背景与目的 铁死亡是一种以铁依赖方式由脂质过氧化物过度积累引起的调节性细胞死亡,近年来发现铁死亡抵抗与肺腺癌(lung adenocarcinoma,LUAD)发生发展有关.细胞内抗氧化系统是抗铁死亡所必需的.本研究旨在探讨细胞外系统是否以及如何使LUAD细胞对铁死亡失去敏感性.方法 在本研究中,使用已建立的人肺成纤维细胞(MRC-5、WI38)、人肺腺癌细胞(H1650、PC9、H1975、H358、A549和H1299细胞系)、LUAD肿瘤及相匹配的癌旁正常组织、健康个体及LUAD患者的血浆,应用免疫组化和免疫印迹方法分析蛋白表达,实时荧光定量PCR(quantitative reverse transcription-PCR,qPCR)法分析mRNA表达.通过测定细胞活力、细胞死亡和脂质活性氧(reactive oxygen species,ROS)生成评估细胞对铁死亡的反应.通过透射电镜观察外泌体,用点击化学法配合共聚焦显微镜检测花生四烯酸(arachidonic acid,AA)的定位.采用RNA pull down、RNA免疫沉淀(RNA immunoprecipitation,RIP)、光激活核糖核酸苷增强交联和免疫沉淀(photoactivatable ribonucleoside-enhanced crosslinking and immunoprecipitation,CAR-CLIP)等方法检测RNA和蛋白质之间的相互作用.用蛋白质组学方法来分析RNA调控蛋白,用代谢组学方法分析代谢物.细胞源性异种移植物(cell derived xenograft,CDX)模型、患者源性异种移植物(patient-derived xenograft,PDX)模型、细胞植入肺内LUAD小鼠模型和来自LUAD患者的血浆/组织标本被用于分子机制的验证.结果 LUAD患者血浆外泌体特异地降低了脂质过氧化,使LUAD细胞对铁死亡敏感性下降.可能的机制是在LUAD中,外泌体circRNA_101093(cir93)中维持了细胞内cir93的升高,调节AA,一种对铁死亡相关的质膜过氧化增加至关重要的多不饱和脂肪酸.对具体机制而言,cir93与脂肪酸结合蛋白3(acid-binding protein 3,FABP3)相互作用增加其表达,后者转运AA并促进其与牛磺酸的反应.因此,总体AA被降低,而N-花生四烯酰基牛磺酸(N-arachidonoyl taurine,NAT;AA和牛磺酸的产物)被诱导产生.值得注意的是,NAT在抑制AA合并到质膜中的作用也被揭示.在临床前的体内模型中,减少外泌体提高了以铁死亡为基础疗法的疗效.结论 外泌体和cir93是抑制LUAD细胞铁死亡敏感性的关键,阻断外泌体可能有助于未来LUAD的治疗.
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