EB病毒编码潜伏膜蛋白LMP2A通过ITGα6β4/ACSL4路径抵抗鼻咽癌细胞铁死亡

Ferroptosis is a new type of programmed cell death, which is associated with tumor evolution and drug resistance. At present, little is known about the ferroptosis resistance and its regulatory mechanism in nasopharyngeal carcinoma (NPC). It has been reported that ITGα6β4 signaling pathway promotes the ferroptosis resistance by suppressing ACSL4, an enzyme involved in fatty acid metabolism. Our group also demonstrated that Epstein-Barr virus encoded latent membrane protein 2 (LMP2A) accelerates migration of NPC by activating the ITGα6β4 signaling pathway. In previous work, we found that the expression of ACSL4 in LMP2A positive NPC cell lines was down-regulated. Thus, we hypothesized that LMP2A promotes ferroptosis resistance through ITGα6β4/ACSL4 axis in NPC. Here, we aim to investigate the abnormal expression of ACSL4 gene in NPC and its association with clinical features of NPC patients. We also try to confirm whether LMP2A suppresses ACSL4 by ITGα6β4 pathway. Furthermore, the effects of LMP2A on ferroptosis resistance of NPC were further explored. Our results will clarify the pathogenesis of LMP2A from the angle of ferroptosis resistance, shed light in understanding the alteration of iron metabolism in NPC, and provide new targets and evidence for the treatment of NPC.

铁死亡是一种新的程序性细胞坏死形式，抵抗铁死亡与肿瘤演进及耐药相关。目前鼻咽癌的铁死亡抵抗研究及其调控机制尚未有报道。研究发现，ITGα6β4信号通路可以通过抑制脂肪酸代谢酶ACSL4表达促使细胞发生铁死亡抵抗。本课题组也报道了EB病毒编码潜伏膜蛋白LMP2A可激活鼻咽癌的ITGα6β4信号通路。前期工作中，我们发现LMP2A阳性的鼻咽癌细胞中ACSL4表达下调。因此，我们提出科学假设LMP2A通过ITGα6β4信号通路抑制ACSL4，从而诱导鼻咽癌发生铁死亡抵抗。本研究拟探究ACSL4基因在鼻咽癌中的异常表达，分析及其临床特征之间的关联；证实LMP2A是否利用ITGα6β4通路调控ACSL4基因的表达水平；并进一步探究LMP2A对鼻咽癌铁死亡抵抗的影响。本研究结果将从铁死亡角度阐明LMP2A的致病机制，有助于进一步了解鼻咽癌的铁代谢改变，且为鼻咽癌治疗提供了新的靶点和基础数据。

铁死亡是一种铁依赖性的细胞程序性死亡方式，是在二价铁或酯氧合酶的作用下，催化细胞膜上高表达的不饱和脂肪酸，发生脂质过氧化，从而诱导细胞死亡。本项目旨在探究EB病毒编码潜伏膜蛋白LMP2A促进鼻咽癌铁死亡抵抗的机制，寻找鼻咽癌治疗的新靶点和药物。本项目的主要发现有三方面：（1）明确了EB病毒潜伏感染抑制鼻咽癌细胞发生铁死亡。我们发现铁死亡负调控因子GPX4、SLC7A11和FTH1在鼻咽癌中显著表达上调，而正调控因子ACSL4则表达下调。在铁死亡诱导剂RSL3的作用下，LMP2A阳性的鼻咽癌细胞对的细胞存活率高于LMP2A阴性的细胞。进一步探讨LMP2A对铁死亡通路关键因子表达的调控，发现LMP2A可下调ACSL4，上调SLC7A11、FTH1和TFRC的表达。电镜结果也证实RSL3导致鼻咽癌细胞发生线粒体的缩小和膜密度增加等铁死亡特征性改变。不仅如此，RSL3可增强鼻咽癌对放疗和化疗的敏感性。（2）证实铁转运蛋白TFRC是鼻咽癌潜在的癌基因。我们发现TFRC在鼻咽癌中显著高表达，是潜在的诊断分子标志物。敲除TFRC可有效抑制鼻咽癌细胞的增殖、侵袭和迁移能力，提示其在鼻咽癌发展过程中扮演促癌基因的角色。（3）发现新的抗鼻咽癌天然产物。我们尝试从广西北海红树林中寻找潜在的可以诱导鼻咽癌细胞铁死亡药物，以开发海洋天然产物抗肿瘤的潜力。我们发现红树林土壤共生细菌所产化合物 T7（属于bafilomycin类化合物的衍生物）可有效抑制鼻咽癌细胞的增殖、细胞周期、转移和自噬，促进凋亡的发生，其细胞毒活性显著高于顺铂（DDP）和五氟尿嘧啶（5-FU），是潜在的治疗鼻咽癌的有效化合物。经过四年的研究周期，本项目已经按计划完成了研究目标，共发表国内核心刊物论文2篇，已录用1篇，申请发明专利2项，培养博士生3名，硕士生7名。