HMOX1调控铁死亡抑制胶质瘤生长的机制研究

背景和目的:胶质瘤是中枢神经系统最常见恶性肿瘤,预后极差。目前的治疗方式是以最大程度的手术切除辅以放疗及化疗,但仍存在难以根治、快速增殖、化疗易耐受等不足。因此,明确胶质瘤的发病机制,寻找新的治疗手段,改善患者预后,成为亟待解决的重要课题。铁死亡作为近些年新发现的程序性细胞死亡方式,以其铁依赖性、脂质过氧化物堆积的特点区别于凋亡、自噬、坏死等死亡方式。然而,胶质瘤中铁死亡的具体机制仍Dorsomorphin研究购买有待进一步阐明。血红素加氧酶1(Hemoxygenase 1,HMOX1)是血红素分解代谢的一种必需酶,目前关于HMOX1在胶质瘤发生铁死亡中尚未有相关研究报道。本研究从铁死亡的新视角出发,通过深入探究HMOX1在胶质瘤发生发展中的作用,并明确其调控铁死亡的机制,为探索基于代谢组学的胶质瘤治疗策略提供实验和理论依据。方法:利用数据集GEO数据集筛选出差异基因HMOX1,并通过TCGA、GEO数据集明确HMOX1在胶质瘤组织中的表达情况,评估HMOX1作为胶质瘤辅助诊断及预后评估的价值。利用免疫组化技术,确认HMOX1在胶质瘤组织上表达水平。通过Western Blot、RT-qPCR检测HMOX1在经典胶质瘤细胞株的表达情况。下调经典胶质瘤细胞株U87、U251上HMOX1的表达,利用CCK8增殖曲线和Edu实验评估下调HMOX1对胶质瘤增殖的影响,利用ROS实验、MDA实验检测下调HMOX1对胶质瘤铁死亡指标物的影响。通过构建裸鼠颅内原位瘤模型,检测HMOX1对胶质瘤成瘤能力的影响。利用Western Blot、RT-qPCR、测序、免疫共沉淀技术验证HMOX1与AKR1B1(醛糖还原酶)的关系。下调经典胶质瘤细胞株U87、U251上AKR1B1的表达,利用ROS实验和MDA实验检测下调AKR1B1对胶质瘤铁死亡指标物的影响。结果:生信分析提示HMOX1在胶质瘤组织中高表达;HMOX1的表达量与胶质瘤不良预后密切相关;Western Blot提示HMOX1在胶质瘤细胞上高表达;免疫组化实验提示HMOX1在胶质瘤细胞上高表达;体外实验提示下调HMOX1之后胶质瘤细胞株U87、U251细胞增殖能力减弱。在裸鼠体内实验中,下调HMOX1后,颅内胶质瘤的生长明显减慢,生存时间延长。通过测序及生信分析选HMOX1可能相关的蛋白AKR1B1,免疫共沉淀提示AKR1B1与HMOX1有相互作用;下调AKR1B1后,U87、U251细胞株中的铁死亡标志物MDA、ROCanagliflozinS水平升高,提示铁死亡水平增加。结论:HMOX1在胶质瘤细胞上高表达并与胶质瘤患者预后密切相关;HMOphysical medicineX1与AKR1B1的相互作用可能参与调控胶质瘤铁死亡的水平,进而抑制胶质瘤的生长;HMOX1可以作为胶质瘤治疗的靶点。