Adv Sci:撕毁癌细胞的“铁死亡护身符”!中南大学马健等团队发现乳铁蛋白促癌新机制,多靶点联合治疗可有效抑制


乳铁蛋白(LF)是一种先天免疫分子,在人类前列腺中的表达水平高于其他组织和器官,显示其在前列腺生理中的重要作用。尽管乳铁蛋白在其他恶性肿瘤中被证实具有抑癌作用,但本研究发现其在前列腺癌中通过雄激素受体(AR)-LF - 铁死亡轴发挥反常的促癌功能。

2026年4月7日,中南大学马健、长治医学院魏玲玉共同通讯在Advanced Science(IF=14.1)在线发表题为Androgen Receptor-Induced Lactoferrin Accelerates Prostate Tumorigenesis Through Modulating Ferroptosis的研究论文。

利用Lf⁻/⁻TRAMP基因小鼠模型、蛋白质组学、TCGA-PARD数据库及单细胞RNA测序,研究证实雄激素受体可直接结合乳铁蛋白启动子并驱动其表达,进而上调铁蛋白(FTH1/FTL)表达,抑制p53-ALOX12介导的前列腺癌细胞铁死亡。

Lf缺失可延缓TRAMP小鼠的肿瘤进展并加剧铁死亡应激,而铁剂补充会加速癌变进程,上述效应均可通过Lf敲除得到逆转。机制上,乳铁蛋白通过维持铁氧化还原稳态,保护前列腺癌细胞免受铁离子诱导的铁死亡损伤。临床前靶向该信号轴的研究显示,联合LF敲低、铁死亡诱导剂(IKE)及雄激素受体抑制剂可显著抑制前列腺癌异种移植瘤生长,提示该策略具有潜在治疗价值。

本研究将乳铁蛋白定义为:(1)受AR调控的铁死亡抑制因子;(2)前列腺癌“铁依赖”的调控分子;(3)可用于靶向前列腺癌铁代谢脆弱性的候选治疗靶点。

AR在前列腺癌发生发展中发挥关键作用,七十余年来,靶向AR轴已成为前列腺癌临床治疗的核心策略。AR属于核受体超家族,是配体依赖性转录因子,结合DHT后发生二聚化并转入细胞核,调控靶基因表达。

自1941年Huggins开创性发现ADT以来,前列腺癌治疗策略历经多代AR靶向药物发展,从第一代抗雄激素药物,到新型雄激素合成抑制剂及新一代AR拮抗剂。作为致死性前列腺癌的致癌驱动因子,阐明AR信号在前列腺癌发生进展中的分子机制,对于发掘具有重要临床意义的新型治疗策略至关重要。

人LF基因位于3号染色体3p21.31区域,属于转铁蛋白家族,对维持铁代谢、细胞信号传导及氧化还原稳态至关重要。本实验室对中国湖南地区18个多代鼻咽癌家系进行遗传连锁分析,在3p21染色体区域鉴定出一个NPC易感位点,而LF是该区域内表达下调最显著的候选基因。

后续功能研究显示,LF可通过抑制TLR2/TLR9活化,拮抗EBV诱导的炎症反应,提示其在鼻咽癌预防中的潜在作用。在既往研究中,研究构建了Lf基因敲除小鼠,证实LF在AOM/DSS诱导的结肠炎相关结直肠癌模型中可抑制肿瘤进展;并在B16黑色素瘤转移模型中通过中和MDSC功能发挥抑瘤作用。

LF是一种分泌型糖蛋白与天然免疫因子,在腺体组织中高表达,并高丰度存在于乳汁、精液等外分泌液中。在前列腺组织中,LF主要由中央区上皮细胞、尿道周围腺上皮及前列腺尿道上皮分泌。鉴于LF在前列腺组织中高丰度表达,我们拟探究其在前列腺癌发生发展中的功能。

铁死亡是一种铁依赖性的、机制独特的细胞死亡方式,与凋亡、坏死、自噬等经典通路截然不同。其分子特征包括:(1)具有氧化还原活性的不稳定Fe²⁺库扩张;(2)磷脂过氧化产物(如MDA/4-HNE)病理性蓄积;(3)抗氧化系统受损,典型表现为GSH耗竭与GPX4失活。

肿瘤细胞对铁呈现双重依赖性:一方面,持续增殖需要大量铁作为关键辅因子,表现为显著的铁嗜性;另一方面,不稳定Fe²⁺库升高会引发氧化应激介导的细胞毒性,诱发铁死亡。LF的铁结合亲和力是TF的250–300倍,可强效抑制Fenton反应,这也是其发挥免疫调节、抗氧化防御等多种生物学功能的基础。

临床前靶向乳铁蛋白可使前列腺癌对铁死亡诱导增敏(摘自Advanced Science

为明确LF在前列腺癌变中的功能,本研究将本实验室构建的Lf敲除小鼠(Lf⁻/⁻)与TRAMP前列腺癌转基因小鼠杂交。与LF发挥抑癌作用的预期相反,Lf⁻/⁻TRAMP小鼠通过诱导铁死亡,显著延缓了肿瘤发生发展。本研究证实,转录因子AR调控的LF可上调FTH1/FTL,并通过抑制p53-ALOX12信号通路,使前列腺癌细胞获得铁死亡抗性。

原文链接:https://doi.org/10.1002/advs.202520109


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