Блог

Aug 21, 2023

KLF11 регулирует ферроптоз аденокарциномы легких и химиочувствительность путем подавления GPX4

Том коммуникативной биологии

Биология связи, том 6, Номер статьи: 570 (2023) Цитировать эту статью

427 Доступов

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Было показано, что ферроптоз, железозависимая неапоптотическая гибель клеток, играет жизненно важную роль в пролиферации опухоли и устойчивости к химиотерапии. Здесь мы сообщаем, что KLF11 ингибирует пролиферацию клеток аденокарциномы легких (LUAD) и повышает чувствительность к химиотерапии, участвуя в пути ферроптоза, связанного с GPX4. С помощью скрининга последовательности РНК клеток LUAD, предварительно обработанных индукторами ферроптоза (FIN), мы обнаружили, что экспрессия KLF11 была значительно выше в клетках, обработанных FIN, что позволяет предположить, что KLF11 может участвовать в ферроптозе. Сверхэкспрессия KLF11 способствовала изменению ферроптоза клеток LUAD. Между тем, усиление экспрессии KLF11 также ингибировало пролиферацию клеток и повышало химиочувствительность, тогда как нокаут KLF11 приводил к противоположному результату. С помощью ChIP-Seq и RNA-Seq мы определили GPX4 как нижестоящую мишень KLF11. С помощью ChIP-qPCR и анализа двойной люциферазы мы выяснили, что KLF11 связывается с промоторной областью GPX4 и подавляет его транскрипцию. Восстановленная экспрессия GPX4 противодействовала способности KLF11 способствовать ферроптозу, повышать чувствительность к химиотерапии и ингибировать пролиферацию клеток in vitro и in vivo. Клинически уровень KLF11 снижался при LUAD, и его низкая экспрессия была связана со снижением выживаемости пациентов. Наши результаты установили функцию KLF11 способствовать ферроптозу при LUAD, тем самым ингибируя пролиферацию клеток и повышая эффективность химиотерапии.

Аденокарцинома легких (LUAD) — наиболее распространенный подтип рака легких, который является основной причиной смертности от рака во всем мире1,2. LUAD обладает относительно сильной пролиферативной способностью при плохой выживаемости, а химиотерапия остается одним из основных методов лечения этого типа злокачественной опухоли. Однако устойчивость к химиотерапии сильно влияет на прогноз пациентов с LUAD3,4,5. Поэтому крайне важно изучить способы ингибирования пролиферации LUAD и повышения чувствительности химиотерапии при LUAD.

Ферроптоз, железозависимая форма гибели регуляторных клеток, вызванная чрезмерным перекисным окислением липидов, связан с различными биологическими контекстами, от развития до старения, иммунитета и канцерогенеза, в то время как потеря ферроптоза может стимулировать онкогенез и способствовать пролиферации опухолей6. Важно отметить, что доказано, что ферроптоз участвует в резистентности к химиотерапии, а индукция ферроптоза может повысить чувствительность к химиотерапии7. Глутатионпероксидаза 4 (GPX4) является центральным супрессором процесса ферроптоза, снижая перекисное окисление липидов за счет уменьшения конверсии GSH, тем самым ингибируя ферроптоз8,9. Более того, исследования показали, что повышенная экспрессия GPX4 тесно связана с онкогенезом и метастазированием10. Однако процесс, который влияет на ферроптоз путем регуляции GPX4 при раке, остается неясным.

Круппель-подобный фактор 11 (KLF11) является членом семейства круппель-подобных факторов транскрипции с цинковыми пальцами. В этом исследовании мы обнаружили, что KLF11 активируется в клеточных линиях LUAD после лечения FIN, что указывает на то, что KLF11 может участвовать в регуляции ферроптоза при LUAD. Однако об участии KLF11 в ферроптозе и его механизме не сообщалось. Здесь, с помощью комбинации секвенирования транскриптома и ChIP-seq, мы систематически идентифицировали KLF11 как репрессор транскрипции для GPX4 и выявили, что сверхэкспрессия KLF11 стимулирует ферроптоз LUAD, тем самым ингибируя рост клеток и повышая чувствительность клеток LUAD к химиотерапии.

Во-первых, мы индуцировали ферроптоз с помощью FIN (RSL3 и IKE) в клетках рака легкого A549 и проводили секвенирование РНК на обработанных и необработанных клетках (рис. 1a). Мы обнаружили, что уровень мРНК KLF11 значительно повышался в клеточных линиях A549, обработанных RSL3 или IKE, по сравнению с необработанной группой (рис. 1b, c). Чтобы подтвердить результаты секвенирования, затем были использованы qPCR и вестерн-блоттинг для обнаружения экспрессии РНК и белка KLF11 при различных обработках в клетках LUAD. В соответствии с результатами RNA-Seq, мРНК KLF11 активировалась после добавления FIN в клетках A549 и PC9, в то время как никаких существенных изменений в экспрессии KLF11 не наблюдалось после одновременного добавления ингибитора ферроптоза (Ferr-1 и DFO, мощных и селективных ингибиторов ферроптоза). ингибитор ферроптоза) по сравнению с контрольной группой (рис. 1г, д). На уровне белка были получены последовательные результаты (рис. 1е, ж), указывающие на то, что ферроптоз активирует экспрессию KLF11 и KLF11 может участвовать в процессе ферроптоза.