胰腺癌因其發(fā)展迅速和治療難度極大被稱為"癌癥之王"。據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)統(tǒng)計,胰腺癌患者的5年生存率不足10%。其中,許多胰腺癌患者攜帶KRAS基因突變。通常情況下,由致癌基因KRAS突變驅(qū)動的腫瘤易受鐵死亡的影響,但在胰腺癌中情況卻有所不同。
鐵死亡是一種依賴鐵離子的細(xì)胞死亡方式。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)積累過量的鐵離子時,會催化產(chǎn)生大量的活性氧自由基攻擊細(xì)胞膜上的脂質(zhì),引發(fā)脂質(zhì)過氧化反應(yīng),最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。但令人困惑的是,胰腺腫瘤即使存在KRAS突變,對鐵死亡治療策略仍然表現(xiàn)出強(qiáng)大的抵抗性。
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圖片來源:123RF
最近,《分子細(xì)胞》的一篇論文揭開了其中的機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn),胰腺導(dǎo)管腺癌(PDAC)可以通過協(xié)同調(diào)控不同的機(jī)制應(yīng)對鐵死亡。其中,缺氧誘導(dǎo)因子HIF-2在這一保護(hù)效應(yīng)中不可缺失,因此也有望成為新的胰腺癌治療靶標(biāo)。
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研究分析顯示,胰腺腫瘤有著極度缺氧的特征。這聽起來可能有些反直覺,因為腫瘤本身需要大量營養(yǎng)和氧氣來支持其快速生長。而事實上,這種缺氧并非反常,恰好反映的是一種瘋狂生長的結(jié)果。正是由于胰腺癌生長過于迅速,而腫瘤內(nèi)部的血管形成跟不上生長速度,加上胰腺腫瘤周圍有一層厚厚的纖維化基質(zhì),導(dǎo)致腫瘤內(nèi)部形成了一個嚴(yán)重的低氧環(huán)境。
這種缺氧環(huán)境迫使癌細(xì)胞必須做出適應(yīng)性改變才能生存下去。而幫助癌細(xì)胞適應(yīng)缺氧環(huán)境的核心分子就是缺氧誘導(dǎo)因子。另外,研究發(fā)現(xiàn)胰腺癌細(xì)胞周圍不僅缺氧,還存在許多腫瘤間質(zhì)液。這種液體是從腫瘤周圍的血管滲漏出來的,含有多種代謝產(chǎn)物和信號分子。
當(dāng)研究人員將胰腺癌細(xì)胞同時暴露于缺氧環(huán)境和腫瘤間質(zhì)液中時,細(xì)胞對鐵死亡誘導(dǎo)劑產(chǎn)生了極強(qiáng)的抵抗力。單獨(dú)提供一種條件都無法產(chǎn)生如此顯著的保護(hù)效果,只有兩者聯(lián)合時癌細(xì)胞的存活率才會大幅提高。
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▲研究示意圖(圖片來源:參考資料[1])
那么,這種保護(hù)作用是如何實現(xiàn)的呢?研究人員通過篩選分析實驗發(fā)現(xiàn),關(guān)鍵的缺氧誘導(dǎo)因子是HIF-2,而不是家族另一個成員HIF-1。
當(dāng)研究人員抑制HIF-2表達(dá)后,缺氧條件和腫瘤間質(zhì)液對胰腺癌細(xì)胞的保護(hù)作用完全消失,細(xì)胞變得對鐵死亡高度敏感。相反,破壞HIF-1并不會產(chǎn)生類似變化。這表明,HIF-2是胰腺癌細(xì)胞抵抗鐵死亡的關(guān)鍵調(diào)控因子。
研究發(fā)現(xiàn),HIF-2主要通過兩個途徑發(fā)揮作用。一種方式是增強(qiáng)抗氧化劑谷胱甘肽合成,此舉能夠有效清除脂質(zhì)過氧化物,從而抑制鐵死亡;另一種方式是抑制線粒體功能,線粒體是細(xì)胞產(chǎn)生能量時也會產(chǎn)生活性氧自由基,可以幫助觸發(fā)鐵死亡。HIF-2通過增強(qiáng)自噬過程,促使細(xì)胞“吞噬”掉部分線粒體,從而降低線粒體數(shù)量和功能,減少活性氧的產(chǎn)生。
這兩道防線相互配合,一方面增強(qiáng)抗氧化能力,另一方面減少氧化壓力來源,共同構(gòu)建起胰腺癌細(xì)胞抵抗鐵死亡的堅固屏障。
這一發(fā)現(xiàn)不僅加深了對胰腺癌難治性的理解,也為開發(fā)新的治療策略指明了方向。既然HIF-2是胰腺癌細(xì)胞抵抗鐵死亡的關(guān)鍵,那么抑制HIF-2的活性,就有望幫助恢復(fù)癌細(xì)胞對鐵死亡的敏感性,從而殺死胰腺癌細(xì)胞。
參考資料:
[1] The HIF-2 Transcription Factor Mediates Resistance to Ferroptosis in Pancreatic Cancer, Molecular Cell (2026). DOI: 10.1016/j.molcel.2026.03.007.
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