胰腺導管腺癌（PDAC）以對傳統治療的耐藥性而聞名，復發率高，5年生存率低。最近，一些報告顯示，PDAC更容易受到鐵死亡誘導劑的影響。鐵死亡是一種新型的鐵依賴性程序性細胞死亡，其特征是膜脂質過氧化產物的積累和質膜多不飽和脂肪酸的消耗，區別于細胞凋亡、細胞壞死、細胞自噬。癌細胞具有高表達的FSP1、SLC7A11 和GPX4 來抵抗鐵死亡。作為腫瘤組織中zui豐富的基質細胞，癌癥相關成纖維細胞（CAFs）在鐵死亡過程中的作用仍未被發現。

胰腺星狀細胞（PSCs）是胰腺癌CAFs的主要來源，與PDAC的發生和發展密切相關。在小鼠PDAC的原位異種移植模型中，共植入癌細胞和CAFs導致治療耐藥性和氧化還原狀態增加。此外，PSCs可以通過直接和間接的方式與癌細胞相互作用，以支持腫瘤非必需氨基酸和脂質生物合成代謝，從而進一步促進癌細胞存活和細胞死亡抵抗。由于氧化還原狀態和脂質生物合成在癌細胞鐵死亡中的關鍵作用，因此可推測PSCs可能在旁分泌途徑中發揮作用，以促進胰腺癌細胞鐵死亡抵抗。

為了驗證這一假設，江蘇大學附屬醫院影像科、醫學檢驗科以及江蘇大學醫學院的研究團隊使用共培養模型，并揭示了活化的 PSCs 促進胰腺癌細胞鐵死亡抵抗的機制。活化的 PSCs 分泌 HGF，導致胰腺癌細胞中肝細胞生長因子受體（c-MET）表達增加并增強抗氧化能力。因此，有可能將抗纖維化藥物與鐵死亡誘導劑聯合使用，作為一種新的潛在臨床治療策略，以促進難治性的胰腺癌鐵死亡。

活化的 PSCs 促進胰腺癌細胞鐵死亡抵抗作用

為了研究 PSCs 在胰腺癌細胞鐵死亡敏感性中的作用，將分離的原代 PSCs 與 Panc02 細胞共培養（圖1）。與對照PSCs相比，共培養的PSCs（Co-PSCs）顯示出多邊形和扁平的形態，并且代表脂滴的紅色細胞群數量減少。研究表明，α-SMA表達上升被認為是PSCs活化的顯著特征。蛋白質印跡、qRT-PCR 和免疫熒光顯示，α-SMA 在 Co-PSCs 中的表達水平顯著上調。這些結果表明，分離的原代 PSCs在胰腺癌細胞存在下被激活。

接下來，評估了有或沒有活化的PSCs的胰腺癌細胞的鐵死亡敏感性。Panc02與或不與活化的PSCs共培養，然后用Erastin（鐵死亡誘導劑）或 RSL3（GPX4 的抑制劑）處理。與對照組相比，Erastin和RSL3可顯著誘導細胞死亡，可通過鐵死亡挽救劑 Fer-1 挽救細胞死亡，提示Panc02細胞發生了鐵死亡。此外，在活化的 PSCs 存在下，Erastin 或 RSL3 誘導的細胞死亡被逆轉。

在活化的PSCs存在下，Panc02中GPX4的mRNA和蛋白質水平表達顯著增加，SLC7A11僅在mRNA水平升高，而FTH1和NCOA4（鐵代謝指標）的mRNA水平沒有顯著改變。此外，還評估了鐵2+ 水平，結果顯示Erastin和RSL3升高了Panc02細胞鐵2+ 水平。相比之下，活化的 PSCs 對鐵2+ 沒有顯著影響。SLC7A11作為Xc-系統的主要亞基，能夠將胱氨酸轉運進胞內，合成GSH，穩定GPX4的表達與活性，抑制細胞脂質過氧化。因此實驗研究了活化的PSCs是否影響Panc02細胞中的GSH濃度。在Erastin和RSL3處理后，Panc02細胞中的GSH水平受到抑制，MDA水平（脂質過氧化的終產物）升高，通過與活化的PSCs共培養來抵消。同時，與活化的PSCs共培養可有效抑制鐵死亡誘導劑誘導的脂質ROS積累。以上的結果都表明，活化的PSCs介導了胰腺癌細胞的鐵死亡抵抗。 

圖1   建立Panc02細胞共培養系統的模型。

活化的 PSCs 分泌的 HGF 介導胰腺癌細胞中的鐵死亡抵抗

活化的 PSCs 根據分泌的各種細胞因子調節胰腺癌細胞生物學。接下來，實驗評估了這些細胞因子在Co-PSCs中mRNA水平的表達。CCL7、HGF、CCL2、SDF-1α、IGF-1 和 CCL5 在 Co-PSCs 中上調，其中 HGF 上調zui顯著。ELISA 測定進一步證實，共培養的 PSCs 分泌的 HGF 顯著增加。

為了進一步驗證活化的PSC衍生的HGF在Panc02鐵死亡中的作用，用HGF（5 ng/ml）培養Panc02細胞，然后用不同濃度的鐵死亡誘導劑處理。與正常對照組相比，用HGF處理的Panc02癌細胞在鐵死亡誘導劑存在下增強了細胞活力（圖2 c）。然后，用以下條件處理Panc02：（1）DMSO，（2）HGF（5 ng/ml），（3）Erastin（2 μM）或RSL3（0.1 μM）和（4）HGF（5 ng/ml）+ Erastin （2 μM）/ RSL3（0.1 μM）。與DMSO組相比，HGF處理增加了SLC7A11和GPX4 的mRNA的表達水平以及GPX4的蛋白質水平表達（圖2 d、e）。HGF逆轉了由Erastin或RSL3誘導的GSH降低和MDA積累（圖2 f、g）。此外，與Erastin/RSL組相比，HGF+Erastin/RSL3組在Panc02細胞中抑制脂質ROS水平（圖2 h）。這些數據表明，活化的PSCs分泌的HGF促進了胰腺癌細胞的鐵死亡抵抗。

圖2   活化的 PSCs 分泌的 HGF 介導胰腺癌細胞中的鐵死亡抵抗。

在存在活化的 PSCs 的情況下抑制 c-MET 致敏胰腺癌細胞對鐵死亡的抑制

c-間充質-上皮轉化（c-MET）是一種HGF受體，已被證明在各種癌癥的治療耐藥性中起著決定性的作用。為了進一步確認HGF/c-MET軸在Panc02鐵死亡抗性中的作用，實驗在共培養系統中添加了c-MET抑制劑c-MET-IN-1。c-MET-IN-1顯著增強了胰腺癌細胞對鐵死亡的敏感性，降低了細胞存活率。c-MET-IN-1聯合鐵死亡誘導劑（Erastin和RSL3）降低了GPX4 蛋白表達水平。c-MET-IN-1還顯著促進了鐵死亡誘導劑誘導的GSH降低以及MDA和脂質ROS的積累。

除了在藥理學水平上抑制c-MET外，實驗還選擇兩種穩定的c-MET敲低胰腺癌細胞克隆（c-MET shRNA2和shRNA3），且具有更高的沉默效率（圖3 g）。Erastin 和 RSL3 在共培養條件下或在存在 HGF下誘導更多c-MET敲低的胰腺癌細胞死亡（圖3 h）。敲低c-MET在Panc02細胞的mRNA和蛋白質水平上下調了GPX7，而不是SLC7A11（圖3 i-j）。此外，在鐵死亡誘導劑存在下，c-MET的敲低降低了活化的PSCs共培養和HGF處理的胰腺癌細胞中的GSH含量并增加了脂質過氧化終產物MDA的生成和脂質ROS的產生（圖3 k）。

圖3   抑制c-MET使胰腺癌細胞在活化的PSCs存在下對鐵死亡敏感。

活化的 PSCs 促進體內胰腺癌的鐵死亡抵抗力

為了進一步證實體外觀察結果，實驗接下來研究了活化的PSCs和HGF是否在促進體內胰腺癌的鐵死亡抵抗中起作用。然后在C57BL/6小鼠皮下注射有或沒有活化的PSCs的Panc02。將C57BL/6小鼠隨機分為以下幾組：（1）DMSO（對照組），（2）PSCs，（3）HGF，（4）PE，（5）PSCs+PE和（6）HGF+PE，并每兩天用相應的藥物治療一次。哌-嗪埃拉斯汀（PE）有效抑制C57BL/6小鼠皮下腫瘤的生長。與對照組相比，PE組體重較低，GSH水平降低，MDA水平升高。與對照組相比，PSC+PE和HGF+PE組的腫瘤體積以及GSH和MDA水平均無顯著變化。與PE組相比，PSC+PE和HGF+PE組表現出GSH水平升高和MDA水平降低。同時，PSC組和HGF組也顯示出相對于對照組更高的GPX4表達水平。與體外結果一致，PSCs與HGF在體內也參與了胰腺癌的鐵死亡抵抗。

免疫組織化學還進一步證明了c-MET在PSC和HGF組腫瘤組織中的高表達。GEPIA數據庫顯示，c-MET在人類胰腺癌中的表達水平高于正常胰腺組織。此外，c-MET表達水平與總生存率呈負相關。GEPIA和TCGA數據庫分析顯示，，c-MET 與 NRF2、SLC7A11等抗鐵死亡指標呈顯著正相關關系，表明c-MET參與了鐵死亡抵抗的進程。

圖4   活化的 PSCs 旁分泌 HGF 介導胰腺癌細胞鐵死亡抵抗的機制示意圖。

活化的PSCs可以分泌HGF，增強胰腺癌細胞的抗氧化能力，從而抵抗鐵死亡。在這方面，HGF/c-MET軸在胰腺癌細胞防御鐵死亡方面起著至關重要的作用。

綜上所述，該研究表明胰腺癌細胞可以激活胰腺星狀細胞，促進其HGF的分泌，增強胰腺癌細胞的抗氧化能力，介導胰腺癌的鐵死亡抵抗力。它意味著一種潛在的治療胰腺癌的選擇，著眼于胰腺癌纖維化的微環境。然而，這一假設需要通過進一步的研究來證實，以更好地治療胰腺癌。

參考文獻：Wu Q, Song L, Guo Y, Liu S, Wang W, Liu H, Gong A, Liao X, Zhu H, Wang D. Activated Stellate Cell Paracrine HGF Exacerbated Pancreatic Cancer Cell Ferroptosis Resistance. Oxid Med Cell Longev. 2022 Jun 1;2022:2985249. doi: 10.1155/2022/2985249. PMID: 35693705; PMCID: PMC9177329.

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