李坪芬，王渠源

卵巢癌是一種致死率較高的生殖系統(tǒng)惡性腫瘤，據2018年美國癌癥發(fā)病及死亡結果統(tǒng)計，其死亡率在北美女性癌癥死亡排名占據首位[1-2]。卵巢癌在組織學和分子學方面包括許多亞型，其中上皮性卵巢癌約占85%～90%[3]，最為常見的是高級別漿液性卵巢癌（high grade serous ovarian cancer，HGSOC），約占卵巢惡性腫瘤的50%。盡管近幾年卵巢癌在防治方面已經取得很大進步[4-5]，但是由于其發(fā)病早期缺乏典型臨床癥狀，確診時75%的患者分期已達Ⅲ～Ⅳ期[6]，5年生存率約為 25%～30%[7]，早期治療后70%～80%的患者復發(fā)，晚期階段大多發(fā)展成為復發(fā)性及多重耐藥性終末期疾病[8]。

卵巢癌的發(fā)生和發(fā)展是一個多系統(tǒng)參與、多步驟的細胞生化過程，受到多種細胞因子和信號通路的調控。近年來，大量基礎及臨床研究普遍發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞內脂質活性氧簇的表達水平高于正常細胞[9-11]，因此與脂質活性氧簇相關的鐵死亡（ferroptosis）受到臨床的重視，并被看作是卵巢癌的潛在治療靶點?，F(xiàn)對近年來相關文獻報道的鐵死亡在卵巢癌中的作用及其研究進展進行綜述，為臨床治療拓展更多思路。

1 正常組織的鐵代謝

鐵（Fe）是人體所必需的元素，參與人體內多種重要物質的合成代謝，尤其是在DNA合成過程中，鐵元素參與構成了RNA、DNA復制依賴的4種DNA聚合酶和染色體穩(wěn)定性相關的修復酶的活性中心。正常組織中鐵的轉運依靠轉鐵蛋白（transferrin，TF）和細胞膜表面的轉鐵蛋白受體1（transferrin receptor 1，TFR1）。1分子TF與2分子Fe3+結合，通過TFR1形成復合物，當細胞啟動內吞作用時，復合物釋放Fe3+，胞內的Fe3+在還原酶的作用下還原為Fe2+，經二價金屬離子轉運體 1（divalent metal transporter 1，DMT1）儲存至鐵池中，用于鐵硫簇等各種生命代謝產物的合成，多余的Fe2+則由膜鐵轉運輸出蛋白（ferroportin，F(xiàn)PN）氧化為Fe3+出胞，參與體內鐵再循環(huán)。

體內鐵的穩(wěn)態(tài)平衡還依靠鐵調素的負性調節(jié)，血液及組織內鐵含量升高時，鐵調素水平升高與FPN結合，介導TF溶酶體降解，降低鐵儲備量，維持機體鐵穩(wěn)態(tài)。

2 鐵死亡概述

2012年Dixon等[12]在研究erastin殺死RAS突變的腫瘤細胞的作用機制時首次提出鐵死亡的概念，并指出鐵死亡是一種以脂質過氧化產物和致死活性氧簇的積累為特點的一種非典型調節(jié)性細胞死亡方式，是一種鐵離子依賴性的非凋亡性細胞壞死。目前研究表明，鐵死亡涉及的調控系統(tǒng)主要是胱氨酸-谷氨酸反向轉運蛋白系統(tǒng)（XC-系統(tǒng)）和脂修復酶谷胱甘肽過氧化物酶4（GPX4）[13]。

正常情況下細胞外的胱氨酸處于還原狀態(tài)，可通過XC-系統(tǒng)直接轉運入細胞內，在胞內經過一系列還原反應，催化生成谷胱甘肽（GSH，細胞內主要的抗氧化劑），GPX4以GSH作為電子供體將有毒的脂質過氧化物還原成無毒的脂肪醇，阻止鐵依賴性的脂質過氧化物轉換成活性較高的脂質自由基，從而阻止脂質自由基的堆積。選擇性抑制XC-系統(tǒng)時，胱氨酸的吸收減少，機體內GSH的合成也將隨之減少，導致脂質過氧化物堆積；GPX4失活時，積聚的脂質過氧化物在鐵存在的條件下（主要發(fā)揮催化作用），可轉化成有毒的脂質自由基，導致細胞膜脂的多聚不飽和脂肪酸破裂，誘導鐵死亡發(fā)生[14]。

3 鐵死亡與腫瘤

鐵死亡作為近年來發(fā)現(xiàn)的一種新型細胞死亡方式，在多種腫瘤疾病如乳腺癌、肝癌、胃癌、直腸癌、前列腺癌、膠質細胞瘤和胰腺癌等中都有相關報道[15]。研究表明，鐵代謝機制的改變尤其是鐵攝入與泵出方面的改變，在一定程度上誘導了癌癥的發(fā)生及腫瘤細胞的轉移[16]。多項研究表明，肝癌、乳腺癌、前列腺癌等多種腫瘤細胞表面TFR1數目增多，F(xiàn)PN水平降低且存在高水平的鐵調素，在促進胞外鐵攝入的同時，減少了細胞內鐵的外排[17-19]。此外基底膜完整的腫瘤組織在增殖過程中處于缺血缺氧狀態(tài)，長期的缺氧狀態(tài)可以誘導腫瘤細胞表達一系列缺氧誘導因子（hypoxia inducible factor，HIF）[20]，HIF 的活化可激活轉錄血管內皮生長因子A及鋅指蛋白等多個與腫瘤發(fā)生相關的基因，也可誘導鐵紅素降解促進鐵的攝入[21]?？偠灾?，腫瘤細胞可通過調控鐵代謝途徑實現(xiàn)細胞內鐵含量增高，從而使得癌組織對鐵死亡的方式更加敏感。

4 鐵死亡與卵巢癌

Lattuada等[22]研究認為持續(xù)的鐵刺激是卵巢癌發(fā)生、發(fā)展的高危因素之一。Yamada等[23]用鐵離子處理正常卵巢細胞系OSE/E7/人端粒酶逆轉錄酶（hTERT）基因后，基因組顯示出了卵巢透明細胞癌的特征，正常卵巢上皮細胞也逐漸向癌細胞轉化。盡管卵巢癌的起源仍然存在爭議，越來越多的研究者認為卵巢腫瘤的前體細胞來源于輸卵管傘部干細胞[24]。Basuli等[25]在卵巢癌原始細胞遺傳模型中發(fā)現(xiàn)，與正常輸卵管傘部細胞相比，卵巢惡性腫瘤對TFR1的表達呈明顯上調，而FPN的含量則明顯降低。此外在HGSOC癌組織發(fā)現(xiàn)，與正常卵巢組織相比，其表現(xiàn)出相似的TFR1表達增加及FPN含量減少的趨勢，進一步證明了卵巢腫瘤早期階段出現(xiàn)細胞內鐵含量的升高。

4.1 p53基因與鐵死亡 在卵巢癌發(fā)生、發(fā)展的過程中，涉及多種基因及信號轉導通路的改變。其中最為常見的就是細胞內活性氧簇增多損傷相關DNA，誘導p53基因突變。空間構型突變的p53基因一定程度上誘導卵巢癌的發(fā)生和發(fā)展[26]。最近研究表明p53基因靶蛋白谷氨酰胺酶2（GLS2）的溶解過程與鐵死亡相關[27]。Jennis等[28]在小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，p53基因突變后GLS2表達失調，對鐵死亡的敏感性降低。相關研究表明，erastin介導的鐵死亡通路需要p53基因，主要是由于p53基因可結合并負向調控胱氨酸轉運體SLC7A11（XC-系統(tǒng)的一種亞單位）轉錄[29]，增強細胞中精脒/精胺 N1-乙酰轉移酶 1（spermidine/spermine N1-acetyltransfer 1，SSAT1）（一種p53靶基因）和GLS2的表達，導致GSH表達降低、活性氧簇積累[30]，從而引起脂質過氧化反應導致鐵死亡。即突變的p53基因在某種程度上抑制了鐵死亡的發(fā)生，加劇了卵巢癌細胞的生長和繁殖。也有研究認為，p53基因在上調SSAT1表達時，可間接引起花生四烯酸15脂氧合酶（15-lipoxygenase，ALOX15）含量的升高，加劇過氧化過程，促進鐵死亡的發(fā)生、發(fā)展[31]。還有部分學者認為，女性回流經血中的Fe3+可激活p53基因的異常表達，誘導輸卵管傘端細胞的異常增殖，從而促進卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展[22]。

4.2 白細胞介素6（IL-6）與鐵死亡 癌組織種植于腹膜及其他腹腔器官的過程往往依賴于腫瘤細胞的侵襲性。相關研究報道，卵巢腫瘤中IL-6可通過信號轉導與轉錄激活因子3（STAT3）信號通路促進癌細胞生長、增殖及血管生成，并上調基質金屬蛋白酶（MMPs）的表達誘導腫瘤侵襲，導致患者預后不良[32-33]。Basuli等[25]在使用鐵螯合劑去鐵胺（DFO）處理癌細胞時發(fā)現(xiàn)，細胞內鐵離子含量降低的同時，也降低了IL-6 mRNA的表達。以上證據表明，盡管鐵元素在IL-6促進癌細胞轉移方面的具體機制尚未明確，但是鐵的積累至少在一定程度上通過誘導IL-6表達促進卵巢癌侵襲與轉移。

4.3 微小RNA（miRNAs）與鐵死亡 MiRNAs是一類小的單鏈非編碼RNA，可通過與mRNA結合，負向調控靶基因表達。相關研究報道，miR-137可通過直接靶向谷氨酰胺轉運蛋白SLC1A5負性調節(jié)鐵死亡過程[34]。學者發(fā)現(xiàn)miR-137過表達時可抑制SLC1A5的產生，導致谷氨酰胺攝取減少和丙二醛（MDA）積累；采用相關拮抗劑誘導內源性miR-137失活時，腫瘤細胞表現(xiàn)出了對erastin誘導的鐵死亡的敏感性上調。由于SLC1A5介導的谷氨酰胺轉運在腫瘤細胞代謝、增殖和鐵死亡中起關鍵作用，通過抑制SLC1A5靶向谷氨酰胺轉運被作為實體腫瘤治療的潛在途徑。同時Sangokoya等[35]通過添加外源性鐵及DFO，發(fā)現(xiàn)miR-485-3P和miR-194靶向調節(jié)FPN的表達。卵巢癌細胞可通過大量誘導miR-485-3P的表達，降低胞內FPN，實現(xiàn)癌細胞內鐵含量的蓄積，維持細胞的無限增殖。表明miRNAs在鐵死亡中發(fā)揮了新的和不可缺少的作用。

4.4 青蒿素與鐵死亡 青蒿素是一線抗瘧疾藥物，其和其衍生物還具有一定的抗腫瘤活性，可通過抑制MMPs系統(tǒng)和血管生長因子抑制腫瘤細胞的生長繁殖[36]。最近研究報道青蒿素及其衍生物作為一種新型的鐵死亡誘導劑[37-38]，可通過鐵死亡途徑導致卵巢癌細胞死亡。青蒿琥酯是青蒿素衍生物，用其處理卵巢惡性腫瘤的小鼠模型時顯示，小鼠卵巢癌細胞內脂質活性氧簇增多，脂質活性氧簇依賴性的DNA損傷和細胞死亡。然而預先使用鐵死亡抑制劑ferrostatin-1處理卵巢癌細胞，再應用青蒿琥酯時發(fā)現(xiàn)其誘發(fā)的一系列細胞死亡效應明顯降低[39]。此外，Yang等[40]發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯可通過激活溶酶體促進鐵蛋白的降解，從而使鐵離子含量增加，產生一定的細胞毒作用。這些證據均表明盡管具體作用機制尚未明確，青蒿琥酯對卵巢癌細胞有一定程度的抗增殖及細胞毒作用，進一步提示青蒿素及其衍生物可能作為一種鐵死亡誘導劑為卵巢癌的治療開辟新思路。

5 結語與展望

鐵死亡作為一種新發(fā)現(xiàn)的非程序性細胞死亡方式，與多種生理病理過程密切相關。目前鐵死亡在腫瘤方面的研究主要集中于XC-系統(tǒng)和GPX4，尚處于初期階段，是否存在其他相關的鐵死亡及脂質活性氧簇代謝途徑仍需要進一步研究探討。但是鐵死亡概念的提出以及腫瘤組織的鐵依賴性將成為腫瘤的潛在治療靶點是確切的。鐵螯合劑的使用以及作用于TFR等細胞毒性藥物可以通過剝奪癌細胞中的鐵或改變癌細胞中鐵離子攝入、轉出等代謝方式，在一定程度上抑制癌細胞的生長，提高其對化療藥物的敏感性。隨著臨床上對鐵死亡信號途徑及誘導機制的進一步研究，金屬抗腫瘤藥物可能會代替鉑類化療藥物成為新一代的抗癌藥物，改善卵巢癌患者預后。