膠質(zhì)瘤中鐵死亡發(fā)生機(jī)制及誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡的中藥單體的研究進(jìn)展

喻瑩瑩 許會(huì)哲 樸浩哲

1.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)研究生學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110033；2.遼寧省腫瘤醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室，遼寧沈陽(yáng) 110042；3.遼寧省腫瘤醫(yī)院神經(jīng)外科，遼寧沈陽(yáng) 110042

膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中致死率最高的原發(fā)性惡性腫瘤，預(yù)后較差[1-2]。近年來(lái)隨著成像技術(shù)的不斷進(jìn)步、分子病理分型的不斷發(fā)展、納米材料藥物遞送系統(tǒng)的不斷完善，膠質(zhì)瘤的綜合診療水平取得了較大的提升，但鮮有治療方式可顯著改善腦膠質(zhì)瘤患者的預(yù)后，亟需新的治療策略[3]。研究表明，鐵死亡是膠質(zhì)瘤中最豐富的程序性細(xì)胞死亡方式，細(xì)胞內(nèi)抗氧化系統(tǒng)無(wú)法及時(shí)清除由鐵過(guò)量累積引發(fā)的芬頓反應(yīng)與脂質(zhì)過(guò)氧化共同產(chǎn)生的活性氧（reactive oxygen species，ROS），大量的ROS 損壞細(xì)胞膜進(jìn)而引起細(xì)胞發(fā)生鐵死亡[4-5]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中誘導(dǎo)鐵死亡發(fā)生可以維持長(zhǎng)期的抗腫瘤效應(yīng)，且可以抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的耐藥性[6]。中醫(yī)藥治療膠質(zhì)瘤具有一定的療效，但其具體的作用機(jī)制尚不明確[7]。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)，部分中藥單體可以通過(guò)鐵死亡途徑發(fā)揮對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的抑制作用。本文基于膠質(zhì)瘤細(xì)胞中鐵死亡的發(fā)生機(jī)制，歸納總結(jié)了中藥單體誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡的研究進(jìn)展，希望為未來(lái)膠質(zhì)瘤的治療提供研究方向。

1 膠質(zhì)瘤中鐵死亡發(fā)生機(jī)制

1.1 鐵代謝途徑

鐵是細(xì)胞代謝酶必不可少的輔助因子，與神經(jīng)遞質(zhì)傳遞、氧運(yùn)輸、細(xì)胞分裂、能量生成等多種生物過(guò)程密切相關(guān)[8]。機(jī)體內(nèi)鐵離子通常以三價(jià)鐵離子形式（Fe3+）與轉(zhuǎn)鐵蛋白（transferrin，TF）結(jié)合形成復(fù)合物，通過(guò)TF/轉(zhuǎn)鐵蛋白受體（transferrin receptor，TFR）系統(tǒng)進(jìn)入細(xì)胞并被還原為二價(jià)鐵離子（Fe2+）。細(xì)胞內(nèi)游離的Fe2+一部分在鐵調(diào)節(jié)蛋白的作用下合成多種鐵結(jié)合蛋白用于細(xì)胞內(nèi)各種生理作用，另一部分在細(xì)胞中積累，形成不穩(wěn)定鐵池。與此同時(shí)，鐵轉(zhuǎn)出蛋白1 與鐵蛋白轉(zhuǎn)出蛋白2 又分別將Fe2+和鐵蛋白輸送至細(xì)胞外以維持細(xì)胞內(nèi)鐵代謝穩(wěn)態(tài)[9]。鐵蛋白由鐵蛋白重鏈1和鐵蛋白輕鏈組成，在細(xì)胞缺鐵環(huán)境下可被核受體共活化因子4（nuclear receptor coactivator 4，NCOA4）降解產(chǎn)生Fe2+[10]；細(xì)胞中NCOA4 或TF/TFR 系統(tǒng)被過(guò)度激活時(shí)會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)Fe2+的積聚，過(guò)量積累的Fe2+和過(guò)氧化氫發(fā)生芬頓反應(yīng)產(chǎn)生高毒性的羥基自由基，驅(qū)動(dòng)細(xì)胞內(nèi)ROS 的累積，引發(fā)脂質(zhì)過(guò)氧化，進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生鐵死亡[5]。與正常細(xì)胞相比，膠質(zhì)瘤細(xì)胞改變了許多鐵代謝相關(guān)蛋白的表達(dá)及相關(guān)酶的活性，這些變化使膠質(zhì)瘤細(xì)胞鐵含量較高，并促進(jìn)腫瘤的發(fā)生、進(jìn)展和轉(zhuǎn)移[11]。所以通過(guò)調(diào)控鐵代謝途徑誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生鐵死亡是治療膠質(zhì)瘤的可行策略。

1.2 脂代謝途徑

脂質(zhì)是細(xì)胞的重要組成部分，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中參與髓鞘生成、軸突生長(zhǎng)或再生及神經(jīng)遞質(zhì)運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程[12]。研究表明，脂質(zhì)代謝失常是細(xì)胞發(fā)生鐵死亡必不可少的一部分[13]。主要發(fā)生機(jī)制：細(xì)胞脂質(zhì)雙分子層上的多不飽和脂肪酸，如花生四烯酸（arachidonic acid，AA）和腎上腺酸（adrenic acid，AdA），在長(zhǎng)鏈脂酰輔酶A 合成酶4（acyl-CoA synthetase long-chain family member，ACSL4）的催化作用下，與CoA 結(jié)合形成AA-CoA 或AdA-CoA 衍生物。溶血磷脂酰膽堿?；D(zhuǎn)移酶3 將AA-CoA 或AdA-CoA 轉(zhuǎn)變成易發(fā)生過(guò)氧化的膜磷脂酰乙醇胺（AA-PE 或AdA-PE）[14]。最終，在不同的脂氧合酶單獨(dú)或與亞鐵離子共同作用下，AA-PE或AdA-PE 過(guò)氧化產(chǎn)生大量氫過(guò)氧化物（AA-PE-OOH 或AdA-PE-OO），導(dǎo)致細(xì)胞脂質(zhì)雙分子層被破壞，進(jìn)而引起細(xì)胞發(fā)生鐵死亡[15]。相較于正常組織，膠質(zhì)瘤干細(xì)胞表面脂肪酸清道夫受體CD36表達(dá)升高，為靶向膠質(zhì)瘤治療提供了靶點(diǎn)，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中脂肪酸合成酶含量升高使細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)含量較高，對(duì)鐵死亡較敏感[16]。由此看來(lái)，調(diào)控脂代謝相關(guān)途徑誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡在膠質(zhì)瘤的治療研究中具有極大的潛力。

1.3 xCT-GPX4 途徑

位于細(xì)胞膜上Xc-系統(tǒng)是由SLC7A11 和SLC3A2兩個(gè)亞基組成的轉(zhuǎn)運(yùn)體，其具體作用為將谷氨酸轉(zhuǎn)出細(xì)胞的同時(shí)將胱氨酸轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)，轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)的胱氨酸被還原為半胱氨酸，而半胱氨酸是谷胱甘肽合成過(guò)程的主要限制因素[17]。谷胱甘肽作為谷胱甘肽過(guò)氧化物酶4（glutathione peroxidase 4，GPX4）合成的底物，協(xié)助GPX4 將過(guò)氧化磷脂還原為無(wú)毒的脂醇。GPX4 因在細(xì)胞中清除ROS 發(fā)揮抗氧化作用而成為鐵死亡的關(guān)鍵抑制因子[18]。研究發(fā)現(xiàn)，SLC7A11 在膠質(zhì)瘤放療耐受中起到一定作用，在放射治療期間使用索拉非尼抑制Xc-系統(tǒng)可提高放療效果[19]。研究結(jié)果提示，鐵死亡與膠質(zhì)瘤的放療耐受有一定的關(guān)系，對(duì)其進(jìn)行更深的研究或許可以在膠質(zhì)瘤放療耐受的相關(guān)研究中有所突破[19]。

1.4 其他

Rho 家族GTP 酶1（recombinant Rho family GTPase 1，RND1）可以調(diào)節(jié)細(xì)胞形態(tài)、血管生成、神經(jīng)連接和胚胎發(fā)育[20]。研究表明，RND1 高表達(dá)的膠質(zhì)瘤組織惡性程度較低且患者預(yù)后較好，具體作用機(jī)制可能為RND1 與P53 結(jié)合并使P53 蛋白去泛素化，抑制P53蛋白的降解，進(jìn)而促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡[21]。P53作為細(xì)胞中重要的轉(zhuǎn)錄因子，通過(guò)下調(diào)SLC7A11 的表達(dá)，介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞鐵死亡的發(fā)生，然而P53 對(duì)鐵死亡的調(diào)控具有雙向性，所以RND1 誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤發(fā)生鐵死亡的具體作用機(jī)制仍需要進(jìn)一步探索[22]。除了P53外，另一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子核因子（紅系來(lái)源）樣蛋白2（nuclear factor erythroid 2-related factor 2，Nrf2）在腦膠質(zhì)瘤中可通過(guò)增強(qiáng)xCT 的表達(dá)抑制細(xì)胞鐵死亡的發(fā)生，促進(jìn)腫瘤惡性生物學(xué)行為[23]。由此可見，膠質(zhì)瘤中鐵死亡的發(fā)生機(jī)制十分復(fù)雜，盡管目前的研究有了一定的突破，其完整的發(fā)生機(jī)制仍需進(jìn)一步探究。

2 誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡的中藥單體

2.1 雙氫青蒿素（dihydroartemisinin，DHA）、青蒿琥脂

DHA 是中草藥青蒿中重要有效成分青蒿素的衍生物，在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中具有較好的抗腫瘤作用。最初，科研人員發(fā)現(xiàn)DHA 以劑量和時(shí)間依賴的方式增加細(xì)胞內(nèi)ROS 含量及脂質(zhì)過(guò)氧化水平誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡，與此同時(shí)，DHA 誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激卻通過(guò)激活蛋白激酶樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶-轉(zhuǎn)錄因子（activating transcription factor，ATF）4-熱休克蛋白5 重組蛋白對(duì)鐵死亡產(chǎn)生負(fù)調(diào)控作用[24]。在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中抑制蛋白激酶樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶、ATF4 或熱休克蛋白5 重組蛋白可增強(qiáng)DHA 在體內(nèi)和體外對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的細(xì)胞毒作用，但其具體的負(fù)調(diào)控機(jī)制尚不清楚。ATF4 是代謝、氧化動(dòng)態(tài)平衡和細(xì)胞存活的重要調(diào)節(jié)因子，參與膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖、侵襲性腫瘤生長(zhǎng)，血管生成等惡性表型。研究結(jié)果表明，ATF4 通過(guò)激活xCT 對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞中鐵死亡的發(fā)生發(fā)揮抑制作用[25]。所以，ATF4 可能在DHA 誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡的過(guò)程中發(fā)揮了主要的負(fù)調(diào)控作用。

最新研究結(jié)果中，DHA 誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡還存在另一個(gè)可能機(jī)制：DHA 可在轉(zhuǎn)錄水平和蛋白質(zhì)水平顯著促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞中鐵蛋白重鏈1、SLC3A2 和血紅素加氧酶1 表達(dá)，而對(duì)GPX4 有顯著的抑制作用[26]。此外，DHA 對(duì)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的選擇性殺傷作用還與細(xì)胞中TFR 的過(guò)度表達(dá)有關(guān)[27]。DHA對(duì)于膠質(zhì)瘤細(xì)胞存在多種調(diào)控機(jī)制，一方面證實(shí)了鐵死亡調(diào)控機(jī)制的復(fù)雜性，另一方面也證明了中藥單體在疾病治療上具有極大的潛力。

青蒿素的另一種衍生物青蒿琥酯可通過(guò)抑制腫瘤增殖、阻止細(xì)胞周期、調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡和自噬來(lái)抑制癌癥生長(zhǎng)[28]。青蒿琥酯作用于膠質(zhì)瘤細(xì)胞，可通過(guò)調(diào)節(jié)鐵代謝及抑制GPX4 表達(dá)引起細(xì)胞發(fā)生鐵死亡，并且青蒿琥酯激活了P38 信號(hào)通路，因此，P38 信號(hào)通路可能也參與了膠質(zhì)瘤細(xì)胞鐵死亡的發(fā)生過(guò)程。

2.2 穗花杉雙黃酮

穗花杉雙黃酮是一種廣泛存在于卷柏屬植物中的多酚，具有抗炎、抗輻射、抗氧化等多種藥理活性，在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中表現(xiàn)出低細(xì)胞毒性和較強(qiáng)的抗腫瘤效果[29]。研究表明，穗花杉雙黃酮通過(guò)AMP 依賴的蛋白激酶/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白/核糖體蛋白S6激酶信號(hào)通路誘導(dǎo)自噬以抑制鐵蛋白重鏈的表達(dá)，進(jìn)而誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡，這是其在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中發(fā)揮抗腫瘤作用的主要原因[30]。然而穗花杉雙黃酮抑制鐵蛋白重鏈表達(dá)在鐵代謝途徑中的具體機(jī)制尚不清楚。關(guān)于鐵代謝的研究結(jié)果表明，調(diào)控NCOA4 介導(dǎo)的鐵蛋白降解可引起膠質(zhì)瘤細(xì)胞內(nèi)鐵水平的升高和隨后的鐵死亡：基質(zhì)重塑相關(guān)蛋白8（matrix remodeling-associated protein 8，MXRA8）、外殼蛋白復(fù)合物亞單位ζ1（coatomer protein complex subunit zeta 1，COPZ1）和包含三聯(lián)基序的蛋白7（tripartite motif-containing protein 7，TRIM7）在膠質(zhì)瘤中的表達(dá)水平隨著膠質(zhì)瘤級(jí)別的升高而升高[31-32]。進(jìn)一步機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中MXRA8 的下調(diào)會(huì)升高細(xì)胞內(nèi)亞鐵和脂質(zhì)過(guò)氧化水平，并伴有NCOA4 的上調(diào)和鐵蛋白重鏈1 的抑制[31]；COPZ1 基因敲除后，通過(guò)NCOA4 介導(dǎo)的途徑降解細(xì)胞內(nèi)鐵蛋白重鏈1，可以升高細(xì)胞內(nèi)Fe2+水平[32]；TRIM7 通過(guò)與NCOA4 結(jié)合并泛素化NCOA4，減少NCOA4 的表達(dá)，從而阻遏鐵蛋白的降解，抑制鐵死亡的發(fā)生[33]。除了調(diào)控NCOA4 外，靶向TFR2 被證實(shí)不僅可以誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡，還能增強(qiáng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞對(duì)替莫唑胺治療的敏感性[34]。研究結(jié)果為之后穗花杉雙黃酮誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤發(fā)生鐵死亡的機(jī)制研究提供了參考與依據(jù)。

2.3 芍藥苷

芍藥苷是一種廣泛使用的中藥活性成分，在神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞中顯示出抗腫瘤潛力[35]。但芍藥苷發(fā)揮抗腫瘤能力的機(jī)制尚不清楚，最新研究認(rèn)為，可能與E3泛素蛋白連接酶（neural precursor cell expressed，developmentally down-regulated，NEDD4）家族中的一員NEDD4L 所介導(dǎo)的鐵死亡相關(guān)。芍藥苷可以增加膠質(zhì)瘤細(xì)胞中NEDD4L 的表達(dá)，與鄰近的正常組織比較，NEDD4L 在神經(jīng)膠質(zhì)瘤癌組織中的表達(dá)水平較低，并且與不良預(yù)后相關(guān)。芍藥苷介導(dǎo)的NEDD4L 高表達(dá)引起信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子和轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）的泛素化并伴隨著關(guān)鍵的鐵死亡因子Nrf2 和GPX4 的表達(dá)減少，最終導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生鐵死亡，而NEDD4L 敲除或STAT3過(guò)表達(dá)具有相反的作用[36]。研究表明，Nrf2 除了維持細(xì)胞內(nèi)氧化還原穩(wěn)態(tài)外，還與膠質(zhì)瘤細(xì)胞耐藥有一定的關(guān)系[37]；膠質(zhì)瘤替莫唑胺耐藥細(xì)胞系中顯著高表達(dá)的LINC01564 通過(guò)上調(diào)Nrf2 的表達(dá)來(lái)抑制鐵死亡的發(fā)生，從而促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞對(duì)替莫唑胺的耐藥性。因此，芍藥苷作用于膠質(zhì)瘤細(xì)胞不僅可以誘導(dǎo)其發(fā)生鐵死亡，還有可能降低膠質(zhì)瘤細(xì)胞對(duì)替莫唑胺的耐藥性，而此結(jié)論還需進(jìn)行相關(guān)的研究來(lái)驗(yàn)證。

2.4 二氫丹參酮Ⅰ

丹參是臨床上最常用的天然藥物之一，具有保護(hù)心血管的作用。二氫丹參酮Ⅰ是丹參的主要成分，具有易提取，對(duì)正常細(xì)胞毒性低的特點(diǎn)，是一種有前途的天然抗腫瘤藥物[38]。在抑制人腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖和促進(jìn)人腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞死亡的機(jī)制研究中發(fā)現(xiàn)，二氫丹參酮Ⅰ影響人神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞中鐵死亡相關(guān)基因的表達(dá)[39]。二氫丹參酮Ⅰ干預(yù)后，膠質(zhì)瘤細(xì)胞中GPX4 的表達(dá)降低，而ACSL4 的表達(dá)增加，研究結(jié)果證實(shí)，二氫丹參酮Ⅰ可以誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡。

然而，在二氫丹參酮Ⅰ誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤發(fā)生鐵死亡的過(guò)程中發(fā)揮主要作用的究竟是ACSL4 的表達(dá)增多還是GPX4 的表達(dá)減少，仍需進(jìn)一步研究，相關(guān)研究結(jié)果表明，ACSL4 在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中的表達(dá)與惡性程度呈負(fù)相關(guān)[16，40]。在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中過(guò)表達(dá)ACSL4 可以促進(jìn)細(xì)胞發(fā)生鐵死亡[16，40]；而細(xì)胞中調(diào)控ACSL4 的可能機(jī)制：熱休克蛋白90 可導(dǎo)致動(dòng)力蛋白相關(guān)蛋白1 第637 位的絲氨酸發(fā)生去磷酸化，穩(wěn)定了ACSL4 的表達(dá)，同時(shí)增加其介導(dǎo)的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)[41]。與ACSL4不同，GPX4 在細(xì)胞中的表達(dá)水平隨著膠質(zhì)瘤級(jí)別升高而升高，在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中敲低GPX4 的研究結(jié)果顯示，除非核因子-κB 通路同時(shí)被激活，否則GPX4 敲低不足以誘導(dǎo)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中的鐵死亡[25]。具體機(jī)制可能為膠質(zhì)瘤中GPX4 的敲低可引起ATF4 和xCT表達(dá)升高，ATF4 和xCT 的上調(diào)破壞了GPX4 敲低引起的鐵死亡，核因子-κB 通路的激活抑制ATF4 和xCT的表達(dá)，促進(jìn)鐵死亡。ACSL4 表達(dá)水平升高可能是二氫丹參酮Ⅰ誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡的主要原因。

2.5 馬錢子堿

馬錢子堿是從馬錢子中提取的一種弱堿性吲哚生物堿，對(duì)包括膠質(zhì)瘤在內(nèi)的多種腫瘤都有很強(qiáng)的抗腫瘤活性。研究發(fā)現(xiàn)，馬錢子堿在體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中均抑制了膠質(zhì)瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，并伴隨ATF3 的核轉(zhuǎn)位、脂質(zhì)過(guò)氧化及鐵和過(guò)氧化氫的增加[42]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，馬錢子堿通過(guò)激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)ATF3 上調(diào)和核轉(zhuǎn)移，進(jìn)入細(xì)胞核的ATF3 一方面通過(guò)上調(diào)NADPH 氧化酶4 產(chǎn)生過(guò)氧化氫，另一方面下調(diào)xCT的表達(dá)和抑制過(guò)氧化氫酶的活性來(lái)阻止過(guò)氧化氫的降解，過(guò)量積累的過(guò)氧化氫引發(fā)TFR 上調(diào)和Fe2+累積及脂質(zhì)過(guò)氧化，誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡[43]。此外，過(guò)氧化氫又可加劇馬錢子堿誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，形成對(duì)鐵死亡的正反饋調(diào)節(jié)，更加促進(jìn)細(xì)胞發(fā)生鐵死亡[43]。

2.6 土荊皮乙酸

土荊皮乙酸是從土荊皮的根和樹皮中分離的二萜酸，具有抗血管生成和抗腫瘤等多種生物活性[44]。研究結(jié)果表明，土荊皮乙酸在體內(nèi)外均可抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞的存活，具體機(jī)制：一方面土荊皮乙酸通過(guò)上調(diào)細(xì)胞中TFR 的表達(dá)來(lái)增加細(xì)胞內(nèi)Fe2+水平并激活NADPH 氧化酶4，導(dǎo)致過(guò)氧化氫和脂質(zhì)過(guò)氧化物的過(guò)量產(chǎn)生；另一方面，土荊皮乙酸通過(guò)抑制P53 介導(dǎo)的xCT 途徑耗盡細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽加劇了細(xì)胞內(nèi)過(guò)氧化氫和脂質(zhì)過(guò)氧化物的積累，最終誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡[45]。該項(xiàng)研究在體外實(shí)驗(yàn)中揭示，土荊皮乙酸在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中調(diào)控鐵死亡的作用機(jī)制，但相關(guān)研究結(jié)果并未在膠質(zhì)瘤體內(nèi)原位模型中進(jìn)行驗(yàn)證[45]。構(gòu)建膠質(zhì)瘤體內(nèi)原位模型是膠質(zhì)瘤治療研究中的一大難點(diǎn)，想要解決此問(wèn)題還需進(jìn)行不斷的研究與嘗試。

2.7 姜黃素類似物

姜黃素是一種眾所周知對(duì)腫瘤具有抑制作用的中藥單體，可穿過(guò)血腦屏障，通過(guò)抑制多種致癌信號(hào)而抑制膠質(zhì)母細(xì)胞瘤[46-47]。然而，快速的體內(nèi)清除限制了姜黃素的抗腫瘤作用。最近一項(xiàng)研究開發(fā)了在結(jié)構(gòu)上類似于姜黃素的藥物ALZ003，ALZ003 在體內(nèi)外均顯著抑制了膠質(zhì)瘤細(xì)胞的活力，從而引起膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡[48]。在ALZ003 處理后的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞中觀察到ROS 的積累、脂質(zhì)過(guò)氧化的發(fā)生。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，ALZ003 可誘導(dǎo)雄激素受體泛素化[48]。雄激素受體可增加膠質(zhì)瘤細(xì)胞對(duì)替莫唑胺治療的耐藥性，所以ALZ003 可降低膠質(zhì)瘤細(xì)胞的耐藥性。該項(xiàng)研究表明，ALZ003 可作為膠質(zhì)瘤潛在的治療藥物，證明了中藥單體類似物治療疾病的可能性[48]。開發(fā)中藥單體類似物可以解決部分中藥單體提取、純化存在的相關(guān)問(wèn)題，為中醫(yī)藥治療膠質(zhì)瘤的研究提供新的思路。

2.8 辣椒素

辣椒素是辣椒的主要活性成分，可通過(guò)調(diào)節(jié)多種信號(hào)通路發(fā)揮抗癌作用[49]。用辣椒素處理U87-MG 和U251 膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞，可增加細(xì)胞中ACSL4 表達(dá)和ROS 水平，同時(shí)降低GPX4 的表達(dá)和谷胱甘肽水平，進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生鐵死亡，并限制人U87-MG 和U251 膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的增殖[50]。然而，這項(xiàng)研究只在細(xì)胞水平研究了辣椒素對(duì)鐵死亡信號(hào)的影響，沒(méi)有分析其在體內(nèi)模型中的作用。此外，關(guān)于辣椒素對(duì)鐵死亡的作用及相關(guān)分子機(jī)制的探索，該研究?jī)H觀察了辣椒素處理24 h 細(xì)胞中相關(guān)標(biāo)志物的改變，尚需進(jìn)一步研究來(lái)完善辣椒素在其他時(shí)間節(jié)點(diǎn)及在體內(nèi)模型中對(duì)膠質(zhì)瘤的具體作用機(jī)制。

2.9 白花丹醌

白花丹醌是從白花丹的根中提取的天然萘醌，對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞系、裸鼠異種移植膠質(zhì)瘤和Wistar 大鼠原位移植膠質(zhì)瘤顯示出強(qiáng)烈的生長(zhǎng)抑制作用。結(jié)果表明，白花丹醌是一種有前途的抗膠質(zhì)瘤藥物[51]。最新研究首次報(bào)道，白花丹醌通過(guò)雙重靶向NAD（P）H 醌脫氫酶1（recombinant NADH dehydrogenase quinone，NQO1）和GPX4 誘導(dǎo)鐵死亡。白花丹醌可以與NQO1相互作用，增加NQO1 活性，NQO1 與P53 結(jié)合并穩(wěn)定P53 的表達(dá)，P53 通過(guò)降低xCT 在細(xì)胞中的表達(dá)水平使細(xì)胞對(duì)鐵死亡敏感[52]；除此之外，白花丹醌處理增加了GPX4 與蛋白質(zhì)降解溶酶體途徑關(guān)鍵物質(zhì)熱休克蛋白70 結(jié)構(gòu)型的相互作用，從而促進(jìn)了GPX4通過(guò)溶酶體途徑的降解，與鐵死亡中經(jīng)典的xCT-GPX4通路無(wú)關(guān)，揭示了GPX4 在細(xì)胞中的另一調(diào)節(jié)方式。

3 討論

膠質(zhì)瘤作為神經(jīng)系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤，是亟需被攻克的難題。尋找有效的治療方式和藥物是膠質(zhì)瘤研究的主要方向與最終目的。鐵死亡作為一種程序性細(xì)胞死亡方式，具有治療膠質(zhì)瘤的潛力。在臨床前研究中，鐵死亡誘導(dǎo)劑引起膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡產(chǎn)生了令人驚喜的抗腫瘤效果，然而臨床試驗(yàn)中卻發(fā)現(xiàn)療效不佳并引發(fā)了嚴(yán)重的副作用。具體原因可能為靶向Xc-系統(tǒng)抑制了谷氨酸的外流，而谷氨酸是引發(fā)癲癇發(fā)作和神經(jīng)病理性疼痛的關(guān)鍵分子[53]。由此可見，鐵死亡的調(diào)控機(jī)制十分復(fù)雜，單獨(dú)的靶向治療可能達(dá)不到預(yù)期的治療效果。

中藥單體通過(guò)多途徑、多靶點(diǎn)的作用方式誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡，這是其在膠質(zhì)瘤治療研究中的優(yōu)勢(shì)。然而，由于血腦屏障的存在，中藥單體治療膠質(zhì)瘤具有藥物靶向性差、腫瘤局部富集度低等問(wèn)題。從方劑配伍的角度出發(fā)，為中藥單體輔以“引經(jīng)藥”，或許可以解決這些問(wèn)題。傳統(tǒng)中醫(yī)理論中腦為髓海，居高位，為元神之腑，主宰生命活動(dòng)。中醫(yī)藏象學(xué)說(shuō)將腦的生理和病理統(tǒng)歸于心，心竅通則神明有主。故中醫(yī)治療頭部疾病時(shí)，多在方劑中配伍芳香開竅藥作為“引經(jīng)藥”，取其芳香開竅、引藥上行之功效，以期達(dá)到更好的治療效果。近年來(lái)，相關(guān)研究表明，部分開竅藥具有調(diào)節(jié)血腦屏障通透性的作用，如：冰片可對(duì)腦部給藥載藥系統(tǒng)進(jìn)行修飾，通過(guò)抑制P-糖蛋白的表達(dá)改變其在神經(jīng)遞質(zhì)中水平，進(jìn)而增加血腦屏障通透性[54]；石菖蒲的提取物α-細(xì)辛醚不僅可增加血腦屏障的通透性，還可有效提高一些口服藥物的生物利用度[55]。

綜上所述，中藥單體誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡是膠質(zhì)瘤治療極具潛力的研究方向。未來(lái)該如何使中醫(yī)藥在膠質(zhì)瘤的治療中發(fā)揮更大作用仍需堅(jiān)持不懈的探究。

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