在過(guò)去的十年里,鐵死亡(ferroptosis)已被廣泛認可為一種新興的抗腫瘤治療策略。與 caspase-3 誘導的細胞凋亡和 RIPK3 誘導的程序性壞死不同,鐵死亡依賴(lài)于不受限制的脂質(zhì)過(guò)氧化。細胞內亞鐵離子(Fe2+)和活性氧(ROS)的高水平是鐵死亡與其他細胞死亡形式的區別特征之一,它們不僅維持著(zhù)腫瘤細胞的增殖,還導致膜磷脂的脂質(zhì)過(guò)氧化。因此,亞鐵離子通過(guò)芬頓反應促進(jìn)腫瘤細胞內活性氧的積累,這可能具有極 佳的抗腫瘤效果。
GPX4 利用谷胱甘肽(GSH)將脂質(zhì)過(guò)氧化物還原為脂質(zhì)醇,因此靶向 GPX4 或 GSH 以積累脂質(zhì)過(guò)氧化物的藥物為抗癌提供了可能。研究表明,脂質(zhì)過(guò)氧化可能作為一種"找到我"(find me)信號,促進(jìn)抗原呈遞并增強腫瘤免疫治療的效果。此外,上皮-間質(zhì)轉化(EMT)介導的腫瘤轉移和耐藥性導致腫瘤細胞對鐵死亡敏感。事實(shí)上,大量研究表明,諸如 RSL3 和 erastin 之類(lèi)的鐵死亡誘導劑可通過(guò)誘導脂質(zhì)過(guò)氧化在小鼠腫瘤模型和人類(lèi)腫瘤細胞系中誘導鐵死亡。此外,鐵死亡誘導劑還能增強化療藥物的抗腫瘤活性。盡管已取得了一些重大進(jìn)展,但由于發(fā)現了更多的抗氧化系統以及對氨基酸代謝、脂質(zhì)代謝和鐵代謝的調節,單一的 GPX4 抑制策略的有效性仍有限。
因此,靶向鐵死亡來(lái)抑制腫瘤進(jìn)展仍是一項挑戰,開(kāi)發(fā)能夠作用于多條通路從而提高治療效果的誘導鐵死亡藥物至關(guān)重要。
2025 年 7 月 7 日,上海中醫藥大學(xué)劉三宏研究員、海軍軍醫大學(xué)張衛東教授、上海中醫藥大學(xué)王群副研究員、北京中醫藥大學(xué)東直門(mén)醫院林生研究員等在 Signal Transduction and Targeted Therapy 期刊發(fā)表了題為:Acevaltrate as a novel ferroptosis inducer with dual targets of PCBP1/2 and GPX4 in colorectal cancer 的研究論文。
該研究發(fā)現,天然產(chǎn)物 acevaltrate(醋戊曲酯,簡(jiǎn)稱(chēng)為ACE)是一種新型的鐵死亡誘導劑,可同時(shí)作用于結直腸癌細胞中的 PCBP1/2 和 GPX4 兩個(gè)靶點(diǎn),能夠迅速且強烈地誘導結直腸癌細胞發(fā)生鐵死亡。
由亞鐵離子(Fe2+)和脂質(zhì)過(guò)氧化物積累誘導的鐵死亡是一種新型的程序性細胞死亡形式,已成為腫瘤治療研究中的熱門(mén)方向。識別能夠誘導腫瘤細胞發(fā)生鐵死亡的小分子藥物,是一種極具吸引力的治療策略。
在這項最新研究中,研究團團隊篩選出了一種天然產(chǎn)物--acevaltrate(醋戊曲酯,簡(jiǎn)稱(chēng)為ACE),提取自中藥蜘蛛香(忍冬科、纈草屬植物),屬于環(huán)烯醚萜類(lèi)化合物,它能迅速且強烈地誘導結直腸癌細胞發(fā)生鐵死亡。
ACE 不僅通過(guò)靶向鐵伴侶蛋白 PCBP1/2 并降低其表達來(lái)提高結直腸癌細胞中的 Fe2+ 水平,而且還通過(guò)靶向 GPX4 并抑制其酶活性來(lái)破壞結直腸癌細胞的抗氧化系統,從而導致其被泛素介導的降解。
ACE 的這種雙重作用使其在誘導鐵死亡方面比傳統的鐵死亡誘導劑顯著(zhù)更有效。進(jìn)一步動(dòng)物實(shí)驗表明,ACE 的治療效果優(yōu)于已知的鐵死亡誘導劑,甚至優(yōu)于卡培他濱和 TAS-102 等一線(xiàn)臨床癌癥藥物。重要的是,ACE 在結直腸腫瘤類(lèi)器官中的抑制效果優(yōu)于細胞水平,突顯了其臨床應用的潛力。
綜上所述,該研究證明了天然小分子 ACE 通過(guò)雙重機制誘導腫瘤細胞發(fā)生鐵死亡:一方面,ACE 直接結合并降解 PCBP 1/2,從而增強細胞內 Fe2+ 誘導的鐵死亡;另一方面,ACE 直接與 GPX4 結合,誘導 GPX4 發(fā)生泛素化和降解。此外,ACE 在小鼠結直腸癌模型中甚至在人類(lèi)結直腸癌類(lèi)器官中均表現出強大的抗腫瘤效果。ACE 的雙靶點(diǎn)機制不僅規避了單靶點(diǎn)鐵死亡誘導劑的補償性耐藥問(wèn)題,還通過(guò)天然產(chǎn)物的多靶點(diǎn)特性實(shí)現了高效且低毒性的腫瘤選擇性殺傷。這種雙重機制有望為結直腸癌的臨床治療提供新策略。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41392-025-02296-7
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