诱导“铁死亡”！中山大学合作发文：癌症治疗的新视角

【导读】最近的研究表明，环状非编码RNA （circRNA）的高表达与肾透明细胞癌（ccRCC）患者的不良预后相关，但其潜在机制尚不清楚。

1月2日，中山大学与广州市妇女儿童医疗中心研究人员合作共同在期刊《Molecular Cancer》上发表了研究论文，题为“circASAP1 induces renal clear cell carcinoma ferroptosis by binding to HNRNPC and thereby regulating GPX4”，本研究中，环状RNA测序分析显示，circASAP1在肾透明细胞癌中表达显著升高，且与患者不良预后和转移显著相关。实验数据证明了circRNA与ASAP1/HNRNPC/GPX4轴的关系，挽救实验进一步证实了这一关系。circASAP1在动物实验中影响肿瘤生长和铁死亡，并预测ccRCC患者的预后。circASAP1/HNRNPC/GPX4轴为肾癌治疗提供了新的方向和潜在靶点。

https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-024-02122-8#Sec29

背景信息

肾细胞癌（RCC）的发病率约占恶性肿瘤的3% - 4%，且在过去十年呈上升趋势。约90%的肾癌为透明细胞亚型（ccRCC）。根治性肾切除术是原发性肾癌的主要治疗手段；然而，即使在手术后，仍有约30%的患者会发生转移，导致较高的死亡率。许多新的生物标志物及其背后的机制在肾癌中被发现，显示了它们在临床环境中的重要性。然而，目前对肾细胞癌的发生发展尚缺乏完整的认识，需要更多的研究来揭示参与这些过程的分子通路。

最初，circRNA 被认为只是转录的副产物，没有明显的功能。通过高通量测序，人们在哺乳动物细胞中鉴定出了大量的 circRNA，其中大多数分子参与生理和病理过程，包括癌症的发展和进展。circRNA 可以作为微小 RNA 的海绵、RNA 结合蛋白（RBP）结合分子、转录调节因子或蛋白质翻译模板，其在各种肿瘤中的功能已被深入研究。circRNA 的分子功能与其亚细胞定位有关，位于细胞核中的 circRNA 可能参与基因转录调控和可变 RNA 剪接，而位于细胞质中的 circRNA 则常常作为 RNA 海绵或与 RBP 相互作用，参与肿瘤相关基因的转录后调控；然而，circRNA 在肾细胞癌（RCC）中的潜在作用仍不清楚。

铁死亡是近十年来报道的一种新型细胞程序性死亡方式。其特征是铁在细胞内蓄积，导致脂质过氧化和细胞死亡。不同于其他形式的细胞死亡，铁死亡在多种疾病中发挥重要作用。在癌症中，铁死亡调控与耐药、肿瘤生长和转移等过程密切相关；因此，靶向铁死亡的研究与癌症治疗相关。

HNRNPC过表达挽救了circASAP1敲低引起的肾癌细胞铁死亡

circASAP1 敲低导致肾细胞癌（RCC）细胞内活性氧（ROS）积累，进而引发铁死亡。此外，HNRNPC 通过 circASAP1 直接调控 GPX4。为了探究 circASAP1 和 HNRNPC 对铁死亡的影响，研究人员将 786-O 和 Caki-1 肾细胞癌细胞分为以下实验组：对照组、si-NC+载体组、si-circASAP1+载体组、si-NC+过表达组和 si-circASAP1+过表达组。研究人员用 C11 脂质过氧化探针染色后，通过流式细胞术定量检测各组的 ROS 水平。接下来，研究人员定量检测了各组肾细胞癌细胞中的丙二醛（MDA）含量。si-circASAP1+载体组的 MDA 含量显著高于对照组，而 HNRNPC 过表达逆转了这一效应。此外，线粒体膜电位测定表明，si-circASAP1+载体组的线粒体膜电位显著降低，而 HNRNPC 过表达则恢复了这一状态。为评估细胞内还原状态，研究人员检测了亚铁离子，结果表明 HNRNPC 可逆转 circASAP1 敲低所导致的细胞内亚铁离子含量升高。此外，研究人员还评估了谷胱甘肽（GSH）及其氧化产物谷胱甘肽二硫化物（GSSG）的水平，发现 si-circASAP1+Vector 组的 GSH 含量显著低于对照组，而 GSSG 含量显著高于对照组；然而，HNRNPC 过表达可缓解这种氧化应激状态。

体内敲低circASAP1可抑制肾细胞癌肿瘤的增殖和转移

为了评估 circASAP1 对体内癌细胞增殖和转移的影响，研究人员设计了一系列动物实验并构建了三个稳定的 786-O 细胞系。为了观察 RSL3 的效果，研究人员从对照组和敲低组中随机选取一半的小鼠，每四天腹腔注射 RSL3（100 毫克/千克），并做好标记。每周测量肿瘤体积。当敲低 circASAP1 或注射 RSL3 时，裸鼠皮下肿瘤的生长显著减少。此外，联合敲低 circASAP1 和 RSL3 治疗导致肿瘤重量和体积显著降低。而且，circASAP1 过表达组的肿瘤生长速度明显快于载体对照组。为了在体内研究circASAP1对肾癌转移的影响，研究人员采用肺转移模型进行了实验。研究人员将来自circASAP1对照组、circASAP1 shRNA组、circASAP1载体组和circASAP1过表达组的等量786-O细胞（1×106）注入裸鼠的尾静脉。circASAP1敲低组的裸鼠肺转移灶数量少于对照组，而circASAP1过表达组的裸鼠肺转移灶数量多于对照组。这些发现得到了HE染色结果的支持。对皮下肿瘤进行免疫组化分析显示，circASAP1敲低组中Ki67、HNRNPC和GPX4的表达水平降低，而circASAP1过表达组则相反。这些结果表明，体内circASAP1的敲低抑制了肾细胞癌（RCC）肿瘤的进展。