“首次证明”! 中山大学发文：新型铁死亡调节因子 可抑制肝癌铁死亡

11月28日，中山大学研究团队在权威期刊《Cell Death Discovery》上发表了题为“METTL9-SLC7A11 axis promotes hepatocellular carcinoma progression through ferroptosis inhibition”的研究论文，本文中，研究人员研究了METTL9在HCC中的功能和分子机制。研究人员发现METTL9在HCC中的表达升高，其高表达与较差的生存结果相关。在体外和体内，敲低METTL9均能显著抑制HCC细胞的活力、迁移和侵袭。相比之下，METTL9过表达的HCC细胞具有更强的细胞增殖和迁移能力。在机制上，研究人员发现METTL9敲低导致铁死亡的关键抑制因子SLC7A11的表达水平降低，进而促进HCC细胞的铁死亡，阻碍HCC的进展。此外，研究人员已经证明靶向METTL9可以显著抑制HCC患者来源的异种移植物(PDX)的生长。本研究确定了METTL9在促进HCC发展中的关键作用，并为进一步研究和针对HCC中铁死亡的潜在治疗干预提供了基础。

https://www.nature.com/articles/s41420-023-01723-4#Abs1

研究背景

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肝细胞癌(HCC)被列为全球第六大最常诊断的癌症，也是癌症相关死亡的第三大常见原因。早期HCC可以通过切除、肝移植或消融术治愈，然而，大多数患者存在不可切除的疾病，导致相对5年生存率约为18%。近年来，虽然肝癌的治疗取得了显著进展，如局部区域治疗、靶向药物治疗、免疫治疗等，但生存率仍不理想。因此，研究HCC发生发展的机制，探索HCC治疗的有效靶点具有重要意义。

甲基转移酶样蛋白(METTL)是一个以存在s -腺苷蛋氨酸结合结构域为特征的大蛋白家族的一部分。METTL9是METTL家族的一员，是一种新型的n1 -组氨酸甲基转移酶。有报道称METTL9可以催化促炎蛋白S100A9中n1 -甲基组氨酸的形成，前期的研究表明S100A9促进了HCC的生长和转移能力。此外，METTL9通过调节锌转运蛋白诱导前列腺癌内质网应激对肿瘤生长至关重要。敲低METTL9可显著抑制人硬结胃癌的迁移和侵袭，降低线粒体复合体I活性。虽然METTL9已被认为是几种癌症的致癌基因，但其在HCC中的生物学功能尚不清楚，其潜在的分子机制也有限，仍有待阐明。

铁死亡是一种新发现的受调控的细胞死亡形式，其特征是铁依赖的脂质过氧化积累，不同于细胞凋亡、不调节的坏死和坏死性坏死。越来越多的证据支持铁死亡已成为抗癌治疗的潜在治疗靶点。溶质载体家族7成员11 (SLC7A11)是Xc-系统的轻链亚基，在Xc-系统中介导胱氨酸/谷氨酸反转运蛋白活性，具有为谷胱甘肽生物合成和抗氧化防御输入胱氨酸的功能，对铁死亡起负调控作用。此外，越来越多的研究证实SLC7A11抑制肿瘤细胞的铁死亡。然而，SLC7A11和铁死亡是否会影响HCC的预后尚不清楚。因此，探究SLC7A11的调控机制已成为研究的重点。

研究进展

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为了阐明mettl9介导的HCC进展的潜在分子机制，研究人员对shNC和shM9#1 HepG2细胞进行蛋白质组学测序，鉴定差异表达基因(DEGs) (|log2FC| >1, p < 0.05)。研究人员对测序结果中的590个DEGs进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析，揭示了前20个信号通路(图1A)。SLC39A和SLC30A家族基因被报道为METTL9调控的主要底物，因此我们对这两个家族基因进行了KEGG通路富集分析(图1B)。由于两组富集分析结果均出现铁死亡信号通路，研究人员推测铁死亡可能在HCC中METTL9调控中发挥关键作用。为了验证假设，研究人员在体外用流式细胞术测量了与铁死亡密切相关的脂质过氧化和脂质ROS水平。结果表明，METTL9敲除HepG2和PLC-8024细胞后，脂质过氧化的平均荧光强度(MFI)和相对脂质ROS水平显著升高。此外，在加入铁死亡诱导剂后，这些效果更加明显(图1C, D)。相反，与载体组相比，Huh7细胞中METTL9的过表达抑制了脂质过氧化的MFI和相对脂质ROS水平(图2)。此外，研究人员已经证明METTL9的沉默显著增加了诱导剂诱导的生长抑制(图1G，)和细胞死亡(图1G，)。而METTL9的过表达降低了诱导剂诱导的Huh7细胞的生长抑制和细胞死亡(图1H, J)。数据初步提示METTL9参与了肝癌中铁凋亡的调控。

图1：METTL9通过调节铁死亡影响肝癌进展

接下来，为了研究METTL9是否通过介导铁死亡诱导HCC进展，研究人员在体外用铁死亡抑制剂铁抑素-1 (ferr -1)处理METTL9敲低的细胞，用埃拉斯汀处理METTL9过表达的细胞。CCK-8增殖和transwell实验表明，fe -1可以恢复METTL9敲低对HepG2和PLC-8024细胞活力、迁移和侵袭能力的抑制作用(图1K, L)。相反，埃拉斯汀可以抑制METTL9过表达诱导的Huh7细胞的增殖、迁移和侵袭(图1m, N)。接下来，研究人员在体内实验中进一步检测了铁死亡抑制剂利普斯他汀-1 (Lip-1)对肿瘤生长的影响。结果显示，Lip-1部分恢复了METTL9敲低组的肿瘤大小和重量(图10,P)。结果发现，METTL9敲低组的4HNE水平显著升高。在METTL9敲低组中，Lip-1部分恢复了4HNE水平(图1Q)。总之，这些发现表明METTL9介导铁死亡调节HCC进展。

研究结论

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总之，本研究揭示了METTL9在促进HCC生长和转移中的重要作用。此外，提供了METTL9通过调节铁死亡介导HCC进展的新机制。METTL9促进铁死亡的发现提供了一个原理证明，其潜在的致癌功能突出了其作为癌症治疗靶点的重要性。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41420-023-01723-4#Abs1

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。