PEX5调节过氧化物酶体相关性铁死亡在肝癌细胞辐射敏感性调控中的作用及其机制研究
批准号:
82102818
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
温杰
依托单位:
学科分类:
肿瘤放射治疗
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
温杰
中文摘要
铁死亡是新发现的铁依赖性脂质过氧化物介导的细胞程序性死亡方式,而过氧化物酶体是负责脂质及活性氧代谢的细胞器,申请人初步证实:在肝癌细胞中,PEX5通过调控过氧化物酶体,影响活性氧、脂质活性氧及多不饱和脂肪酸的代谢过程,进而调控辐射后的铁死亡效应。在此基础上,本项目将进一步探索以下内容:① 表型上:体外和体内水平,进一步探究PEX5对肝癌细胞辐射抗性的影响;② 机制上:进一步研究PEX5/过氧化物酶体是否通过铁死亡效应而影响肝癌细胞的辐射抗性;PEX5/过氧化物酶体是否通过多不饱和脂肪酸、活性氧及脂质活性氧的代谢过程而影响辐射后的铁死亡效应;③ 临床上:收集患者样本,研究PEX5表达水平、多不饱和脂肪酸水平与放疗效果、临床预后的相关性;④ 转化应用上:探究沉默PEX5联合铁死亡诱导剂是否利于克服肝癌细胞的辐射抗性。该研究对揭示肝癌细胞辐射敏感性的调控机制,开发新的靶点药物,具有重要意义。
英文摘要
Ferroptosis is a newly discovered way of programmed cell death mediated by iron dependent lipid peroxide, and peroxisome is responsible for the metabolism of lipid and reactive oxygen species (ROS). We has preliminarily confirmed that PEX5 regulates the metabolism of ROS, lipid ROS and polyunsaturated fatty acids (PUFA) in liver cancer cells by regulating peroxisome function, thus regulating radiation induced ferroptosis. On this basis, this project will further explore the following contents: 1. Phenotypically: to further explore the effect of PEX5 on the radioresistance of hepatoma cells in vitro and in vivo; 2. Mechanically : to further study whether PEX5 / peroxisome affects the radiation resistance via the ferroptosis effect; to further study whether PEX5 / peroxisome affects the radiation induced ferroptosis by regulating the metabolic process of PUFA, ROS and lipid ROS; 3. Clinically: to collect patient samples and study the correlation between PEX5 expression level, PUFA level and clinical prognosis; 4. On application: to explore whether silencing PEX5 combined with ferroptosis inducer is beneficial to overcome the radiation resistance of hepatoma cells. This study is of great significance to reveal the regulatory mechanism of radiosensitivity of hepatoma cells and develop new targeted drugs to sensitize hepatoma cells to radiation therapy.
项目的背景:肝癌是全球第六大常见恶性肿瘤,肝癌相关病死率高居第二,其中90%以上为肝细胞癌(Hepatocellular Carcinoma,HCC),尤以我国最为严重。放疗作为一种无创的行之有效的治疗方法,其在HCC中的临床应用却受到限制。究其原因:一是肝组织较肝癌组织对射线更为敏感,较高剂量的放射容易造成放射性肝病,这使得HCC瘤区的剂量受到很大限制(30-40Gy),瘤区对射线的应答率小于30%;二是HCC细胞固有的辐射抗性使得放疗效果大打折扣。如何既能有效地杀伤HCC细胞,同时保护正常肝细胞,就成了亟待解决的难题。这就迫切需要我们对HCC细胞辐射敏感性的分子生物学调控机制进行深入研究。.项目的主要研究内容:明确PEX5在HCC辐射敏感性中的调控作用;明确PEX5是否通过调控Ferroptosis影响HCC的辐射敏感性;深入研究PEX5调控辐射后铁死亡的分子机制;探究课题的临床转化意义。.重要结果:敲除PEX5,可以介导Peroxisome生成障碍,这使得辐射诱导的ROS失去了有效的代谢场所,Peroxisome功能障碍可以通过相互作用从而诱导线粒体功能异常,使得Lipid ROS代谢受阻,参与PEX5介导的过氧化物酶体相关性铁死亡的PUFAs是溶血磷脂酰乙醇胺:LPE 22:4,溶血磷脂酰甘油:LPG 18:2。.关键数据:LPE 22:4、LPG 18:2这2种PUFAs在PEX5敲除后显著上升,提示这些PUFA的氧化及代谢参与了PEX5调控Ferroptosis的过程。PEX5影响过氧化物酶体(Peroxisome)和线粒体(Mitochondrion)间的cross talk,维持二者正常功能。沉默PEX5或可破坏Peroxisome及Mitochondrion的功能,从而介导PUFA累积及其过氧化,并协同放疗诱使HCC发生Ferroptosis。.科学意义:靶向PEX5开发新的靶点药物及辐射增敏药物,攻克HCC的辐射抗性,PEX5或是HCC辐射疗效预测因子,以此筛选对辐射敏感的患者人群进行放疗,实现HCC患者的个体化和精准化治疗,延长患者生存时间,攻克我国在HCC治疗领域的瓶颈。
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