會(huì)影響鐵死亡的發(fā)生。研究證實(shí)，鐵離子水平越高、脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)越強(qiáng)烈，鐵死亡就越嚴(yán)重[5]。此外，研究證實(shí)大鼠肉瘤癌基因（rat sarcoma oncogene，RAS）突變可增加細(xì)胞對(duì)鐵死亡的抵抗，而鐵反應(yīng)元件結(jié)合蛋白2（iron responsive element binding protein 2，IREB2）作為鐵代謝中主要的調(diào)控因子，通過(guò)調(diào)控FTH1和FTL的表達(dá)參與鐵死亡過(guò)程[6]。血紅素加氧酶-1（heme oxygenase-1，HO-1）能夠通過(guò)催化血紅素降解反應(yīng)產(chǎn)生游離鐵，因此其過(guò)表達(dá)可加速鐵死亡的發(fā)生。此外，RAS/迅速加速纖維肉瘤（rapidly accelerated fibrosarcoma，RAF）/絲裂原活化蛋白激酶激酶（mitogen-activated protein kinase kinase，MEK）信號(hào)通路同樣能夠影響細(xì)胞對(duì)鐵死亡的敏感性，從而調(diào)控鐵死亡的發(fā)生。近年來(lái)，鐵自噬的概念越來(lái)越受到廣大研究者的關(guān)注。鐵自噬是由核受體共激活劑4（nuclear receptor coactivator 4，NCOA4）介導(dǎo)溶酶體對(duì)細(xì)胞內(nèi)鐵蛋白進(jìn)行自噬性降解，釋放游離鐵，引起氧化損傷的選擇性自噬過(guò)程，而抑制溶酶體的功能或沉默NCOA4均能夠抑制腫瘤細(xì)胞的鐵死亡[7]。

1.2 氨基酸代謝

GSH作為谷胱甘肽過(guò)氧化物酶4（glutathione peroxidase 4，GPX4）的底物參與細(xì)胞內(nèi)的抗氧化反應(yīng)是鐵死亡發(fā)生的關(guān)鍵因素。System Xc-與細(xì)胞鐵死亡密切相關(guān)，其可將細(xì)胞內(nèi)的谷氨酸按照1∶1的比例轉(zhuǎn)化為胱氨酸，胱氨酸進(jìn)入細(xì)胞后被還原為半胱氨酸，隨后合成GSH來(lái)調(diào)節(jié)下游的脂質(zhì)過(guò)氧化[8]。抑制System Xc-會(huì)導(dǎo)致氨基酸代謝失衡從而觸發(fā)鐵死亡。谷氨酰胺也是介導(dǎo)鐵死亡發(fā)生的重要因子，當(dāng)谷氨酰胺不足或其分解被阻斷時(shí)，則無(wú)法誘導(dǎo)ROS的堆積，從而導(dǎo)致脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)及鐵死亡的發(fā)生受影響。

1.3 脂代謝及脂質(zhì)過(guò)氧化物的形成

脂質(zhì)氧化應(yīng)激及其引起的膜損傷被認(rèn)為是鐵死亡的標(biāo)志性事件，尤其是多不飽和脂肪酸更易形成脂質(zhì)過(guò)氧化物從而觸發(fā)鐵死亡的發(fā)生。多不飽和脂肪酸的含量和位置決定了細(xì)胞中脂質(zhì)過(guò)氧化的程度，從而決定鐵死亡的程度[9]。游離多不飽和脂肪酸是合成脂質(zhì)信號(hào)傳遞介質(zhì)的底物。與飽和脂肪酸、單一不飽和脂肪酸相比，多不飽和脂肪酸更容易發(fā)生氧化，其中，花生四烯酸和腎上腺素酸是誘導(dǎo)鐵死亡的關(guān)鍵成分。多不飽和脂肪酸在長(zhǎng)鏈酯酰輔酶A合成酶4（acyl-CoA synthetase long-chain family member 4，ACSL4）的作用下發(fā)生脂肪酸的活化，可將花生四烯酸和腎上腺素酸分別合成為花生四烯酯酰輔酶A和腎上腺酯酰輔酶A，成為細(xì)胞膜的重要組成成分，而膜上的長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸易被鐵死亡誘導(dǎo)劑氧化從而導(dǎo)致鐵死亡[10]。

此外，還有一些重要的代謝通路也參與細(xì)胞鐵死亡。硒是GPX4合成的必要元素，可以通過(guò)調(diào)節(jié)GPX4的豐度和活性調(diào)控鐵死亡的發(fā)生[11]。電壓依賴性陰離子通道（voltage-dependent anion channel，VDAC）是細(xì)胞中鐵離子和代謝產(chǎn)物的轉(zhuǎn)運(yùn)通道。VDAC位于線粒體外膜，可調(diào)節(jié)線粒體的代謝和產(chǎn)能，也參與細(xì)胞活動(dòng)相關(guān)信號(hào)的調(diào)節(jié)[12]。因此，當(dāng)線粒體膜通透性發(fā)生改變，該通道對(duì)鐵離子的敏感性降低時(shí)，可引起大量氧化物釋放，引起氧化反應(yīng)，最終導(dǎo)致鐵死亡的發(fā)生。還有研究表明抑癌基因p53的乙?；c鐵死亡調(diào)控的腫瘤增殖具有重要聯(lián)系，核轉(zhuǎn)錄因子以及硫轉(zhuǎn)移相關(guān)途徑也同樣與鐵死亡具有密切聯(lián)系[13]。目前關(guān)于鐵死亡的研究正在如火如荼地進(jìn)行，而其分子機(jī)制也將會(huì)隨著研究的深入進(jìn)一步得到豐富和完善。

值得關(guān)注的是，近年來(lái)已發(fā)現(xiàn)多種化合物可誘導(dǎo)或抑制鐵死亡的發(fā)生，分別稱為鐵死亡誘導(dǎo)劑和鐵死亡抑制劑[14]。根據(jù)作用靶點(diǎn)及作用方式的不同，鐵死亡誘導(dǎo)劑主要分為：①靶向System Xc-的誘導(dǎo)劑，如erastin、柳氮磺吡啶、索拉非尼、谷氨酸鹽等；②靶向GPX4的誘導(dǎo)劑，如（1S,3R）-RSL3（簡(jiǎn)稱RSL3）及六甲蜜胺；③靶向GSH的誘導(dǎo)劑（如丁胱亞磺酰亞胺、順鉑等）；④靶向鐵離子和ROS的誘導(dǎo)劑（如青蒿琥酯、雙氫青蒿素等）。鐵死亡抑制劑則主要是通過(guò)消除自由基、抑制產(chǎn)生脂質(zhì)或脂質(zhì)過(guò)氧化物的酶、減少游離鐵等途徑發(fā)揮作用，包括芳胺類抗氧化劑、α-生育酚類似物、多酚類天然化合物（如黃芩素、姜黃素、天麻素等）、ACSL4抑制劑以及脂氧合酶抑制劑[15]。

2 鐵死亡在不同腫瘤治療方式中的作用及機(jī)制

目前，腫瘤治療的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一是在有效殺死腫瘤細(xì)胞的同時(shí)保持正常細(xì)胞的完整性。腫瘤細(xì)胞需要更多的鐵來(lái)實(shí)現(xiàn)其無(wú)限增殖，這種對(duì)鐵的依賴會(huì)使腫瘤細(xì)胞更容易發(fā)生鐵死亡。因此，在某些情況下，基于鐵死亡的治療為常規(guī)抗腫瘤治療不敏感的腫瘤細(xì)胞提供了新的機(jī)會(huì)。

2.1 化療

近年來(lái)，越來(lái)越多的研究表明許多傳統(tǒng)的化療藥物可通過(guò)鐵死亡的方式導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡，進(jìn)一步豐富了鐵死亡的作用機(jī)制。與正常細(xì)胞相比，腫瘤細(xì)胞對(duì)細(xì)胞內(nèi)高水平的ROS更敏感，細(xì)胞內(nèi)過(guò)量的ROS可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡。常用的化療藥物如鉑類、紫杉烷類等均可通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生大量ROS，從而激活鐵死亡相關(guān)通路，促使腫瘤細(xì)胞死亡。

順鉑可通過(guò)直接減少細(xì)胞內(nèi)GSH的含量而觸發(fā)鐵死亡。此外，當(dāng)鐵自噬發(fā)生時(shí)，細(xì)胞內(nèi)游離鐵增加從而誘發(fā)鐵死亡。研究證實(shí)，在肺癌、結(jié)直腸癌、卵巢癌、胰腺癌等多種腫瘤中，鐵死亡誘導(dǎo)劑（如erastin或RSL3）可與順鉑協(xié)同抑制System XC-或GPX4從而發(fā)揮抗腫瘤作用。Guo等[16]研究發(fā)現(xiàn)，順鉑能夠使非小細(xì)胞肺癌A549細(xì)胞和人結(jié)腸癌HCT116細(xì)胞發(fā)生鐵死亡和凋亡。此外，該研究還證實(shí)了鐵死亡誘導(dǎo)劑erastin或順鉑均能夠顯著抑制GSH水平和GPX活性，并且具有協(xié)同的抗腫瘤效應(yīng)。Sato等[17]研究發(fā)現(xiàn)，erastin能夠選擇性抑制溶質(zhì)載體家族7成員11（solute carrier family 7 member 11，SLC7A11）且對(duì)其他氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)無(wú)影響，進(jìn)一步觀察短時(shí)間預(yù)暴露erastin對(duì)順鉑作用下人卵巢癌細(xì)胞增殖的影響，使順鉑耐藥細(xì)胞A2780/DDP暴露于100 μmol/L的erastin中5 min，然后去除erastin并使該細(xì)胞暴露于10 μmol/L的順鉑中生長(zhǎng)48 h，結(jié)果顯示，順鉑耐藥細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性大幅度提高，提示鐵死亡參與腫瘤化療耐藥且鐵死亡誘導(dǎo)劑可使耐藥細(xì)胞重新對(duì)化療敏感，這在腫瘤化療耐藥的治療中具有重要意義。

紫杉烷類也是腫瘤化療的常用藥物，可促進(jìn)微管蛋白在微管的不可逆聚集合成，從而抑制細(xì)胞分裂和增殖。研究表明，在結(jié)腸癌中，紫杉醇能夠上調(diào)p53和p21的表達(dá)，同時(shí)下調(diào)SLC7A11和溶質(zhì)載體家族1成員5（solute carrier family 1 member 5，SLC1A5）的表達(dá)[18]。Ye等[19]研究證實(shí)，在p53突變（mutant p53，mTP53）的人乳頭狀細(xì)胞癌中，低濃度的紫杉醇和鐵死亡誘導(dǎo)劑RSL3都不會(huì)引起顯著的細(xì)胞死亡，然而，二者聯(lián)合則可引起顯著的鐵死亡，機(jī)制研究證實(shí)低濃度的紫杉醇通過(guò)上調(diào)mTP53蛋白的表達(dá)，增強(qiáng)了RSL3誘導(dǎo)的鐵死亡，且mTP53介導(dǎo)的SLC7A11的轉(zhuǎn)錄調(diào)控可能是關(guān)鍵的決定因素。

替莫唑胺（temozolomide，TMZ）是具有抗腫瘤活性的咪唑并四嗪類烷化劑，是常用于成人惡性神經(jīng)膠質(zhì)瘤和惡性黑色素瘤的化療藥物。TMZ可通過(guò)激活轉(zhuǎn)錄因子紅系衍生的核因子2相關(guān)因子2（nuclear factor erythroid 2-related factor 2，NRF2）和轉(zhuǎn) 錄 因 子 4（transcription factor 4，ATF4）誘 導(dǎo)SLC7A11的表達(dá)，還可以提高胱硫酸γ-裂解酶（cystathionine γ-lyase，CTH）的活性。CTH 是轉(zhuǎn)硫途徑的關(guān)鍵酶，可保證SLC7A11被阻斷時(shí)細(xì)胞內(nèi)半胱氨酸的數(shù)量及GSH的合成[20]。由此可見(jiàn)，TMZ抑制腫瘤增殖及殺傷腫瘤細(xì)胞的作用與鐵死亡密切相關(guān)。

此外，細(xì)胞毒性化療藥物同樣可以通過(guò)上調(diào)GPX4和SLC7A11的表達(dá)促進(jìn)鐵死亡，從而抑制腫瘤細(xì)胞死亡。例如熱休克蛋白5（heat shock protein family A menber 5，HSPA5）/GPX4信號(hào)通路可介導(dǎo)鐵死亡抵抗，從而抑制吉西他濱的抗腫瘤活性[21]。體內(nèi)試驗(yàn)和體外實(shí)驗(yàn)均證實(shí)吉西他濱與erastin聯(lián)合應(yīng)用可抑制HSPA5/GPX4信號(hào)通路，從而對(duì)吉西他濱清除胰腺癌細(xì)胞起到增效作用。在白血病細(xì)胞系中，低劑量的erastin同樣可以顯著促進(jìn)阿糖胞苷和多柔比星的化療作用，而c-Jun氨基端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）/p38促分裂原活化的蛋白激酶（mitogenactivated protein kinase，MAPK）信號(hào)通路在erastin誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡中具有重要作用[22]。在實(shí)體瘤細(xì)胞系中，胞外信號(hào)調(diào) 節(jié) 激 酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）/MAPK信號(hào)通路也與鐵死亡密切相關(guān)[23]。

2.2 放療

腫瘤放療時(shí)應(yīng)用的高能電離輻射（ionizing radiation，IR）能夠引起DNA雙鏈斷裂，還可間接導(dǎo)致GSH的耗竭以及ROS的蓄積，從而誘發(fā)腫瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡[24]。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)GSH耗竭時(shí)，放療的抗腫瘤活性增強(qiáng)，提示放療聯(lián)合鐵死亡誘導(dǎo)劑可能是治療放療療效不佳或放療抵抗腫瘤患者的臨床突破口。

在腦膠質(zhì)瘤患者活檢組織及體外細(xì)胞系中均可檢測(cè)到SLC7A11表達(dá)水平升高，鐵死亡誘導(dǎo)劑可抑制GPX4或SLC7A11的表達(dá)，從而增強(qiáng)放療的療效[25]。Shibata等[26]采用肺腺癌NCI-H1975細(xì)胞以及宮頸癌HeLa細(xì)胞進(jìn)行體內(nèi)試驗(yàn)和體外實(shí)驗(yàn)以評(píng)估鐵死亡誘導(dǎo)劑erastin與放療的關(guān)系，結(jié)果顯示，放療聯(lián)合erastin可誘發(fā)鐵死亡，并減少細(xì)胞內(nèi)GSH和GPX4的表達(dá)，此外，erastin可增強(qiáng)X線導(dǎo)致的細(xì)胞死亡。Khorsandi等[27]研究一種植物多酚類抗氧化劑沒(méi)食子酸（gallic acid，GA）單獨(dú)或聯(lián)合低劑量激光照射對(duì)皮膚成纖維細(xì)胞、乳腺癌細(xì)胞和惡性黑色素瘤細(xì)胞的影響，結(jié)果表明，與先用GA再用低強(qiáng)度激光照射治療相比，先用低強(qiáng)度激光照射治療再用GA更進(jìn)一步降低了乳腺癌和惡性黑色素瘤細(xì)胞的存活率，機(jī)制研究顯示低強(qiáng)度激光照射和GA處理的細(xì)胞產(chǎn)生的ROS比單獨(dú)GA處理的細(xì)胞多，細(xì)胞凋亡和鐵死亡實(shí)驗(yàn)證實(shí)，與單獨(dú)使用GA相比，低強(qiáng)度激光照射和GA的聯(lián)合治療可進(jìn)一步減少腫瘤細(xì)胞。Lei等[28]研究發(fā)現(xiàn)，IR能夠上調(diào)大多數(shù)腫瘤細(xì)胞系中鐵死亡標(biāo)記基因如前列腺素內(nèi)過(guò)氧化物合酶2（prostaglandin-endoperoxide synthase 2，PTGS2）的表達(dá)，IR通過(guò)ACSL4/溶血卵磷脂?；D(zhuǎn)移酶3（lysophosphatidylcholine acyltransferase 3，LPCAT3）/脂氧合酶（arachidonate lipoxygenase，ALOX）和SLC7A11/GPX4信號(hào)通路直接誘導(dǎo)ROS的產(chǎn)生，而抑制SLC7A11或GPX4的表達(dá)水平可提高腫瘤細(xì)胞系和體外移植瘤對(duì)IR的放射敏感性。另一項(xiàng)關(guān)注如何合理有效地將免疫治療與放療聯(lián)合的研究顯示，在腫瘤模型中，鐵死亡激動(dòng)劑可增加放療的療效，鐵死亡拮抗劑可限制放療的療效，而免疫治療則可以通過(guò)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的鐵死亡使腫瘤對(duì)放療敏感。在放療和CD8+T細(xì)胞聯(lián)合治療后，放療激活的活化巨噬細(xì)胞（activated macrophage，ATM）和活化CD8+T細(xì)胞衍生的干擾素協(xié)同抑制SLC7A11的表達(dá)，導(dǎo)致胱氨酸減少，從而增強(qiáng)腫瘤脂質(zhì)氧化和鐵死亡，表明鐵死亡可能是未來(lái)探索聯(lián)合治療療效最大化的研究重點(diǎn)[29]。

2.3 靶向治療

鐵死亡在腫瘤靶向治療中也具有重要作用。多激酶抑制劑索拉非尼（sorafenib）可抑制System Xc-并激活NRF2/SLC7A11信號(hào)通路，從而促進(jìn)鐵死亡。Sun等[30]研究證實(shí)，NRF2的激活可以抑制肝癌細(xì)胞鐵死亡，而p62介導(dǎo)的kelch樣ECH相關(guān)蛋白1（kelch like ECH associated protein 1，KEAP1）降解可促進(jìn)NRF2的激活，NRF2調(diào)控的基因NAD（P）H 醌脫氫酶 1[NAD（P）H quinone dehydrogenase 1，NQO1）、HO-1和FTH1可通過(guò)修飾鐵代謝和脂質(zhì)過(guò)氧化作用而增強(qiáng)鐵死亡抵抗，因此抑制NRF2可使肝癌細(xì)胞在體內(nèi)外更易發(fā)生鐵死亡。同樣，應(yīng)用NRF2抑制劑葫蘆巴堿（trigonelline）也可促進(jìn)肝癌細(xì)胞發(fā)生鐵死亡。還有研究顯示，索拉非尼可抑制大鼠自噬基因芐氯素1（beclin 1，BECN1）-SLC7A11復(fù)合體的形成，從而通過(guò)促進(jìn)腺苷一磷酸（adenosine monophosphate，AMP）蛋白激酶活化而誘導(dǎo)鐵死亡的發(fā)生，從另一個(gè)角度證實(shí)靶向治療從多途徑、多靶點(diǎn)參與腫瘤細(xì)胞鐵死亡的發(fā)生[31]。此外，索拉非尼還可使MEK/ERK信號(hào)通路磷酸化，從而促進(jìn)組織蛋白酶B（溶酶體內(nèi)半胱氨酸蛋白水解酶）的表達(dá)，抑制胰腺癌細(xì)胞PDAC中信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transduction and activator of transcription，STAT3）的表達(dá)，進(jìn)而抑制胰腺癌細(xì)胞增殖[32-33]。VDAC是位于線粒體膜上的蛋白，參與細(xì)胞鐵死亡的重要途徑。Heslop等[34]在肝癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)索拉非尼與VDAC的開放可共同通過(guò)激活JNK促進(jìn)氧化應(yīng)激及線粒體功能失調(diào)，從而通過(guò)誘發(fā)鐵死亡促進(jìn)肝癌細(xì)胞死亡。

Ma等[35]研究表明，溶酶體破壞劑西拉美辛（siramesine）和酪氨酸激酶抑制劑拉帕替尼（lapatinib）可誘發(fā)乳腺癌細(xì)胞鐵死亡。該研究在西拉美辛和拉帕替尼處理細(xì)胞后，使用鐵死亡抑制劑ferrostatin-1（Fer-1）有效地抑制細(xì)胞死亡，導(dǎo)致TRF表達(dá)水平增加，TFR1表達(dá)水平降低。敲低TRF基因可減少治療后的細(xì)胞死亡和ROS，提示溶酶體破壞劑和酪氨酸激酶抑制劑治療可能成為靶向鐵死亡治療腫瘤的新策略。Villalpando-Rodriguez等[36]研究發(fā)現(xiàn)，西拉美辛和拉帕替尼聯(lián)合后能夠誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞株U87和肺腺癌細(xì)胞株A549細(xì)胞死亡，而這種細(xì)胞死亡的特征是處理24 h后細(xì)胞鐵含量增加、ROS產(chǎn)生增多和脂質(zhì)過(guò)氧化物積累。此外，鐵螯合劑去鐵胺（deferoxamine，DFO）和鐵死亡抑制劑可顯著減少腫瘤細(xì)胞死亡，機(jī)制研究提示溶酶體促生長(zhǎng)劑和酪氨酸激酶抑制劑聯(lián)合誘導(dǎo)鐵死亡是由溶酶體釋放鐵和蛋白酶體系統(tǒng)降解HO-1介導(dǎo)的。

2.4 免疫治療

腫瘤免疫治療是近年來(lái)新興的高效腫瘤治療方法。免疫檢查點(diǎn)抑制劑主要是利用抗體阻斷負(fù)性免疫調(diào)節(jié)通路，目前已被批準(zhǔn)用于多種腫瘤的治療。然而，由于腫瘤微環(huán)境存在復(fù)雜的免疫抑制和免疫逃逸，因此免疫檢查點(diǎn)抑制劑的腫瘤反應(yīng)率非常有限。為了有效提高腫瘤的免疫應(yīng)答率，免疫檢查點(diǎn)抑制劑與其他免疫原性療法結(jié)合是目前研究的熱點(diǎn)，也是目前增強(qiáng)腫瘤免疫治療療效的新思路。

免疫治療過(guò)程中活化的CD8+T細(xì)胞能夠增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞內(nèi)鐵死亡特異性的脂質(zhì)過(guò)氧化水平。Wang等[37]研究發(fā)現(xiàn)，抑制腫瘤細(xì)胞鐵死亡相關(guān)通路后，腫瘤細(xì)胞對(duì)免疫治療的敏感性降低，證實(shí)鐵死亡參與腫瘤免疫治療。進(jìn)一步的研究證實(shí)，CD8+T細(xì)胞釋放的γ干擾素（interferon-γ，IFN-γ）可下調(diào)腫瘤細(xì)胞表面胱氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白SLC7A11的表達(dá)，從而抑制腫瘤細(xì)胞對(duì)胱氨酸的攝取，增強(qiáng)脂質(zhì)過(guò)氧化和腫瘤細(xì)胞的鐵死亡。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)免疫治療獲益的患者在免疫治療后其腫瘤中SLC7A11的表達(dá)水平下降，而CD8和IFN-γ的表達(dá)水平升高。Jiang等[38]研究表明，血小板膜包衣的磁性納米粒子可通過(guò)抑制SLC7A11的表達(dá)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞鐵死亡的發(fā)生。分子機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，納米粒子介導(dǎo)的鐵死亡不僅能夠使樹突細(xì)胞成熟、T細(xì)胞活化和浸潤(rùn)、誘導(dǎo)腫瘤特異性免疫應(yīng)答，還能夠?qū)⒚庖咭种芃2型巨噬細(xì)胞再極化為抗腫瘤的M1型，從而提高程序性死亡受體1（programmed cell death 1，PDCD1，也稱PD-1）阻斷療法的治療效果。

有研究者通過(guò)抑制鐵死亡關(guān)鍵基因GPX4和M2型巨噬細(xì)胞開發(fā)了一種新型偶聯(lián)物天然皂苷-二氯乙酸（albiziabioside A-DCA，AlbA-DCA），發(fā)現(xiàn)其可通過(guò)誘導(dǎo)鐵死亡抑制乳腺癌細(xì)胞增殖[39]。另一項(xiàng)研究證實(shí)，M1型巨噬細(xì)胞對(duì)鐵死亡的抵抗力高于M2型巨噬細(xì)胞，但巨噬細(xì)胞中誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（induced nitric oxide synthase，iNOS）/一氧化氮（nitric oxide，NO）富集可以調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞對(duì)鐵死亡的敏感性[40]。

2.5 中醫(yī)藥治療

中醫(yī)藥是腫瘤綜合治療的重要組成部分，近年來(lái)以其增效減毒、改善中晚期腫瘤患者臨床癥狀、提高生活質(zhì)量、穩(wěn)定腫瘤病灶等方面的優(yōu)勢(shì)而日益受到國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的關(guān)注。中國(guó)具有豐富的中藥資源，部分中藥含有的多種活性成分對(duì)鐵死亡具有調(diào)節(jié)作用。

青蒿素（artemisinin，ARS）是傳統(tǒng)中藥中最常見(jiàn)的草藥之一，已經(jīng)有兩千多年的歷史。ARS是作為一種抗瘧藥物開發(fā)的，以ARS類藥物為主的聯(lián)合療法已經(jīng)成為全球公認(rèn)的瘧疾標(biāo)準(zhǔn)治療方法。除了抗瘧疾的特性，ARS的抗腫瘤活性已在實(shí)體瘤和血液腫瘤的體內(nèi)外研究中得到證實(shí)[41-42]。ARS及其衍生物能夠通過(guò)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞鐵死亡而發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)。Roh等[43]研究發(fā)現(xiàn)，青蒿琥酯可選擇性殺滅頭頸癌細(xì)胞而對(duì)正常細(xì)胞無(wú)影響。在順鉑耐藥的頭頸癌細(xì)胞中，青蒿琥酯的敏感性相對(duì)較低，青蒿琥酯可通過(guò)降低細(xì)胞GSH水平和增加脂質(zhì)ROS水平而誘導(dǎo)鐵死亡，此外，青蒿琥酯還可通過(guò)激活頭頸癌細(xì)胞中NRF2/抗氧化反應(yīng)元件（anti-oxidative response element，ARE）信號(hào)通路消除鐵死亡抵抗。還有研究探索了ARS的半合成衍生物雙氫青蒿素（dihydroartemisinin，DHA）對(duì)頭頸癌細(xì)胞的影響，結(jié)果表明，DHA可通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞周期停滯抑制腫瘤細(xì)胞增殖，此外DHA在頭頸癌細(xì)胞中可誘導(dǎo)鐵死亡和細(xì)胞凋亡，提示DHA可能是頭頸癌有效的治療藥物[44]。

黃酮類化合物黃芩素是天然的鐵死亡抑制劑，Xie等[45]研究發(fā)現(xiàn)，與眾所周知的鐵死亡抑制劑（如Fer-1、liproxstatin-1、去鐵胺甲磺酸鹽和β-巰基乙醇）相比，黃芩素表現(xiàn)出顯著的抗鐵死亡活性。黃芩素限制了erastin誘導(dǎo)的亞鐵生成、GSH消耗和脂質(zhì)過(guò)氧化。在蛋白質(zhì)水平上，黃芩素抑制了erastin介導(dǎo)的GPX4降解，保護(hù)細(xì)胞免受脂質(zhì)過(guò)氧化，提示黃芩素可能是鐵死亡相關(guān)組織損傷的潛在治療劑。生物堿類化合物蓽茇酰胺是胡椒科植物蓽茇的干燥根的有效成分。在胰腺癌中，蓽茇酰胺可提高ROS的水平從而誘發(fā)鐵死亡，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞死亡[46]。臨床批準(zhǔn)的柳氮磺吡啶是一種鐵死亡誘導(dǎo)劑，可增強(qiáng)蓽茇酰胺誘導(dǎo)的胰腺癌細(xì)胞死亡，并且聯(lián)合作用能夠被鐵死亡抑制劑和DFO消除。Basak等[47]通過(guò)結(jié)腸癌細(xì)胞系HT29和SW620驗(yàn)證蓽茇酰胺的抗腫瘤活性，結(jié)果顯示，蓽茇酰胺可以通過(guò)調(diào)節(jié)ROS、GSH和NRF2的表達(dá)誘導(dǎo)鐵死亡，從而發(fā)揮抗腫瘤作用。

3 小結(jié)與展望

鐵死亡是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)并定義的一種新的程序性細(xì)胞死亡形式，以細(xì)胞內(nèi)游離鐵增加和脂質(zhì)過(guò)氧化物累積為主要特點(diǎn)。盡管鐵死亡的基礎(chǔ)和臨床研究不斷深入，但目前仍存在諸多問(wèn)題亟待解決，例如鐵死亡的腫瘤異質(zhì)性和基因選擇特性如何尚不清楚，此外鐵死亡涉及多種基因的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和不同信號(hào)通路的交互作用仍不明確。如何解決上述問(wèn)題？可能迫切需要結(jié)合單細(xì)胞測(cè)序等高通量技術(shù)，進(jìn)一步從代謝途徑、表觀修飾、基因突變譜等多個(gè)維度分析腫瘤細(xì)胞對(duì)鐵死亡的調(diào)控機(jī)制。此外，相關(guān)的基礎(chǔ)研究也需要著眼于腫瘤患者中鐵死亡的生理功能，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)對(duì)鐵死亡治療敏感的腫瘤特征，積極控制潛在的不良反應(yīng)，從而推動(dòng)腫瘤治療水平的提升。因此，深刻認(rèn)識(shí)腫瘤鐵死亡的分子調(diào)控機(jī)制有助于推動(dòng)腫瘤治療領(lǐng)域的不斷突破，為攻克腫瘤這一重大疾病作出重要貢獻(xiàn)。