硒和乐伐替尼通过Nrf2-铁死亡轴在M2型肿瘤相关巨噬细胞中共同发挥抗肝细胞癌的作用

时间:2026年5月16日
来源:Free Radical Biology and Medicine

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赵颖|王宇|赵文志|陈莉|陈慧敏|宋雅静|唐宇涵|李红霞|姚萍华中科技大学同济医学院公共卫生学院营养与食品卫生系,武汉430030,中国摘要背景肝细胞癌(HCC)是一种高度侵袭性的恶性肿瘤,治疗选择有限。乐伐替尼显示出一定的疗效,但在标准剂量下会伴随显著的毒性。肿瘤相关巨噬细胞(

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赵颖|王宇|赵文志|陈莉|陈慧敏|宋雅静|唐宇涵|李红霞|姚萍
华中科技大学同济医学院公共卫生学院营养与食品卫生系,武汉430030,中国

摘要

背景

肝细胞癌(HCC)是一种高度侵袭性的恶性肿瘤,治疗选择有限。乐伐替尼显示出一定的疗效,但在标准剂量下会伴随显著的毒性。肿瘤相关巨噬细胞(TAMs),尤其是促肿瘤的M2表型,通过促进免疫逃逸来形成免疫抑制微环境。硒(Se)是一种具有抗癌特性的必需微量元素,可以减少M2-TAM的浸润;然而,它与低剂量乐伐替尼(L-Len)联合使用以增强抗肿瘤效果同时最小化毒性的潜力尚未被探索。

方法

建立了皮下HCC模型以评估硒与L-Len联合治疗的效果。评估了肿瘤生长、毒性和M2-TAM的浸润情况。机制研究分析了TAMs中的Nrf2激活及其下游靶标(GPx4/xCT),以确定联合治疗的铁死亡诱导效应。

结果

硒+L-Len的组合显示出与标准剂量乐伐替尼相当的抗肿瘤效果,但毒性降低。该组合通过抑制Nrf2和GPx4/xCT减少了M2-TAM的浸润并诱导了铁死亡。

结论

硒增强了L-Len的疗效,这种协同作用的关键机制似乎是针对M2-TAMs中的Nrf2介导的铁死亡。这提示了一种在最小化毒性的同时改善HCC治疗的潜在策略,值得在更具临床相关性的模型中进行进一步研究。

引言

肝癌是全球第六大常见肿瘤,也是癌症相关死亡的第三大原因。肝细胞癌(HCC)占肝癌病例的80%以上,5年生存率仅为18%,对人类健康构成严重威胁[1]。多受体酪氨酸激酶抑制剂乐伐替尼是美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于治疗晚期HCC的一线药物[2]。尽管乐伐替尼在HCC治疗方面取得了显著进展,但其一系列不良反应不容忽视[3, 4]。降低乐伐替尼的剂量可以减轻不良反应,但也会显著削弱治疗效果。因此,如何在确保疗效的同时减少毒性是当前HCC治疗研究面临的关键挑战。
硒是一种必需的微量元素,已知其在癌症预防和治疗中具有潜在作用。研究表明,硒补充剂可以降低乙型肝炎病毒携带者的肝细胞癌风险,并在结直肠腺瘤切除后的二级预防中减少癌前病变的复发[5, 6]。更重要的是,硒与化疗联合使用在癌症治疗中显示出潜力。在晚期透明细胞肾癌中,它提高了阿昔替尼的疗效,达到了55%的响应率[7]。在结肠癌小鼠模型中,硒与伊立替康联合使用增强了细胞毒性,诱导了细胞凋亡并抑制了肿瘤生长[8]。然而,硒与乐伐替尼联合使用的抗HCC效果及其协同机制仍有待阐明。
肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)是HCC中最丰富的免疫细胞。M2表型的极化促进了免疫逃逸,从而推动了肿瘤进展[9]。相反,消除M2-TAMs或阻断M2-TAM的形成机制可以改善免疫微环境并抑制癌症进展[10, 11]。因此,减少M2-TAMs的积累可能是HCC的一种可行治疗策略。值得注意的是,减少M2-TAMs的浸润是硒抗肿瘤效应的关键机制。研究表明,富硒多糖在小鼠H22腹水肝癌和S180肉瘤模型中表现出增强的抑制效果,同时减少了CD163+ M2巨噬细胞的浸润[12]。此外,硒转运蛋白P1缺陷的小鼠表现出结肠炎相关的致癌作用增加,并且肿瘤微环境中Arg1+ M2-TAMs的招募显著增强。
最近的证据强调了在M2-TAMs中诱导铁死亡对癌症治疗的巨大潜力。研究表明,M2巨噬细胞对铁死亡高度敏感,而M1巨噬细胞则具有抗性。陈等人在小鼠乳腺癌模型中证明,铁死亡诱导剂可以有效触发M2-TAM的铁死亡,从而抑制肿瘤生长[13]。更重要的是,硒对肿瘤组织中的关键铁死亡调节因子Nrf2具有抑制作用。在结直肠癌小鼠模型中,硒与伊立替康联合使用通过Nrf2-抗氧化途径抑制了肿瘤生长[8]。在乳腺癌模型中,硒化合物缓解了抑郁样行为和认知障碍,减少了前额叶皮层和海马区的Nrf2表达[14]。这些结果表明,硒可能通过抑制Nrf2途径促进铁死亡。然而,硒与乐伐替尼联合使用是否可以通过抑制M2-TAMs中的Nrf2-铁死亡轴来抑制HCC仍需进一步研究。
在本研究中,我们在皮下Hepa1-6 HCC模型中评估了硒与低剂量乐伐替尼的联合效果。我们发现,剂量降低减轻了乐伐替尼相关的毒性,而与硒联合使用时抗癌活性增强。Nrf2和M2-TAMs中的下游铁死亡途径被认为是联合干预的免疫调节效应的贡献因素。这些数据为硒与低剂量乐伐替尼联合用于HCC治疗的潜在应用提供了证据。

部分摘要

细胞培养

Hepa1-6(小鼠肝癌细胞系)细胞在含有10%胎牛血清(FBS)和1%青霉素/链霉素的DMEM培养基中培养。RAW264.7细胞在不含青霉素/链霉素的DMEM培养基中培养。所有细胞均在37°C、5% CO2气氛的湿润细胞培养箱中维持。

动物

成年雄性C57BL/6J小鼠购自湖南斯莱克京达实验动物有限公司。Nrf2LoxP/LoxP小鼠由吴德培教授和龚焕乐博士提供

硒抑制HCC生长并减少M2-TAMs的浸润

为了研究硒和乐伐替尼的效果,我们在皮下小鼠模型中测定了乐伐替尼(简称N-Len)和硒(简称Se)的抗HCC活性。结果显示,N-Len组的肿瘤明显小于对照组(简称Con)小鼠(图1A)。此外,N-Len组的小鼠肿瘤生长显著减缓,肿瘤重量也低于Se组小鼠(图1B-D)。肿瘤IHC结果

讨论

我们的研究首次在临床前模型中探讨了硒与低剂量乐伐替尼联合治疗HCC的效果。我们的发现表明,这种方法不仅减少了乐伐替尼的副作用,还改善了免疫微环境,显著抑制了肿瘤生长。从机制上讲,硒与低剂量乐伐替尼联合使用似乎通过抑制Nrf2在M2-TAMs中诱导铁死亡,从而减少了M2-TAM的浸润并增强了抗肿瘤效果

作者贡献声明

陈莉:软件、方法学、实验设计。陈慧敏:写作——审稿与编辑、软件、方法学。王宇:写作——审稿与编辑、初稿撰写、软件、方法学、数据分析、数据管理。赵文志:软件、方法学、数据分析、数据管理。赵颖:写作——审稿与编辑、初稿撰写、软件、方法学、数据分析。姚萍:写作——审稿与编辑、监督、资金获取。唐宇涵:

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

数据和材料的可用性

本研究中使用和/或分析的数据集可向通讯作者(姚萍)索取。

资助

本工作得到了国家自然科学基金(编号:82273628)和Angel Nutritech Nutrition Fund(编号:AF2018001)的支持。

利益冲突声明

作者声明与提交的题为“硒和乐伐替尼通过Nrf2-铁死亡轴联合抗肝细胞癌的机制”的手稿无关利益冲突。

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