转铁蛋白受体通过激活铁依赖性PI3K/AKT/mTOR信号通路促进子宫内膜癌增殖

Transferrin Receptor Promotes Endometrial Cancer Proliferation by Activating the Iron-Dependent PI3K/AKT/mTOR Signaling Pathway.

作者信息Yufei Yang, Ying Ning, Yu Chen, Tian Tian, Xinyan Gao, Yan Kong, Ke Lei, Zhumei Cui
PMID40022544
发布时间2025-05
DOI10.1111/cas.70015

实验完整度

包含临床样本分析、细胞功能实验、机制验证及体内异种移植模型等多个独立证据层级,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

子宫内膜癌临床样本(82例EC组织和14例正常子宫内膜组织) Ishikawa和HEC细胞系 HEC细胞异种移植裸鼠模型

重点核对

TFRC在EC组织中的表达水平及与预后的关系(IHC评分,OS) TFRC敲低和过表达对EC细胞增殖的影响(CCK8、集落形成、EDU、细胞周期) TFRC对PI3K/AKT/mTOR通路磷酸化水平的影响(Western blot) 铁调节剂FAC和DFO对通路和增殖的逆转作用 AURKA对TFRC表达的转录调控(qRT-PCR和Western blot)

摘要

异常的铁代谢在包括子宫内膜癌(EC)在内的癌症中经常观察到。然而,铁代谢的关键调节因子转铁蛋白受体(TFRC)在子宫内膜癌中的作用仍不清楚。我们发现,与邻近的非肿瘤组织相比,子宫内膜癌组织中转铁蛋白受体的表达显著上调,且高转铁蛋白受体水平与不良预后相关。功能研究表明,转铁蛋白受体敲低在体外和体内损害子宫内膜癌细胞的增殖,而转铁蛋白受体过表达增强子宫内膜癌细胞的增殖。机制上,转铁蛋白受体激活PI3K/AKT/mTOR信号通路,因为其敲低抑制了该通路,而mTOR抑制剂雷帕霉素逆转了转铁蛋白受体诱导的通路激活和增殖。通过柠檬酸铁铵(FAC)或去铁胺(DFO)调节不稳定铁池可挽救转铁蛋白受体诱导的生物学效应。此外,AURKA被确定为转铁蛋白受体表达的调节因子。这些发现证明了转铁蛋白受体在子宫内膜癌中的致癌作用,并提示靶向铁稳态和PI3K/AKT/mTOR通路可能代表子宫内膜癌的潜在治疗策略。TFRC可能作为EC患者风险评估的关键预后指标,并提出TFRC作为阻止EC进展的有前景的治疗靶点。TFRC介导的铁吸收上调促进了EC的增殖,这表明铁螯合剂有可能成为治疗EC的有前景的治疗剂。铁螯合剂和mTOR抑制剂的组合可能成为未来晚期和复发性EC患者的新治疗策略。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
TFRC在子宫内膜癌中的表达、功能及其潜在机制是什么?
核心机制
TFRC通过铁依赖性方式激活PI3K/AKT/mTOR信号通路,促进子宫内膜癌细胞增殖。
主要证据
TFRC在EC组织中表达上调且与不良预后相关;敲低TFRC抑制细胞增殖,过表达促进增殖;机制上,TFRC调节铁池并通过PI3K/AKT/mTOR通路发挥作用,雷帕霉素和铁调节剂(FAC和DFO)可逆转TFRC诱导的效应;AURKA调节TFRC表达。
研究意义
TFRC可能作为EC患者风险评估的关键预后指标,并可能成为阻止EC进展的治疗靶点;铁螯合剂与mTOR抑制剂联合可能成为晚期和复发性EC的新治疗策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

临床样本分析

评估TFRC在EC组织中的表达水平及其与预后的关系。

使用TCGA数据库分析TFRC mRNA水平;IHC染色检测TFRC蛋白表达,并分析其与临床病理特征和总生存期的关系。

2

细胞功能实验

验证TFRC对EC细胞增殖的影响。

在Ishikawa和HEC细胞中敲低或过表达TFRC,通过CCK8、集落形成、EDU染色和细胞周期实验检测增殖能力。

3

机制验证

验证TFRC是否通过PI3K/AKT/mTOR通路发挥作用,并确认铁依赖性。

用Western blot检测通路蛋白磷酸化水平;用FAC或DFO处理细胞,观察通路和增殖的恢复或抑制;用雷帕霉素处理TFRC过表达细胞,观察通路和增殖的变化。

4

上游调控机制

探究AURKA是否调控TFRC表达。

在Ishikawa和HEC细胞中敲低或过表达AURKA,用qRT-PCR和Western blot检测TFRC mRNA和蛋白水平,同时检测β-catenin蛋白水平。

5

体内实验

验证TFRC敲低和雷帕霉素对EC肿瘤生长的影响。

将HEC-shTFRC或对照细胞皮下注射到裸鼠,并给予雷帕霉素处理,监测肿瘤体积和重量,IHC检测Ki-67表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
高糖DMEM培养基Pricella--
胎牛血清Pricella--
青霉素/链霉素Pricella--
慢病毒GeneChem--
CCK8试剂BeyotimeC0037
结晶紫Beyotime--
EDU染色试剂盒BeyotimeC0071S
PI/RNase染色缓冲液BD--
RIPA裂解液Beyotime Biotechnology--
ECL检测试剂Yeasen36208ES60
AURKA抗体CST14475T
β-catenin抗体Proteintech51067-2-AP
TFRC抗体Abcamab214039
p-PI3K抗体CST62098S
PI3K抗体Abcamab191606
p-AKT抗体Abcamab192623
AKT抗体Abcamab179463
p-mTOR抗体Abcamab109268
mTOR抗体Abcamab179463
SYBR Green预混液Yeasen1184ES03
钙黄绿素-AMBeyotimeT18931
甲磺酸去铁胺AbsinT1637
BALB/c裸鼠Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co. Ltd.--
Ki67抗体Abcamab15580
柠檬酸铁铵----
雷帕霉素----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
临床样本收集与TFRC表达分析
IHC评分标准(0-12分,<7低表达,≥7高表达);样本量(82例EC组织,14例正常组织);TCGA数据(174例肿瘤,91例正常)
阅读提示:Material and Methods 2.1, 2.12; Results 3.1; Figure 1
细胞培养和转染
细胞系(Ishikawa, HEC, AN3, RL-952);培养条件(DMEM高糖+10%FBS+1%P/S);转染试剂(慢病毒,GeneChem);敲低/过表达序列(Table S1)
阅读提示:Material and Methods 2.2, 2.3; Figure 2a-b
体外功能实验
细胞数量(CCK8:5000/孔;集落形成:3000/孔);培养时间(集落14天);EDU染色步骤;细胞周期染色步骤
阅读提示:Material and Methods 2.4-2.7; Results 3.2; Figures 2,3
机制验证
FAC处理浓度(文中未明确说明)、DFO浓度(100μM用于不稳定铁池);雷帕霉素处理浓度(文中未明确说明);Western blot抗体及稀释度
阅读提示:Material and Methods 2.8, 2.10; Results 3.3, 3.4; Figures 4-6
体内异种移植实验
小鼠品系(BALB/c裸鼠,6周龄);接种细胞数(3×10^6);观察时间(6周);肿瘤体积计算公式;雷帕霉素注射方案(文中未明确说明)
阅读提示:Material and Methods 2.11; Results 3.6; Figure 8