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胶质瘤中CIRP通过抑制铁死亡促进肿瘤进展的机制研究。CIRP高表达与患者不良预后相关，其通过增强UBR5与ACSL4相互作用，促进ACSL4泛素化降解，抑制铁死亡并增强胶质瘤细胞增殖、迁移和侵袭能力。
庞志音|祖行旺|杨颖|严萍萍|王慧聪|刘俊杰|郝金民
中国邢台市中心医院神经外科
摘要
胶质瘤是最具侵袭性的原发性脑肿瘤类型，其治疗策略有限且生存率较低。越来越多的研究表明，铁死亡（ferroptosis）在胶质瘤的发展过程中起着关键作用。尽管冷诱导RNA结合蛋白（CIRP）这种RNA伴侣蛋白在多种恶性肿瘤中表达上调，但在胶质瘤中的研究尚不充分。本研究发现，CIRP在胶质瘤患者中显著上调，其高表达与较差的预后相关。通过功能实验，我们证实CIRP增强了胶质瘤细胞的增殖、迁移和侵袭能力。值得注意的是，CIRP提高了胶质母细胞瘤（GBM）细胞对铁死亡的抵抗力，表现为细胞内铁含量降低、脂质过氧化减少以及抗氧化能力增强。机制研究表明，CIRP促进了E3泛素连接酶UBR5与酰基辅酶A合成酶长链家族成员4（ACSL4）之间的相互作用，导致ACSL4的泛素化及随后的蛋白酶体降解。总之，我们的研究结果表明，CIRP通过促进UBR5介导的ACSL4降解来抑制铁死亡，从而推动胶质瘤的进展。
引言
胶质瘤是神经系统中最常见的肿瘤之一，具有极高的复发率和死亡率。目前，胶质瘤的主要治疗方法包括手术干预、放射治疗和化学治疗[1]。然而，由于胶质瘤的高度异质性、浸润性生长特性以及对传统治疗的耐药性[2]，约70%的胶质瘤患者在诊断后一年内病情进展，五年生存率低至5%[4]。尽管已经提出了多种与胶质瘤相关的生物标志物，但很少有标志物能够有效预测不良预后[5]。因此，发现新的生物标志物对于提高胶质瘤的治疗效果至关重要。
铁死亡是一种由氧化和抗氧化过程失调引起的新型调控性细胞死亡[6]。其特征是脂质过氧化物的积累，尤其是由于铁过载和细胞内活性氧（ROS）的产生导致的脂质严重过氧化[7]。最新研究日益表明，铁死亡在胶质瘤的肿瘤发生和恶性进展中起着关键调节作用[8]。例如，郑等人发现APOC1通过调控KEAP1/Nrf2通路抑制铁死亡，从而促进胶质母细胞瘤的发展[9]。另一项研究显示，铁死亡诱导剂RSL3通过激活NF-κB通路和降低GPX4水平来增强胶质母细胞瘤细胞中的铁死亡，从而发挥抗肿瘤作用[10]。除了在肿瘤进展中的作用外，铁死亡还与胶质瘤对替莫唑胺（TMZ）的耐药性密切相关[11]。Lan等人证明IRP1通过抑制铁死亡细胞死亡来促进胶质母细胞瘤对TMZ的耐药性[12]。这些发现表明，调控铁死亡可能成为治疗胶质瘤的新途径。
冷诱导RNA结合蛋白（CIRP）是哺乳动物中高度保守的核蛋白，广泛参与多种生物过程，包括细胞增殖、衰老、应激反应和RNA代谢调节[13, 14]。研究表明，CIRP在多种癌症类型中表达上调，并与不良临床结局密切相关[15]。例如，一项肺癌研究发现，CIRP通过直接结合CTNNB1 mRNA的3'-和5'-UTR区域，增强其稳定性和翻译效率，进而激活Wnt/β-连环蛋白通路并促进肿瘤进展[16]。另一项研究指出，CIRP在肝细胞癌中的表达增加。进一步的机制研究表明，CIRP敲低可抑制肝细胞癌的进展，通过减轻氧化应激实现[17]。然而，CIRP是否通过抑制铁死亡在胶质瘤中发挥致癌作用尚不清楚。
在本研究中，我们发现CIRP在胶质瘤中表达上调。进一步的功能实验表明，CIRP抑制了胶质瘤细胞的恶性生物学行为。机制研究显示，CIRP促进了泛素蛋白连接酶E3成分N-识别素5（UBR5）与酰基辅酶A合成酶长链家族成员4（ACSL4）之间的相互作用，增强了ACSL4的泛素化和降解，最终抑制了铁死亡。这些发现提示CIRP可能作为胶质瘤的有效生物标志物和治疗靶点。
主要试剂
胎牛血清（FBS，Hyclone，美国）、DMEM和MEM培养基（Gibco，美国）、BCA试剂盒（Solarbio，中国）、RIPA、PMSF和CCK8、ROS检测试剂盒（Beyotime Biotechnology，中国）、Lipofectamine 3000（Invitrogen，美国）、结晶紫（Millipore，马萨诸塞州）、活/死细胞染色试剂盒（Biovision，美国）、环己酰胺（CHX）、MG132、Erasatin和Ferrostatin-1（MCE，美国）、铁检测试剂盒（Abcam）、MDA、GSH和SOD检测试剂盒（南京健成，中国）、HiScript II QRT SuperMix试剂盒和SYBR Green试剂盒（Vazyme，美国）
CIRP在胶质瘤中表达上调并与患者预后相关
我们首先在TCGA-GBM数据集中检测了CIRP的表达，以探讨其在胶质瘤进展中的作用。分析显示，胶质瘤患者中CIRP显著上调（图1A）。此外，Kaplan–Meier生存分析结果表明，CIRP表达升高与总体生存率降低显著相关（图1B）。为了验证这些生物信息学结果，我们从胶质瘤患者获取了肿瘤及邻近非肿瘤组织，并进行了qPCR和Western blot检测
讨论
尽管近年来外科手术、化疗和放射治疗取得了一些进展，但由于胶质瘤的高度异质性和复发倾向[21, 22]，其预后仍然较差。胶质瘤患者的诊断后中位生存期为14.6至20.5个月，五年生存率低于5%[23]。因此，进一步研究胶质瘤的分子发病机制对于发现新的治疗靶点至关重要。
结论
总之，我们的研究发现CIRP在胶质瘤中表达上调。利用过表达和敲低方法进行的功能实验表明，CIRP增强了胶质瘤细胞的增殖、迁移和侵袭能力，同时抑制了铁死亡。从机制上看，CIRP促进了UBR5与ACSL4之间的相互作用，加速了ACSL4的泛素化及蛋白酶体降解，从而抑制了铁死亡，促进了胶质瘤的进展。
作者贡献声明
祖行旺：软件开发、方法学设计、实验实施、数据整理。
庞志音：初稿撰写、验证、软件使用、方法学设计、概念构思。
郝金民：修订与编辑、监督、资源提供、数据分析、概念构思。
王慧聪：软件使用、实验实施。
刘俊杰：方法学设计、概念构思。
杨颖：验证、方法学设计、实验实施。
严萍萍：验证、方法学设计、实验实施。
伦理批准和参与同意
本研究已获得邢台市中心医院伦理委员会的批准。所有参与者均签署了知情同意书。所有动物实验方案均遵循河北茂本源生物技术有限公司动物实验伦理委员会的指导原则进行。所有实验方法均符合相关指南和规定。
利益冲突声明
作者声明不存在任何利益冲突。
数据可用性
数据可应要求提供。
资助信息
本研究得到了
邢台市重点研发计划（2023ZC078）的支持。
利益冲突声明
我们作为题为“CIRP在胶质瘤进展中的作用：通过UBR5介导的ACSL4降解抑制铁死亡”的手稿作者，声明与本研究无关的任何利益冲突。我们确认所有作者均与可能不当影响本研究的个人或组织没有财务或个人关系。此外，我们未接受任何可能被视为利益相关的外部资助或支持。
