基于Nrf2活化抑制铁死亡通路研究瑞香素逆转卵巢癌顺铂耐药的作用机制

Platinum-based drug resistance significantly affects chemotherapy and survival rate of ovarian cancer patients. Studies have shown that the activation of Nrf2 pathway and the inhibition of ferroptosis play an important role in cisplatin resistance of cancer. Our study showed that cisplatin-induced Nrf2, GPX4 and xCT were overexpression in drug-resistant cells compared with ovarian cancer sensitive cells. Daphnetin could inhibit the proliferation of drug-resistant cells and the nuclear translocation of Nrf2, promote the production of ROS and inhibit the expressions of GPX4 and xCT. Pre-experimental results showed that ROS scavengers could neutralize the above effects of Daphnetin. Therefore, we speculated that Daphnetin might reverse cisplatin resistance of ovarian cancer by inhibiting Nrf2 nuclear translocation and thereby promoting ferroptosis. So we first studied the effect and mechanism of Nrf2 activation on ROS production, ferroptosis and cisplatin resistance. Then the mechanism of Daphnetin targeting the above pathway to reverse cisplatin resistance in ovarian cancer was detected in vitro. Finally, a xenograft model of subcutaneous drug-resistant ovarian cancer cells was constructed and treated with Daphnetin, so that the regulatory mechanism which Daphnetin reversed cisplatin resistance of ovarian cancer by inhibiting Nrf2 and promoting ferroptosis was gradually clarified, which provides a new idea for reversing chemotherapy resistance of ovarian cancer.

铂类耐药严重影响卵巢癌患者的化疗效果和生存率，相关机制有待深入研究。研究表明，Nrf2通路活化进而抑制的铁死亡在恶性肿瘤对顺铂的耐药中发挥重要的作用。我们研究显示，相对于普通卵巢癌细胞，耐药株中顺铂诱导的Nrf2、GPX4和xCT表达显著上调；而瑞香素能够诱导ROS的产生，抑制耐药株的增殖、Nrf2核转移，以及GPX4和xCT的表达。预实验结果显示ROS清除剂可以中和瑞香素的上述作用。因此我们推测瑞香素可能通过抑制Nrf2核转移→诱导ROS产生→促进铁死亡从而逆转卵巢癌的顺铂耐药。本课题首先研究Nrf2活化对ROS产生、铁死亡及卵巢癌顺铂耐药的调节作用及机制；进一步体外研究瑞香素靶向上述通路逆转卵巢癌顺铂耐药的作用机制；最后构建皮下种植耐药卵巢癌细胞的裸鼠模型并给予瑞香素治疗，层次阐明瑞香素通过抑制Nrf2核转移促进铁死亡逆转卵巢癌顺铂耐药的作用机制，为改善卵巢癌化疗耐药提供新思路。

背景：铁死亡是一种铁离子（Fe2+）依赖性的非凋亡性细胞坏死。其特征是依赖Fe2+及活性氧（ROS）诱导脂质过氧化导致的调节性细胞坏死。研究表明，激活癌细胞的铁死亡信号通路可能是一种靶向治疗癌症的策略。尽管瑞香素曾被报道具有抗肿瘤的潜力，但这种功效的确切机制尚未完全阐明。..方法：我们通过CCK8试剂、伤口愈合实验和Transwell实验来阐述瑞香素能够抑制卵巢癌细胞增殖、侵袭和转移。通过Fe2+和脂质过氧化相关试剂来探究瑞香素对卵巢癌细胞内的Fe2+浓度和脂质过氧化的表达水平影响。通过透射电镜、Westernblot和PCR进一步分析瑞香素对卵巢癌细胞中线粒体形态以及铁死亡相关信号通路的影响。采用流式细胞仪和荧光显微镜检测卵巢癌细胞凋亡和ROS的表达情况。通过A2780异种移植模型分析瑞香素的抗肿瘤作用。..结果:通过体内外实验阐明瑞香素能够抑制卵巢癌细胞增殖、侵袭和迁移，进而发挥其抗肿瘤活性。此外，DFO和Fer-1预处理，而非Z-VAD-FMK,CQ或Necrostatin-1，能够逆转瑞香素诱导的细胞死亡。因此，我们深入探究瑞香素是否能够诱导卵巢癌发生铁死亡。正如预期那样，瑞香素能够增加细胞内ROS、丙二醛、脂质过氧化以及Fe2+的表达水平，并抑制谷胱甘肽的产生。此外，瑞香素还能有效抑制Nrf2、NQO1、SLC7A11(xCT)、GPX4、FTH-1、FTL，进而激活TFR和NOX4的蛋白表达。在机制上，NQO1的过表达能够挽救瑞香素诱导的卵巢癌细胞死亡和迁移。此外，NQO1的过表达还可以部分逆转瑞香素引起的上述铁死事件的发生。...结论:瑞香素能够靶向调节NQO1介导的铁死亡，抑制卵巢癌细胞增殖、转移和侵袭，进而在体内外发挥抗癌作用。此外，本课题将以抑制NQO1活化进而促进铁死亡为靶标防治卵巢癌的发生和发展提供新思路。