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GPX4表达促进铁死亡参与子宫内膜癌恶性行为的机制

董晓霞 陈淑贤

董晓霞, 陈淑贤. GPX4表达促进铁死亡参与子宫内膜癌恶性行为的机制[J]. 昆明医科大学学报.
引用本文: 董晓霞, 陈淑贤. GPX4表达促进铁死亡参与子宫内膜癌恶性行为的机制[J]. 昆明医科大学学报.
Xiaoxia DONG, Shuxian CHEN. Study on the Mechanism by Which GPX4 Expression Promotes Ferroptosis and Participates in Malignant Behavior of Endometrial Carcinoma[J]. Journal of Kunming Medical University.
Citation: Xiaoxia DONG, Shuxian CHEN. Study on the Mechanism by Which GPX4 Expression Promotes Ferroptosis and Participates in Malignant Behavior of Endometrial Carcinoma[J]. Journal of Kunming Medical University.

GPX4表达促进铁死亡参与子宫内膜癌恶性行为的机制

基金项目: 河北省医学科学研究基金(20241583)
详细信息
    作者简介:

    董晓霞(1985~),女,河北邢台人,医学学士,主治医师,主要从事妇科肿瘤研究工作

  • 中图分类号: R737.33

Study on the Mechanism by Which GPX4 Expression Promotes Ferroptosis and Participates in Malignant Behavior of Endometrial Carcinoma

  • 摘要:   目的  探讨谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)表达促进铁死亡参与子宫内膜癌(endometrial carcinoma,EC)恶性行为的机制。  方法  通过定量实时聚合酶链反应(quantitative polymerase chain reaction,qPCR)、 蛋白印迹和免疫组化(immunohistochemistry,IHC) 测定 EC 组织中 GPX4 的表达。培养KLE细胞,分为shNC组(n = 6)和shGPX4组(n = 6), Transwell、克隆形成测定和流式细胞研究 GPX4 对 EC 细胞增殖、迁移、细胞凋亡的影响。检测细胞内 Fe2+、活性氧(reactive oxygen Species,ROS)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)水平,JC染色检测线粒体膜电位(mitochondrial membrane Potential,MMP),GPX4 酶活性试剂盒检测酶活性,ELISA 法检测脂质过氧化物 4 - 羟基壬烯醛(4-Hydroxynonenal,4-HNE)含量,蛋白印迹检测铁死亡关键蛋白酰基辅酶A合成酶长链家族成员4(acyl-coa synthetase long chain family member 4,ACSL4)和溶质载体家族7成员11(solute Carrier family 7 member 11,SLC7A11)的表达;建立裸鼠 EC 异种移植肿瘤模型,分为 shNC 组(n = 6)和 shGPX4 组(n = 6),通过检测其重量体积、重量、Fe2+和 MDA 水平评价 GPX4 敲低在体内的效果。  结果   GPX4 在 EC 组织及细胞系中高表达(EC 组织 GPX4 mRNA:118.1±6.92 vs 癌旁 62.72±5.20,t = 15.68,P < 0.001,Cohen's d=8.62);与 shNC 组相比,shGPX4 组 KLE 细胞增殖(克隆数:0.37±0.05 vs 0.89±0.07,t = 14.94,P < 0.001)、迁移能力显著降低,凋亡率升高(61.64±7.03% vs 12.60±2.48%,t = 16.12,P < 0.001),细胞内 Fe2+、脂质 ROS、MDA、4-HNE 水平升高,GSH 及 GPX4 酶活性降低,MMP 破坏,ACSL4 表达上调、SLC7A11 下调( P < 0.001);裸鼠模型中,shGPX4 组肿瘤体积(0.36±0.07 vs 0.87±0.12 cm3t = 9.07,P < 0.001)、重量显著减小,肿瘤组织铁含量及 MDA 水平升高( P < 0.001)。  结论  研究表明GPX4 沉默能诱导铁死亡的发生,进而降低子宫内膜癌细胞的增殖和侵袭。
  • 图  1  GPX4 在 EC 组织中高表达

    A:蛋白印迹检测 GPX4 蛋白的表达;B:GPX4的统计学分析;C:GPX4的免疫组织化典型图片(×200);D:GPX4表达量统计分析;*P < 0.05。

    Figure  1.  GPX4 is highly expressed in EC tissues

    图  2  GPX4在子宫内膜上皮细胞及不同子宫内膜癌细胞系中的表达

    A:蛋白印迹检测ACSL4 表达和SLC7A11表达;B:ACSL4统计学分析;C:SLC7A11表达;D:蛋白印迹分析 GPX4 蛋白的表达;E:qPCR检测GPX4表达。

    Figure  2.  Expression of GPX4 in endometrial epithelial cells and different endometrial cancer cell lines

    图  3  GPX4对EC细胞增殖和迁移的影响(×400)

    A:集落形成试验检测细胞增殖;B: transwell 试验测定细胞迁移能力;C:流式细胞仪分析细胞凋亡。

    Figure  3.  Effects of GPX4 on the proliferation and migration of EC cells (×400)

    图  4  GPX4 敲低诱导 EC 细胞铁死亡(×400)

    JC-1染色检测MMP。

    Figure  4.  GPX4 knockdown induces ferroptosis in EC cells (×400)

    图  5  GPX4 敲低对 EC 细胞脂质过氧化物及铁死亡关键蛋白的影响

    A:蛋白印迹检测ACSL4 表达和SLC7A11表达;B:ACSL4的统计学分析;C:SLC7A11的统计学分析;*P < 0.05。

    Figure  5.  Effects of GPX4 knockdown on lipid peroxides and key ferroptosis proteins in EC Cells

    图  6  GPX4 敲低增强体内铁死亡活性

    A:BALB/c 裸鼠的异种移植肿瘤图像;B:异种移植肿瘤中 GPX4 表达的免疫组织化学和 HE 染色(×400)。

    Figure  6.  GPX4 knockdown enhances ferroptosis activity in vivo

    表  1  引物序列

    Table  1.   Primer sequence

    基因名称引物方向引物序列 (5' → 3')
    GPX4上游 ForwardGAGGCAAGACCGAAGAGAAACTAC
    下游 ReverseCCGAACTGGTTACACGGGAA
    GAPDH上游 ForwardGAGTCAACGGATTTGGTCGT
    下游 ReverseGACAAGCTTCCCGTTCTCAG
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    表  2  GPX4在子宫内膜上皮细胞及不同子宫内膜癌细胞系中的表达($\bar x \pm s $)

    Table  2.   Expression of GPX4 in endometrial epithelial cells and different endometrial cancer cell lines ($\bar x \pm s $)

    分组 GPX4 mRNA
    EECs 1.09 ± 0.07
    Ishikawa 5.05 ± 0.59*
    RL95-2 6.54 ± 0.61*
    HEC1A 6.98 ± 1.32*
    HEC1B 7.59 ± 1.32*
    KLE 8.41 ± 1.34*
    F 32.72
    P <0.001*
    η2 0.84
      多组比较,One-way ANOVA,事后检验Tukey HSD,*P < 0.05。
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    表  3  GPX4对EC细胞增殖和迁移的影响($\bar x \pm s $)

    Table  3.   Effects of GPX4 on EC cell proliferation and migration ($\bar x \pm s $)

    项目 shNC组(n=6) shGPX4组(n=6) t P df Cohen’s d
    克隆的相对(折叠)数 0.89 ± 0.07 0.37 ± 0.05 14.94 <0.001* 10 8.21
    细胞的相对(折叠)数 0.99 ± 0.07 0.33 ± 0.06 16.72 <0.001* 10 9.24
    细胞凋亡率(%) 12.60 ± 2.48 61.64 ± 7.03 16.12 <0.001* 10 8.91
      独立样本t检验,*P < 0.05。
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    表  4  GPX4 敲低诱导 EC 细胞铁死亡($\bar x \pm s $)

    Table  4.   GPX4 knockdown induces ferroptosis in EC cells ($\bar x \pm s $)

    项目 shNC组(n=6) shGPX4组(n=6) t P df Cohen’s d
    细胞内亚铁水平(uM/g) 9.77 ± 1.04 17.46 ± 1.64 9.68 <0.001* 10 5.34
    脂质 ROS 水平 1.33 ± 0.11 2.04 ± 0.19 8.15 <0.001* 10 4.51
    MDA 水平(nmol/mg) 3.33 ± 1.03 8.17 ± 1.17 7.59 <0.001* 10 4.19
      独立样本t检验,*P < 0.05。
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    表  5  GPX4 敲低对 EC 细胞脂质过氧化物及铁死亡关键蛋白的影响($\bar x \pm s $)

    Table  5.   Effects of GPX4 knockdown on lipid peroxide and expression of key ferroptosis proteins in EC cells ($\bar x \pm s $)

    项目 shNC组(n=6) shGPX4组(n=6) t P df Cohen’s d
    细胞内 GSH 水平(nmol/mg prot) 28.64 ± 3.12 12.37 ± 2.05 11.82 <0.001* 10 6.53
    GPX4 酶活性(U/mg prot) 15.26 ± 1.89 5.73 ± 1.08 10.95 <0.001* 10 6.06
    4-HNE(ng/mL) 18.25 ± 2.31 56.78 ± 4.92 16.03 <0.001* 10 8.86
      独立样本t检验,*P < 0.05。
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    表  6  GPX4 敲低增强体内铁死亡活性($\bar x \pm s $)

    Table  6.   GPX4 knockdown enhances ferroptosis activity in vivo ($\bar x \pm s $)

    项目 shNC组(n=6) shGPX4组(n=6) t P df Cohen’s d
    肿瘤体积(cm3 0.87 ± 0.12 0.36 ± 0.07 9.07 <0.001* 10 5.01
    肿瘤重量(g) 0.73 ± 0.07 0.32 ± 0.06 10.53 <0.001* 10 5.81
    细胞铁含量(μmol/g prot) 4.02 ± 0.80 7.89 ± 1.75 4.94 <0.001* 10 2.73
    MDA 水平(nmol/mg) 23.35 ± 3.71 42.02 ± 5.78 6.67 <0.001* 10 3.68
      独立样本t检验,*P < 0.05。
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  • 收稿日期:  2025-07-30
  • 网络出版日期:  2025-11-17

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