GDNF-AS1介导的LHX2/METTL3/NCOA4轴通过诱导铁死亡（ferroptosis）来抑制胶质瘤的进展

《Neurochemistry International》：GDNF-AS1 mediated LHX2/METTL3/NCOA4 axis inhibits glioma progression via induction of ferroptosis

　　本研究探讨lncRNA GDNF-AS1通过LHX2/METTL3/NCOA4通路诱导胶质瘤细胞ferroptosis的分子机制，采用NHA细胞和U87MG、U251等胶质瘤细胞系，结合裸鼠异种移植模型，验证GDNF-AS1过表达促进线粒体损伤和氧化应激，抑制细胞功能，其机制涉及招募LHX2调控METTL3和NCOA4表达，从而激活ferroptosis及铁依赖性自噬。结论为靶向该通路为胶质瘤治疗提供新策略。

　　本研究聚焦于胶质瘤这一中枢神经系统中最常见的原发性肿瘤之一，尤其是其中最具侵袭性的类型——胶质母细胞瘤（Glioblastoma, GBM）。胶质瘤的治疗手段有限，患者预后通常较差，因此探索新的治疗策略显得尤为重要。近年来，研究发现诱导铁死亡（ferroptosis）作为一种新型的程序性细胞死亡形式，可能成为治疗胶质瘤的有效手段。铁死亡主要由铁依赖性脂质过氧化物的积累引起，涉及多种细胞内生物学过程，如抗氧化合成、脂质代谢和铁代谢。此外，自噬（autophagy）在铁死亡的诱导中也起着重要作用，例如通过铁蛋白降解和转铁蛋白受体1（TFR1）的表达来触发铁依赖性铁死亡。

与此同时，长链非编码RNA（long non-coding RNAs, lncRNAs）在胶质瘤的发生、发展过程中也扮演着重要角色，它们不仅可能作为生物标志物，还可能通过调控基因表达影响肿瘤行为。特别是GDNF-AS1这一lncRNA，其在胶质瘤细胞中的表达水平较低，且具有潜在的保护作用。已有研究表明，GDNF-AS1与铁死亡的诱导存在一定的关联，但其具体作用机制尚未完全阐明。

本研究旨在通过LHX2/METTL3/NCOA4这一信号通路，探讨GDNF-AS1在胶质瘤细胞铁死亡中的分子机制。我们选取了正常人星形胶质细胞（Normal Human Astrocytes, NHA）和多种胶质瘤细胞系（如U87MG、T98G、U251、A172）作为实验材料，并通过建立裸鼠（BALB/c nude mice）的颅内和皮下异种移植模型，进一步验证相关机制。实验结果显示，GDNF-AS1、LHX2和NCOA4在胶质瘤细胞中的表达水平较低，而METTL3的表达水平较高。这表明GDNF-AS1可能通过某种方式影响METTL3的表达，并进一步影响铁死亡的发生。

在功能实验中，我们发现GDNF-AS1的过表达能够促进线粒体损伤和氧化应激，从而诱导铁死亡，最终影响胶质瘤细胞的生物学功能。相反，METTL3的沉默则增强了GDNF-AS1的作用，进一步加剧了铁死亡和氧化应激，同时抑制了胶质瘤的发展。这说明GDNF-AS1和METTL3之间可能存在某种调控关系，而这种关系可能通过影响NCOA4的表达来实现。

从机制层面来看，GDNF-AS1能够招募转录因子LHX2，使其在METTL3的启动子区域富集，从而抑制METTL3的转录。这一过程导致N6-甲基腺苷（m6A）水平的下降，同时促进NCOA4的表达。NCOA4是一种选择性受体，参与铁蛋白吞噬（ferritinophagy）过程，即通过自噬途径降解铁蛋白。已有研究表明，TRIM7能够调控NCOA4介导的铁蛋白吞噬和铁死亡，为胶质母细胞瘤的治疗提供了新的思路。

综上所述，GDNF-AS1可能通过调控LHX2/METTL3/NCOA4这一通路，影响胶质瘤细胞的铁死亡过程，从而抑制肿瘤的发展。这一发现不仅有助于理解胶质瘤的分子机制，还可能为开发新的治疗策略提供理论依据。通过进一步研究这一信号通路的细节，我们可以更深入地了解铁死亡在胶质瘤中的作用，并探索其作为治疗靶点的潜力。

胶质瘤作为一类高度侵袭性的肿瘤，不仅在临床上难以治愈，而且其发病机制也较为复杂。尽管近年来在胶质瘤的病因研究方面取得了显著进展，但患者的治疗效果仍不尽如人意。这可能与多种基因、信号通路和分子成分之间的复杂相互作用有关。因此，探索新的生物标志物和治疗靶点，对于改善胶质瘤的预后具有重要意义。

本研究通过实验验证了GDNF-AS1在胶质瘤细胞铁死亡中的作用，发现其能够通过影响METTL3的表达，进而调控NCOA4的表达，最终影响铁死亡的发生。这一发现为理解胶质瘤的分子机制提供了新的视角，并可能为未来的治疗策略提供理论支持。同时，本研究还通过建立异种移植模型，进一步验证了相关机制在体内的可行性，这为后续的临床研究奠定了基础。

在实验方法上，我们首先通过RT-qPCR检测了GDNF-AS1在正常人星形胶质细胞（NHA）和多种胶质瘤细胞系（U87MG、T98G、U251、A172）中的表达水平，发现胶质瘤细胞中的GDNF-AS1表达明显低于NHA细胞。这一结果表明，GDNF-AS1可能在胶质瘤的发生过程中发挥重要作用。基于这一发现，我们选择了U87MG和U251这两种细胞系进行后续的实验。

随后，我们进一步探讨了GDNF-AS1对胶质瘤细胞生物学功能的影响。实验结果显示，GDNF-AS1的过表达能够显著促进线粒体损伤和氧化应激，从而诱导铁死亡，最终抑制胶质瘤细胞的增殖和侵袭能力。而METTL3的沉默则进一步增强了GDNF-AS1的作用，使得铁死亡和氧化应激更加明显，同时抑制了胶质瘤的发展。这一结果表明，GDNF-AS1和METTL3之间可能存在某种调控关系，而这种关系可能通过影响NCOA4的表达来实现。

在机制研究中，我们发现GDNF-AS1能够通过招募转录因子LHX2，使其在METTL3的启动子区域富集，从而抑制METTL3的转录。这一过程导致N6-甲基腺苷（m6A）水平的下降，同时促进NCOA4的表达。NCOA4作为一种选择性受体，参与铁蛋白吞噬（ferritinophagy）过程，即通过自噬途径降解铁蛋白。已有研究表明，TRIM7能够调控NCOA4介导的铁蛋白吞噬和铁死亡，这为胶质瘤的治疗提供了新的思路。

此外，本研究还通过细胞培养和转染实验，进一步验证了GDNF-AS1在胶质瘤细胞中的作用。实验结果显示，GDNF-AS1的过表达能够显著促进线粒体损伤和氧化应激，从而诱导铁死亡，最终影响胶质瘤细胞的生物学功能。而METTL3的沉默则进一步增强了GDNF-AS1的作用，使得铁死亡和氧化应激更加明显，同时抑制了胶质瘤的发展。这表明，GDNF-AS1和METTL3之间可能存在某种调控关系，而这种关系可能通过影响NCOA4的表达来实现。

本研究的发现不仅有助于理解胶质瘤的分子机制，还可能为未来的治疗策略提供理论支持。通过进一步研究这一信号通路的细节，我们可以更深入地了解铁死亡在胶质瘤中的作用，并探索其作为治疗靶点的潜力。此外，本研究还通过建立异种移植模型，进一步验证了相关机制在体内的可行性，这为后续的临床研究奠定了基础。

综上所述，GDNF-AS1可能通过调控LHX2/METTL3/NCOA4这一通路，影响胶质瘤细胞的铁死亡过程，从而抑制肿瘤的发展。这一发现不仅为理解胶质瘤的分子机制提供了新的视角，还可能为未来的治疗策略提供理论支持。通过进一步研究这一信号通路的细节，我们可以更深入地了解铁死亡在胶质瘤中的作用，并探索其作为治疗靶点的潜力。此外，本研究还通过建立异种移植模型，进一步验证了相关机制在体内的可行性，这为后续的临床研究奠定了基础。