胰腺癌因其发展迅速和治疗难度极大被称为"癌症之王"。据相关研究数据统计,胰腺癌患者的5年生存率不足10%。其中,许多胰腺癌患者携带KRAS基因突变。通常情况下,由致癌基因KRAS突变驱动的肿瘤易受铁死亡的影响,但在胰腺癌中情况却有所不同。
铁死亡是一种依赖铁离子的细胞死亡方式。当细胞内积累过量的铁离子时,会催化产生大量的活性氧自由基攻击细胞膜上的脂质,引发脂质过氧化反应,最终导致细胞死亡。但令人困惑的是,胰腺肿瘤即使存在KRAS突变,对铁死亡治疗策略仍然表现出强大的抵抗性。
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图片来源:123RF
最近,《分子细胞》的一篇论文揭开了其中的机制。研究发现,胰腺导管腺癌(PDAC)可以通过协同调控不同的机制应对铁死亡。其中,缺氧诱导因子HIF-2在这一保护效应中不可缺失,因此也有望成为新的胰腺癌治疗靶标。
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研究分析显示,胰腺肿瘤有着极度缺氧的特征。这听起来可能有些反直觉,因为肿瘤本身需要大量营养和氧气来支持其快速生长。而事实上,这种缺氧并非反常,恰好反映的是一种疯狂生长的结果。正是由于胰腺癌生长过于迅速,而肿瘤内部的血管形成跟不上生长速度,加上胰腺肿瘤周围有一层厚厚的纤维化基质,导致肿瘤内部形成了一个严重的低氧环境。
这种缺氧环境迫使癌细胞必须做出适应性改变才能生存下去。而帮助癌细胞适应缺氧环境的核心分子就是缺氧诱导因子。另外,研究发现胰腺癌细胞周围不仅缺氧,还存在许多肿瘤间质液。这种液体是从肿瘤周围的血管渗漏出来的,含有多种代谢产物和信号分子。
当研究人员将胰腺癌细胞同时暴露于缺氧环境和肿瘤间质液中时,细胞对铁死亡诱导剂产生了极强的抵抗力。单独提供一种条件都无法产生如此显著的保护效果,只有两者联合时癌细胞的存活率才会大幅提高。
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▲研究示意图(图片来源:参考资料[1])
那么,这种保护作用是如何实现的呢?研究人员通过筛选分析实验发现,关键的缺氧诱导因子是HIF-2,而不是家族另一个成员HIF-1。
当研究人员抑制HIF-2表达后,缺氧条件和肿瘤间质液对胰腺癌细胞的保护作用完全消失,细胞变得对铁死亡高度敏感。相反,破坏HIF-1并不会产生类似变化。这表明,HIF-2是胰腺癌细胞抵抗铁死亡的关键调控因子。
研究发现,HIF-2主要通过两个途径发挥作用。一种方式是增强抗氧化剂谷胱甘肽合成,此举能够有效清除脂质过氧化物,从而抑制铁死亡;另一种方式是抑制线粒体功能,线粒体是细胞产生能量时也会产生活性氧自由基,可以帮助触发铁死亡。HIF-2通过增强自噬过程,促使细胞“吞噬”掉部分线粒体,从而降低线粒体数量和功能,减少活性氧的产生。
这两道防线相互配合,一方面增强抗氧化能力,另一方面减少氧化压力来源,共同构建起胰腺癌细胞抵抗铁死亡的坚固屏障。
这一发现不仅加深了对胰腺癌难治性的理解,也为开发新的治疗策略指明了方向。既然HIF-2是胰腺癌细胞抵抗铁死亡的关键,那么抑制HIF-2的活性,就有望帮助恢复癌细胞对铁死亡的敏感性,从而杀死胰腺癌细胞。
参考资料:
[1] The HIF-2 Transcription Factor Mediates Resistance to Ferroptosis in Pancreatic Cancer, Molecular Cell (2026). DOI: 10.1016/j.molcel.2026.03.007.
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