田宏友，任艷，程璐，馬家驤，郭琎祎，宋愛琳

1 蘭州大學第二醫(yī)院普通外科，蘭州 730030；2 蘭州大學第二臨床醫(yī)學院

甲狀腺癌（TC）是頭頸部最常見的惡性腫瘤，據(jù)GLOBOCAN 2020 數(shù)據(jù)顯示［1］，全球TC 的新發(fā)病例數(shù)約58.6 萬。我國TC 發(fā)病率較高［2］，并且以每年20%的速度增加［3］。TC依據(jù)腫瘤的起源和分化程度不同可分為以下4 類：分化型甲狀腺癌（DTC）、甲狀腺低分化癌（PDTC）、甲狀腺未分化癌（ATC）和甲狀腺髓樣癌（MTC）［3］。盡管多數(shù)DTC 經(jīng)過標準治療［手術(shù)后輔以131I 治療和（或）TSH 抑制治療］后預后良好，但仍有10%的患者會發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移，2/3 的此類患者可發(fā)展為預后不良的碘難治性DTC，10 年生存率不到10%［4］。ATC 是預后最差的TC，中位生存期約5 個月，1 年總生存率為20%［5］。PDTC 在形態(tài)學、生物學和預后介于DTC 與ATC 間［3］。MTC 的侵襲性較DTC 強，對于術(shù)后血清降鈣素倍增時間位于6～24個月與小于6個月的患者相比，10年生存率從37%降至8%［6］。基于目前TC 的臨床治療數(shù)據(jù)顯示部分患者的生存率降低，故有必要進一步探索TC的新型分子機制和治療方法。鐵死亡是一種新型鐵依賴性的程序性細胞死亡，核心特征是細胞內(nèi)積聚過量的脂質(zhì)活性氧（ROS）和獨特的線粒體形態(tài)結(jié)構(gòu)變化，包括體積減小、嵴減少或消失、膜密度增加。鐵死亡誘導因子通過多種途徑來耗竭細胞內(nèi)的谷胱甘肽（GSH）、降低谷胱甘肽過氧化物酶4（GPX4）的活性和增加細胞內(nèi)游離鐵的含量，誘導細胞產(chǎn)生大量的脂質(zhì)ROS，導致細胞發(fā)生鐵死亡。該過程的調(diào)控途徑大致分為以下3 類：GSH/GPX4 通路，主要包括抑制胱氨酸/谷氨酸反向轉(zhuǎn)運體（System Xc-）和GPX4；脂質(zhì)代謝途徑，長鏈酯酰輔酶A 合成酶4 的正向調(diào)節(jié)；鐵代謝途徑，正向調(diào)控鐵效應元件結(jié)合蛋白2 表達等。鐵死亡相關(guān)的實驗試劑（如Erastin）、獲批藥物（如索拉非尼）、電離輻射和細胞因子（如IFNγ）均可高效誘導細胞發(fā)生鐵死亡并抑制多種腫瘤生長，已成為目前治療侵襲性惡性腫瘤的研究熱點［7］。近年來，鐵死亡在TC 中的研究取得一系列進展，現(xiàn)將其在TC發(fā)生發(fā)展及治療中的研究進展綜述如下。

1 鐵死亡調(diào)節(jié)因子在甲狀腺癌發(fā)生發(fā)展中的作用

1.1 溶質(zhì)載體家族7成員11（SLC7A11） SLC7A11是System Xc-的活性功能單位，對細胞外胱氨酸的攝取起決定性作用，攝入細胞內(nèi)的胱氨酸經(jīng)NADPH的作用還原為半胱氨酸，后者依次在γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶和谷胱甘肽合成酶的作用下合成GSH。GSH 是細胞內(nèi)最豐富的抗氧化劑，GPX4 利用GSH將累積的膜脂質(zhì)氫過氧化物還原為脂醇，從而抑制細胞的鐵死亡［8］。目前關(guān)于影響SLC7A11下調(diào)并促進TC 鐵死亡的證據(jù)已明確，包括E26特異性轉(zhuǎn)化變異體4（ETV4）敲低和脂肪量和肥胖相關(guān)蛋白（FTO）的過表達，兩者均為SLC7A11 的上游調(diào)節(jié)因子。最近一項關(guān)于ETV4 調(diào)控SLC7A11 的研究顯示，ETV4在甲狀腺乳頭狀癌（PTC）細胞和組織中高表達，在體外實驗中發(fā)現(xiàn)ETV4 與SLC7A11 水平呈正相關(guān)，通過敲低ETV4 可直接促進SLC7A11 途徑上的鐵死亡，從而抑制細胞的增殖活力，后續(xù)的PTC異種移植小鼠體內(nèi)實驗進一步驗證了該途徑的真實性［9］。此外，F(xiàn)TO 作為調(diào)節(jié)SLC7A11 的又一重要靶點，與ETV4的不同點：首先，F(xiàn)TO 在PTC 組織中表達下調(diào)；其次，F(xiàn)TO不可直接調(diào)控SLC7A11的轉(zhuǎn)錄，只能調(diào)節(jié)經(jīng)N6-甲基腺苷（m6A）去甲基化修飾的SLC7A11；最后，F(xiàn)TO 與SLC7A11 的水平呈負相關(guān)，即高表達的FTO 通過抑制SLC7A11 的m6A 修飾并下調(diào)該分子表達，從而促進PTC發(fā)生鐵死亡，抑制腫瘤的生長和進展［10］。

1.2 GPX4 GPX4是一種硒酶，亦是鐵死亡上游的關(guān)鍵還原調(diào)節(jié)劑，具有將GSH 轉(zhuǎn)化為氧化型谷胱甘肽和磷脂氫過氧化物還原為相應脂醇的雙重作用，從而防止脂質(zhì)ROS 的累積，產(chǎn)生抑制鐵死亡的作用［7］。泛素特異性蛋白酶10 具有致癌活性，可通過上調(diào) SIRT6 水平來促進 GPX4 的表達，進而抑制PTC 細胞發(fā)生鐵死亡［11］。在探究維生素C 如何影響ATC 的鐵死亡中發(fā)現(xiàn)，高劑量的維生素C 通過降低ATC 細胞中GPX4 表達，具有抑制癌細胞的生長作用，而鐵死亡抑制劑能顯著逆轉(zhuǎn)該抑制作用，表明GPX4 抑制是激活ATC 鐵死亡的關(guān)鍵條件［12］。RAS選擇性致死分子3（RSL3）是GPX4的直接抑制劑，不受GSH 的影響，當RSL3 以不可逆的方式與GPX4 的活性位點 Sec46結(jié)合后，導致GPX4 失活并引發(fā)脂質(zhì)ROS 累積，促進細胞發(fā)生鐵死亡［13］。SEKHAR 等［14］研究RSL3 與TC 鐵死亡的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)，TC 細胞經(jīng)RSL3試劑處理后，其GPX4蛋白表達降低，而脂質(zhì)過氧化物顯著增加和ROS 水平呈濃度依賴性上升，鐵死亡標志物（轉(zhuǎn)鐵蛋白受體1）的表達明顯增加。二芳基醚衍生物16 與GPX4 的結(jié)合位點不同于RSL3，通過結(jié)合GPX4 的Thr49來抑制其活性，進而誘導ROS 產(chǎn)生來降低TC 細胞的GSH 水平、線粒體膜極化和呼吸能力，促進細胞的鐵死亡［13］。因此，抑制GPX4的活性是鐵死亡發(fā)生的核心標志。

1.3 核因子E2 相關(guān)因子2（Nrf2） Nrf2 是是鐵死亡的負向調(diào)節(jié)因子，具有促進癌癥進展的作用，Nrf2激活可促進鐵的儲存，減少細胞鐵的攝取并限制ROS 的產(chǎn)生，抑制細胞的鐵死亡現(xiàn)象。甲基蓮心堿是鐵死亡的激活劑，一項關(guān)于甲基蓮心堿抑制TC進展的研究指出，Nrf2 在TC 細胞中高表達，可顯著提高Nrf2 蛋白表達和降低細胞的凋亡率，具有明顯促腫瘤作用，但TC 細胞經(jīng)甲基蓮心堿處理后發(fā)現(xiàn)，Nrf2 蛋白表達顯著下降，而ROS 和Fe2+水平明顯增加，呈現(xiàn)出明顯的鐵死亡現(xiàn)象［15］。ALKBH5 已被報道可影響諸多腫瘤進展，ALKBH5 經(jīng)m6A 修飾后可下調(diào)T 淋巴瘤侵襲轉(zhuǎn)移誘導因子1 的mRNA 表達和降低Nrf2 蛋白水平，進而促進TC 細胞的鐵死亡，抑制腫瘤生長［16］。

1.4 血紅素加氧酶-1（HO-1） HO-1作為Nrf2抗氧化反應的下游靶基因，其活性增強可促進鐵蛋白（或血紅素）的降解并釋放鐵，后者通過芬頓反應產(chǎn)生大量脂質(zhì)ROS，從而誘導細胞的鐵死亡并減少腫瘤的發(fā)生 。姜黃素具有潛在的抗癌效果，一項探究其抑制甲狀腺濾泡狀癌（FTC）細胞的鐵死亡機制表明，HO-1在FTC 組織和細胞中表達上調(diào)，在經(jīng)不同濃度姜黃素處理的FTC 細胞中發(fā)現(xiàn)，高濃度的姜黃素可促進HO-1 蛋白表達，后者可下調(diào)GPX4 來增加細胞內(nèi)鐵和脂質(zhì)ROS，促進FTC細胞的鐵死亡［17］；毛蕊異黃酮（CA）與姜黃素的藥理作用不同，CA 通過降低HO-1蛋白表達來促進FTC 細胞的鐵死亡，從而抑制腫瘤進展，但HO-1激動劑可部分逆轉(zhuǎn)CA的功效［18］；表明HO-1在FTC細胞的鐵死亡中具有雙重角色，可能源于ROS 的生產(chǎn)量和線粒體氧化損傷程度存在差異。

2 鐵死亡相關(guān)非編碼RNA（NcRNA）在甲狀腺癌發(fā)生發(fā)展中的作用

NcRNAs 是一類可以轉(zhuǎn)錄但不能被翻譯成蛋白質(zhì)的RNA，可通過作用于關(guān)鍵調(diào)控因子或上游靶點來影響腫瘤細胞的鐵死亡，目前在TC中的研究主要包括環(huán)狀RNA和長鏈非編碼RNA （lncRNA）。

2.1 環(huán)狀RNA 環(huán)狀RNA 是一類具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的新型轉(zhuǎn)錄物，其調(diào)控異常與腫瘤進展顯著相關(guān)。環(huán)狀RNA Circ_0067934 是TC 細胞中上調(diào)的癌基因環(huán)狀RNA，自身可充當miR-545-3p（一種靶向下調(diào)SLC7A11 的miRNA）的海綿，與miR-545-3p 競爭性結(jié)合來抑制TC 的鐵死亡；此外，抑制Circ_0067934可增加TC 細胞對體內(nèi)Erastin 的敏感性［19］。另一項關(guān)于環(huán)狀RNA 的研究指出，circKIF4A 能直接海綿miR-1231，并通過上調(diào)抗氧化蛋白GPX4 表達，促進PTC 進展。然而，敲除circKIF4A 可降低GSH/GSSG值和抑制腫瘤生長［20］。因此，環(huán)狀RNA 可通過調(diào)節(jié)鐵死亡作為治療TC的潛在靶點。

2.2 LncRNA LncRNAs 是一類長度超過200 個核苷酸的NcRNAs，通過表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄和翻譯來調(diào)節(jié)基因表達。在PTC 組織和細胞中，LncRNA CERS6-AS1、LIM 和SH3 蛋白1（LASP1）均高表達，而 miR-497-5p 表達降低，深入機制研究發(fā)現(xiàn)， LASP1 由CERS6-AS1 通過海綿miR-497-5p 調(diào)節(jié)，上調(diào)LASP1或沉默miR-497-5p 可削弱CERS6-AS1 對PTC 細胞的增殖作用［21］。因此，下調(diào)CERS6-AS1 可通過調(diào)節(jié)miR-497-5p/LASP1 軸促進鐵死亡，此揭示了LncRNA在TC中的新發(fā)病機制和治療靶點。

3 鐵死亡在甲狀腺癌腫瘤微環(huán)境（TME）發(fā)生發(fā)展中的作用

TME 由腫瘤中的非癌細胞及其產(chǎn)生的分子和細胞外基質(zhì)構(gòu)成，其作為腫瘤細胞賴以生存的內(nèi)部環(huán)境，影響腫瘤的發(fā)生、進展和治療反應?；诎┌Y基因組圖譜（TCGA）、高通量基因表達數(shù)據(jù)庫（GEO）和FerrDb網(wǎng)站的數(shù)據(jù)，研究TC鐵死亡相關(guān)基因的免疫通路表明，鐵死亡與腫瘤TME 之間存在密切聯(lián)系。由于各基因?qū)C的致癌風險不一，因此總風險評分應根據(jù)LASSO 回歸算法處理，即總風險評分=∑e 各基因的表達水平×相應的回歸系數(shù)，由此可將患者按中位風險評分（總風險評分的中值作為分界點）分為高風險組和低風險組。目前研究顯示，高、低風險組患者TME 的免疫細胞組分差異較大，M0巨噬細胞、B細胞、T輔助細胞、腫瘤浸潤淋巴細胞等見于高風險組，巨噬細胞M1 存在于低風險組，而樹突狀細胞、NK細胞、調(diào)節(jié)性T細胞、肥大細胞、CD4+T細胞等可見于兩者［22-26］。由于TME細胞組分的浸潤程度不一，導致免疫細胞評分和免疫功能評分存在一定差異。一項回顧性研究發(fā)現(xiàn)，PTC 的促瘤免疫細胞數(shù)量和百分比增加，高風險組的Ⅰ型干擾素反應、抗原呈遞細胞共刺激和主要組織相容復合體Ⅰ類等免疫途徑激活較低風險高，其免疫細胞評分和免疫功能評分較高，可通過增加腫瘤細胞的免疫抗性并最終導致免疫逃逸，促進PTC 的進展和降低患者無進展生存期［22］。但另外幾項研究與其相反，低風險組免疫細胞和免疫功能評分高，可抑制患者TC的進展和具有良好的總體生存期［23-26］。該現(xiàn)象發(fā)生的原因可能是某些主要免疫細胞在TC 中的浸潤及作用仍然不清楚和TME 各組分間的復雜相互作用，需進一步深入探究以尋求免疫新療法。

4 鐵死亡在甲狀腺癌治療中的作用

GPX4在TC的發(fā)生發(fā)展和惡性行為中起重要作用，RSL3 已被證明可有效對抗TC 細胞的惡性潛能［14］。深入探究RSL3 治療PTC 不同突變細胞系的療效發(fā)現(xiàn)，RSL3 抑制BRAF-TERT 共突變型細胞最有效，RAS 突變細胞次之，BRAF 突變細胞系最差。表明不同PTC 突變亞型細胞系對GPX4 抑制劑的敏感性存在差異，此為臨床治療PTC 不同的基因突變亞型提供了新依據(jù)［27］。RSL3 和Erastin 均可誘導FTC與ATC細胞的鐵死亡，但ATC細胞能下調(diào)CD71表達而對該途徑產(chǎn)生抵抗性，闡明CD71可視為ATC治療的新靶點［28］。人巰基白蛋白作為一種新發(fā)現(xiàn)的鐵死亡誘導劑，可促進DTC 細胞內(nèi)胱氨酸/半胱氨酸的耗竭，具有良好的抗癌作用［29］。索拉菲尼是一種靶向酪氨酸激酶抑制劑的新型抗腫瘤藥物，研究顯示，索拉菲尼可提高TC 細胞ROS 和ACSL4 蛋白表達水平，抑制SLC7A11 和GPX4 表達，進而誘導TC 細胞發(fā)生鐵死亡［30］；另一項研究亦發(fā)現(xiàn)，TC 細胞線粒體內(nèi)嵴萎縮的特征性形態(tài)學變化［25］。安羅替尼不僅通過劑量依賴性方式增強ATC 細胞的鐵死亡，當聯(lián)合自噬抑制劑CQ 的抗癌效果更顯著，且腫瘤標志物Ki-67 的表達更低，表明聯(lián)合療法效果更優(yōu)［31］。上述治療方式雖處于基礎(chǔ)研究階段，但可為臨床轉(zhuǎn)化治療提供新思路。

5 鐵死亡在甲狀腺癌預后評估中的作用

截至目前，基于三個數(shù)據(jù)庫（TCGA、GEO、FerrDb）研究關(guān)于TC 患者鐵死亡相關(guān)基因的表達譜顯示，鐵死亡調(diào)節(jié)基因可有效預測患者的預后和總生存期。低風險組基因DPP4、GPX4、TYRO3、TIMP1、GSS、ISCU 等表達與更好的預后和總生存期相關(guān)，相比之下，高風險組基因TFRC、PGD、HMGCR、SQLE、TF、MIOX 等表達與預后不良有關(guān)［23-26，32］。因此，這些基因的表達可作為預測TC 患者預后的生物標志物。

綜上所述，鐵死亡調(diào)節(jié)靶點是SLC7A11 和GPX4，其他調(diào)節(jié)因子Nfr2和HO-1亦具有重要作用；其中下調(diào)GPX4 是抑制甲狀腺癌PI3K-AKT-mTOR信號通路的重要分子，且NCOA4介導的鐵蛋白自噬是新發(fā)現(xiàn)的抗癌信號通路［33］。這些分子在調(diào)節(jié)TC鐵死亡信號通路中發(fā)揮重要作用，且可被不同的治療方法所針對。此外，最近的生物信息學分析顯示，鐵死亡調(diào)節(jié)基因具有預測TC 總生存期的良好效能且患者的預后與免疫反應密切相關(guān)，但目前關(guān)于TC鐵死亡與免疫系統(tǒng)的研究尚存在爭議，建議今后的研究應繼續(xù)探討TC 中鐵死亡機制與免疫應答的關(guān)系。