胰腺癌因其發展迅速和治療難度極大被稱為"癌癥之王"。據相關研究數據統計,胰腺癌患者的5年生存率不足10%。其中,許多胰腺癌患者攜帶KRAS基因突變。通常情況下,由致癌基因KRAS突變驅動的腫瘤易受鐵死亡的影響,但在胰腺癌中情況卻有所不同。
鐵死亡是一種依賴鐵離子的細胞死亡方式。當細胞內積累過量的鐵離子時,會催化產生大量的活性氧自由基攻擊細胞膜上的脂質,引發脂質過氧化反應,最終導致細胞死亡。但令人困惑的是,胰腺腫瘤即使存在KRAS突變,對鐵死亡治療策略仍然表現出強大的抵抗性。
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圖片來源:123RF
最近,《分子細胞》的一篇論文揭開了其中的機制。研究發現,胰腺導管腺癌(PDAC)可以通過協同調控不同的機制應對鐵死亡。其中,缺氧誘導因子HIF-2在這一保護效應中不可缺失,因此也有望成為新的胰腺癌治療靶標。
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研究分析顯示,胰腺腫瘤有著極度缺氧的特征。這聽起來可能有些反直覺,因為腫瘤本身需要大量營養和氧氣來支持其快速生長。而事實上,這種缺氧并非反常,恰好反映的是一種瘋狂生長的結果。正是由于胰腺癌生長過于迅速,而腫瘤內部的血管形成跟不上生長速度,加上胰腺腫瘤周圍有一層厚厚的纖維化基質,導致腫瘤內部形成了一個嚴重的低氧環境。
這種缺氧環境迫使癌細胞必須做出適應性改變才能生存下去。而幫助癌細胞適應缺氧環境的核心分子就是缺氧誘導因子。另外,研究發現胰腺癌細胞周圍不僅缺氧,還存在許多腫瘤間質液。這種液體是從腫瘤周圍的血管滲漏出來的,含有多種代謝產物和信號分子。
當研究人員將胰腺癌細胞同時暴露于缺氧環境和腫瘤間質液中時,細胞對鐵死亡誘導劑產生了極強的抵抗力。單獨提供一種條件都無法產生如此顯著的保護效果,只有兩者聯合時癌細胞的存活率才會大幅提高。
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▲研究示意圖(圖片來源:參考資料[1])
那么,這種保護作用是如何實現的呢?研究人員通過篩選分析實驗發現,關鍵的缺氧誘導因子是HIF-2,而不是家族另一個成員HIF-1。
當研究人員抑制HIF-2表達后,缺氧條件和腫瘤間質液對胰腺癌細胞的保護作用完全消失,細胞變得對鐵死亡高度敏感。相反,破壞HIF-1并不會產生類似變化。這表明,HIF-2是胰腺癌細胞抵抗鐵死亡的關鍵調控因子。
研究發現,HIF-2主要通過兩個途徑發揮作用。一種方式是增強抗氧化劑谷胱甘肽合成,此舉能夠有效清除脂質過氧化物,從而抑制鐵死亡;另一種方式是抑制線粒體功能,線粒體是細胞產生能量時也會產生活性氧自由基,可以幫助觸發鐵死亡。HIF-2通過增強自噬過程,促使細胞“吞噬”掉部分線粒體,從而降低線粒體數量和功能,減少活性氧的產生。
這兩道防線相互配合,一方面增強抗氧化能力,另一方面減少氧化壓力來源,共同構建起胰腺癌細胞抵抗鐵死亡的堅固屏障。
這一發現不僅加深了對胰腺癌難治性的理解,也為開發新的治療策略指明了方向。既然HIF-2是胰腺癌細胞抵抗鐵死亡的關鍵,那么抑制HIF-2的活性,就有望幫助恢復癌細胞對鐵死亡的敏感性,從而殺死胰腺癌細胞。
參考資料:
[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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