HELLS通过调节Nrf2/HO-1/GPX4通路抑制鼻咽癌中自噬依赖性铁死亡

HELLS inhibits autophagy‑dependent ferroptosis in nasopharyngeal carcinoma by modulating the Nrf2/HO‑1/GPX4 pathway.

作者信息Chengxun Jin, Jinqiu Li, Siqi Han, Chaoluomeng Bai, Jingpu Yang, Zonggui Wang
PMID41823538
发布时间2026-05
DOI10.3892/ijmm.2026.5788

实验完整度

包含体外细胞功能实验(增殖/凋亡/迁移/侵袭)、铁死亡与自噬标志物检测、机制验证(Co-IP及通路干预)及体内异种移植模型。

主要模型

鼻咽癌细胞系NPC/HK1 鼻咽癌细胞系C666-1 鼻咽上皮细胞系NP69 Balb/c裸鼠异种移植瘤模型

重点核对

HELLS敲除效率(sh-HELLS序列及转染条件) 铁死亡诱导剂erastin浓度(10 μM)及抑制剂ferrostatin-1浓度(2 μM) 自噬调节剂rapamycin(500 nM)和3-MA(5 mM)浓度 Nrf2激动剂ML334浓度(1 μM) 体内实验中细胞接种量(5×10^6)及肿瘤测量时间点(每3天,共19天)

摘要

本研究旨在阐明淋巴样特异性解旋酶(HELLS)在鼻咽癌(NPC)细胞自噬依赖性铁死亡中的作用及相关机制。通过生物信息学分析确定关键基因。通过短发夹RNA转染实现基因敲除。采用逆转录定量聚合酶链反应检测mRNA表达,通过免疫组织化学和蛋白质印迹评估蛋白表达。此外,通过Cell Counting Kit-8、Transwell和流式细胞术检测细胞增殖、迁移、侵袭和凋亡。使用商业试剂盒定量谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)和Fe2+。通过免疫荧光评估活性氧(ROS)。此外,采用肿瘤异种移植小鼠模型进行体内验证。HELLS在人类NPC组织中上调,从15个候选基因中选出。HELLS敲除导致NPC/HK1细胞增殖、迁移和侵袭能力下降,同时促进凋亡和自噬。此外,铁死亡和自噬激动剂处理增加了MDA、Fe2+、4-羟基壬烯醛和ROS的水平,以及酰基辅酶A合成酶长链家族成员4和前列腺素内过氧化物合酶2的表达。相反,GSH水平降低。这些观察到的趋势可被铁死亡和自噬抑制剂逆转。HELLS敲除还导致核因子-红细胞2相关因子2(Nrf2)、血红素加氧酶-1(HO-1)和谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)的下调,这可通过Nrf2激动剂调节。在体内实验中,HELLS表达减少抑制了肿瘤生长以及Nrf2、HO-1和GPX4的表达,同时促进自噬。总之,HELLS激活Nrf2/HO-1/GPX4通路,抑制NPC细胞的自噬依赖性铁死亡,从而促进NPC进展。

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
HELLS在鼻咽癌中是否通过调节自噬依赖性铁死亡影响肿瘤进展?
核心机制
HELLS通过激活Nrf2/HO-1/GPX4信号通路抑制自噬依赖性铁死亡,从而促进鼻咽癌进展。
主要证据
体外实验显示HELLS敲除抑制增殖、迁移、侵袭,促进凋亡和自噬,并增强铁死亡指标(降低GSH,增加MDA、Fe2+、ROS、4-HNE、ACSL4、PTGS2);Co-IP证实HELLS与Nrf2相互作用;体内异种移植模型证明HELLS敲低抑制肿瘤生长并下调Nrf2/HO-1/GPX4。
研究意义
HELLS基因可能作为鼻咽癌的重要治疗靶点,开发HELLS调节剂有望成为NPC治疗的潜在策略。

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

生物信息学分析

筛选与NPC及铁死亡相关的关键基因

分析GSE12452数据集,获得DEGs,与FerrDB中的铁死亡相关基因取交集,得到15个候选基因,最终选定HELLS。

2

临床样本验证

验证HELLS及通路蛋白在NPC组织中的表达

通过RT-qPCR和免疫组化检测NPC及癌旁组织中HELLS表达,Western blot检测Nrf2、HO-1、GPX4蛋白水平。

3

体外细胞功能实验

评估HELLS敲除对NPC细胞增殖、凋亡、迁移、侵袭及自噬的影响

在NPC/HK1和C666-1细胞中转染sh-HELLS,通过CCK-8、流式细胞术、Transwell实验及Western blot检测相关指标。

4

铁死亡相关指标检测

评估HELLS对铁死亡的影响

使用erastin和ferrostatin-1处理细胞,检测GSH、MDA、Fe2+、ROS水平及ACSL4、PTGS2、4-HNE表达。

5

自噬依赖性铁死亡验证

验证HELLS是否通过自噬影响铁死亡

使用自噬激动剂rapamycin和抑制剂3-MA处理细胞,检测细胞活力及铁死亡相关指标。

6

机制验证

验证HELLS是否通过Nrf2/HO-1/GPX4通路调节铁死亡

使用Nrf2激动剂ML334处理细胞,检测Nrf2、HO-1、GPX4表达及自噬标志物;Co-IP验证HELLS与Nrf2相互作用。

7

体内验证

验证HELLS对NPC肿瘤生长的作用及机制

将sh-HELLS或sh-NC转染的NPC/HK1细胞注射到裸鼠皮下,构建异种移植瘤模型,测量肿瘤生长,并检测相关蛋白表达。

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
RPMI-1640培养基Corning, Inc.--
胎牛血清Sijiqing--
青霉素-链霉素溶液Biosharp Life Sciences--
DMEM培养基----
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher Scientific, Inc.--
ErastinMedChemExpressHY-15763
Ferrostatin-1MedChemExpressHY-100579
雷帕霉素MedChemExpressHY-10219
3-甲基腺嘌呤MedChemExpressHY-19312
ML334MedChemExpressHY-110258
细胞计数试剂盒-8Kermey--
活细胞Caspase-3活性与凋亡检测试剂盒Beyotime Institute of BiotechnologyC1077M
FACSCalibur流式细胞仪Becton, Dickinson and Company--
基质胶Corning, Inc.--
结晶紫Biosharp Life SciencesBL802A
还原型谷胱甘肽检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA006-2-1
脂质过氧化MDA检测试剂盒Beyotime Institute of BiotechnologyS0131S
细胞亚铁离子荧光检测试剂盒Elabscience Biotechnology, Inc.E-BC-F101
DCFH-DA探针----
TRIzol试剂Invitrogen; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
TransScript II第一链cDNA合成SuperMixTransGen Biotech Co., Ltd.--
ChamQ通用SYBR qPCR预混液Vazyme Biotech Co., Ltd.--
RIPA裂解液Beyotime Institute of Biotechnology--
蛋白酶抑制剂混合物----
BCA蛋白定量试剂盒----
PVDF膜MilliporeSigma--
ECL化学发光试剂盒Beyotime Institute of Biotechnology--
Lsh/HELLS抗体ABclonal Biotech Co., Ltd.A22289
Beclin 1抗体ABclonal Biotech Co., Ltd.A21191
MAP1LC3A抗体ABclonal Biotech Co., Ltd.A12319
COX2/PTGS2抗体ABclonal Biotech Co., Ltd.A3560
ACSL4抗体ABclonal Biotech Co., Ltd.A22901
HO-1/HMOX1抗体ABclonal Biotech Co., Ltd.A19062
GPX4兔单克隆抗体ABclonal Biotech Co., Ltd.A11243
抗4-羟基壬烯醛抗体Abcamab48506
抗Nrf2抗体Abcamab137550
HRP标记的山羊抗兔IgGBeyotime Institute of BiotechnologyA0208
HRP标记的山羊抗小鼠IgGBeyotime Institute of BiotechnologyA0216
Lsh/HELLS抗体ABclonal Biotech Co., Ltd.A22289
DAB显色试剂盒Beyotime Institute of Biotechnology--
Pierce免疫共沉淀试剂盒Thermo Fisher Scientific, Inc.26149
抗HELLS抗体Proteintech Group, Inc.11955-1-AP
抗Nrf2抗体Zen Bio2221102
兔IgGProteintech Group, Inc.30000-0-AP

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
细胞培养与转染
细胞系(NPC/HK1、C666-1、NP69)的培养条件(培养基、FBS浓度)、转染试剂(Lipofectamine 2000)及shRNA序列
阅读提示:Methods: Cell culture, Cell transfection
铁死亡调节
erastin浓度(10 μM)、ferrostatin-1浓度(2 μM)及处理时间(24小时)
阅读提示:Methods: Cell treatment and group setting
自噬调节
rapamycin浓度(500 nM)、3-MA浓度(5 mM)及处理时间(24小时)
阅读提示:Methods: Cell treatment and group setting
通路调节
Nrf2激动剂ML334浓度(1 μM)及处理时间(24小时)
阅读提示:Methods: Cell treatment and group setting
体内模型
动物品系(Balb/c裸鼠)、性别(雄性)、周龄未说明、细胞接种量(5×10^6)、肿瘤测量时间(每3天)、处死时间(第19天)及麻醉剂量(戊巴比妥钠150 mg/kg)
阅读提示:Methods: Xenograft model