鸦胆子苦醇调节Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路对皮肤鳞癌细胞铁死亡的影响

谌程程; 何平; 黄宇婧; 陈爱军

doi:10.13406/j.cnki.cyxb.003198

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

鸦胆子苦醇调节Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路对皮肤鳞癌细胞铁死亡的影响

基础研究 | 更新时间：2025-10-21

- 鸦胆子苦醇调节Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路对皮肤鳞癌细胞铁死亡的影响
- Influence of brusatol on ferroptosis in cutaneous squamous cell carcinoma cells by regulating Nrf2/SLC7A11/GPX4 signaling pathway
- 重庆医科大学学报 2023年48卷第4期页码：369-374
- 作者机构：
  
  1.重庆医科大学附属第一医院皮肤科，重庆　400016
  2.陆军军医大学新桥医院整形美容科，重庆　400042
- 作者简介：
  
  谌程程，Email：chencc1991@126.com，研究方向：皮肤肿瘤。
  陈爱军，Email：cajhx@aliyun.com。
- 基金信息：
- DOI：10.13406/j.cnki.cyxb.003198
  中图分类号： R739.5
- 收稿：2022-08-27，
  
  修回：2022-10-11，
  
  录用：2023-02-27，
  
  纸质出版：2023-04-28
- 稿件说明：
移动端阅览
谌程程,何平,黄宇婧,等.鸦胆子苦醇调节Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路对皮肤鳞癌细胞铁死亡的影响[J].重庆医科大学学报,2023,48(4):369-374.

Chen Chengcheng,He Ping,Huang Yujing,et al.Influence of brusatol on ferroptosis in cutaneous squamous cell carcinoma cells by regulating Nrf2/SLC7A11/GPX4 signaling pathway[J].Journal of Chongqing Medical University,2023,48(4):369-374.
谌程程,何平,黄宇婧,等.鸦胆子苦醇调节Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路对皮肤鳞癌细胞铁死亡的影响[J].重庆医科大学学报,2023,48(4):369-374. DOI： 10.13406/j.cnki.cyxb.003198.

Chen Chengcheng,He Ping,Huang Yujing,et al.Influence of brusatol on ferroptosis in cutaneous squamous cell carcinoma cells by regulating Nrf2/SLC7A11/GPX4 signaling pathway[J].Journal of Chongqing Medical University,2023,48(4):369-374. DOI： 10.13406/j.cnki.cyxb.003198.

摘要

目的

探讨鸦胆子苦醇调节核因子E2相关因子2（nuclear factor erythroid-2 related factor 2，Nrf2）/溶质载体家族7成员11（solute carrier family 7 member 11，SLC7A11）/谷胱甘肽过氧化物酶4（glutathione peroxidase 4，GPX4）信号通路对皮肤鳞癌（cutaneous squamous cell carcinoma，cSCC）细胞铁死亡的影响。

方法

CCK-8法检测0、100、250、500、700、900 nmol/L鸦胆子苦醇处理后人cSCC细胞系A431细胞增殖率，筛选出合适的鸦胆子苦醇作用浓度。体外培养的A431细胞随机分为对照组、鸦胆子苦醇低剂量组、鸦胆子苦醇高剂量组、特丁基对苯二酚（tert-butylhydroquinone，TBHQ；Nrf2激活剂）组、鸦胆子苦醇高剂量+TBHQ组，以鸦胆子苦醇和TBHQ分组处理后，采用CCK-8法、Hoechst 33342染色法检测各组A431细胞增殖与凋亡；采用试剂盒检测各组A431细胞抗氧化因子［谷胱甘肽（glutathione，GSH）、过氧化氢酶（catalase，CAT）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）］水平及铁死亡指标［铁含量、活性氧（reactive oxygen species，ROS）及丙二醛（malondialdehyde，MDA）］水平；采用免疫印迹实验检测各组A431细胞增殖、凋亡及Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路相关蛋白表达。

结果

与对照组相比，鸦胆子苦醇低、高剂量

组细胞增殖率、GSH及CAT、SOD水平，以及增殖细胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen，PCNA）及Bcl-2、Nrf2、SLC7A11、GPX4蛋白表达均降低（

0.05），凋亡率、铁含量、ROS及MDA水平和Bax蛋白表达均升高（

0.05）；鸦胆子苦醇高剂量组细胞增殖率、GSH及CAT、SOD水平，以及PCNA及Bcl-2、Nrf2、SLC7A11、GPX4蛋白表达相比鸦胆子苦醇低剂量组进一步降低（

0.05），凋亡率、铁含量、ROS及MDA水平和Bax蛋白表达进一步升高（

0.05）；TBHQ组细胞增殖率、GSH及CAT、SOD水平，以及PCNA及Bcl-2、Nrf2、SLC7A11、GPX4蛋白表达升高（

0.05），凋亡率、铁含量、ROS及MDA水平和Bax蛋白表达降低（

0.05）。与鸦胆子苦醇高剂量组相比，鸦胆子苦醇高剂量+TBHQ组细胞增殖率、GSH及CAT、SOD水平，以及PCNA及Bcl-2、Nrf2、SLC7A11、GPX4蛋白表达升高（

0.05），凋亡率、铁含量、ROS及MDA水平和Bax蛋白表达降低（

0.05）。

结论

鸦胆子苦醇通过下调Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路而促进铁死亡，诱导cSCC细胞凋亡，并抑制其增殖。

Abstract

Objective

To investigate the influence of brusatol on ferroptosis in cutaneous squamous cell carcinoma（cSCC） by regulating nuclear factor erythroid-2 related factor 2（Nrf2）/solute carrier family 7 member 11（SLC7A11）/glutathione peroxidase 4（GPX4） signaling pathway.

Methods

The proliferation rate of human cSCC cell line A431 cells after treatment with 0，100，250，500，700，900 nmol/L of brusatol was detected by CCK-8 method，and the appropriate concentration of brusatol was screened out. The A431 cells cultured

in vitro

were randomly separated into control group，low-dose brusatol group， high-dose brusatol group，tert-butylhydroquinone（TBHQ；Nrf2 activator） group，and high-dose brusatol+TBHQ group. After treatment with brusatol and TBHQ，respectively，the proliferation and apoptosis of A431 cells in each group were detected by CCK-8 method and Hoechst 33342 staining method；Kits were applied to detect the levels of antioxidant factors［glutathione（GSH），catalase（CAT），and superoxide dismutase（SOD）］ and ferroptosis indicators［iron content，reactive oxygen species（ROS） and malondialdehyde（MDA）］ in A431 cells in each group；the expressions of p

roliferation，apoptosis and Nrf2/SLC7A11/GPX4 signaling pathway-related proteins of A431 cells in each group were detected by Western blot.

Results

Compared with the control group，the cell proliferation rate，GSH，CAT，SOD levels，PCNA，Bcl-2，Nrf2，SLC7A11，and GPX4 protein expressions in the low and high dose brusatol groups were all decreased（

0.05），and the apoptosis rate，iron content，ROS and MDA levels，and Bax protein expression were all increased（

0.05）；the cell proliferation rate，GSH，CAT，SOD levels，proliferating cell nuclear antigen（PCNA），Bcl-2，Nrf2，SLC7A11，and GPX4 protein expressions in the high-dose brusatol group were further decreased than the low-dose brusatol group（

0.05），and the apoptosis rate，iron content，ROS and MDA levels，and Bax protein expression were further increased（

0.05）；the cell proliferation rate，GSH，CAT，SOD levels，PCNA，Bcl-2， Nrf2，SLC7A11，and GPX4 protein expressions in TBHQ group were increased（

0.05），and the apoptosis rate，iron content，ROS and MDA levels，and Bax protein expression were decreased（

0.05）. Compared with the high-dose brusatol group，the cell proliferation rate，GSH，CAT，SOD levels，PCNA，Bcl-2，Nrf2，SLC7A11，and GPX4 protein expressions in the high-dose brusatol alcohol+TBHQ group were increased （

0.05），and the apoptosis rate，iron content，ROS and MDA levels，and Bax protein expression were decreased（

0.05）.

Conclusion

Brusatol promotes ferroptosis，induces apoptosis of cSCC cells，and inhibits its proliferation by down-regulating Nrf2/SLC7A11/GPX4 signaling pathway.

关键词

Keywords

references

de Jong E ， Lammerts MUPA ， Genders RE ， et al . Update of advanced cutaneous squamous cell carcinoma [J ] . J Eur Acad Dermatol Venereol ， 2022 ， 36 （ Suppl 1 ）： 6 - 10 .

Hughes BGM ， Munoz-Couselo E ， Mortier L ， et al . Pembrolizumab for locally advanced and recurrent/metastatic cutaneous squamous cell carcinoma（KEYNOTE-629 study）：an open-label，nonrandomized，multicenter，phase II trial [J ] . Ann Oncol ， 2021 ， 32 （ 10 ）： 1276 - 1285 .

Yan F ， Tillman BN ， Nijhawan RI ， et al . High-risk cutaneous squamous cell carcinoma of the head and neck：a clinical review [J ] . Ann Surg Oncol ， 2021 ， 28 （ 13 ）： 9009 - 9030 .

Fujihara KM ， Zhang BZ ， Clemons NJ . Opportunities for ferroptosis in cancer therapy [J ] . Antioxidants（Basel）， 2021 ， 10 （ 6 ）： 986 .

Xu CC ， Zhuo YT ， Liu YY ， et al . Itraconazole inhibits the growth of cutaneous squamous cell carcinoma by targeting HMGCS1/ACSL4 axis [J ] . Front Pharmacol ， 2022 ， 13 ： 828983 .

Gao XC ， Guo N ， Xu H ， et al . Ibuprofen induces ferroptosis of glioblastoma cells via downregulation of nuclear factor erythroid 2-related factor 2 signaling pathway [J ] . Anticancer Drugs ， 2020 ， 31 （ 1 ）： 27 - 34 .

Tang X ， Ding H ， Liang ML ， et al . Curcumin induces ferroptosis in non-small-cell lung cancer via activating autophagy [J ] . Thorac Cancer ， 2021 ， 12 （ 8 ）： 1219 - 1230 .

Feng L ， Zhao KK ， Sun LC ， et al . SLC7A11 regulated by Nrf2 modulates esophageal squamous cell carcinoma radiosensitivity by inhibiting ferroptosis [J ] . J Transl Med ， 2021 ， 19 （ 1 ）： 367 .

Lee JH ， Rangappa S ， Mohan CD ， et al . Brusatol，a Nrf2 inhibitor targets STAT3 signaling cascade in head and neck squamous cell carcinoma [J ] . Biomolecules ， 2019 ， 9 （ 10 ）： 550 .

刘思园，蔡　萌，李春建，等 . 鸦胆子苦醇抑制结直肠癌细胞增殖与Nrf2通路相关性研究 [J ] . 中华肿瘤防治杂志， 2018 ， 25 （ 4 ）： 243 - 249，257 .

Liu SY ， Cai M ， Li CJ ， et al . Inhibitory effects of Brusatol on proliferation and Nrf2 pathway in colorectal cancer cells [J ] . Chin J Cancer Prev Treat ， 2018 ， 25 （ 4 ）： 243 - 249，257 .

何　爽，杜玉梅，唐加峰，等 . 鸦胆子苦醇抑制H1299非小细胞肺癌细胞增殖和促进其凋亡的机制 [J ] . 中国药理学通报， 2022 ， 38 （ 3 ）： 360 - 366 .

He S ， Du YM ， Tang JF ， et al . Research of proliferation inhibition and apoptosis promotion mechanism of brusatol on H1299 cells [J ] . Chin Pharmacol Bull ， 2022 ， 38 （ 3 ）： 360 - 366 .

Zhou B ， Zhang XL ， Wang GR ， et al . Drug screening assay based on the interaction of intact Keap1 and Nrf2 proteins in cancer cells [J ] . Bioorg Med Chem ， 2019 ， 27 （ 1 ）： 92 - 99 .

Ferrarotto R ， Amit M ， Nagarajan P ， et al . Pilot phase II trial of neoadjuvant immunotherapy in locoregionally advanced，resectable cutaneous squamous cell carcinoma of the head and neck [J ] . Clin Cancer Res ， 2021 ， 27 （ 16 ）： 4557 - 4565 .

Hedberg ML ， Berry CT ， Moshiri AS ， et al . Molecular mechanisms of cutaneous squamous cell carcinoma [J ] . Int J Mol Sci ， 2022 ， 23 （ 7 ）： 3478 .

卢睿瑾，杜玉梅，黄世莹，等 . 鸦胆子苦醇通过RhoA/ROCK1信号通路抑制人结直肠癌细胞HCT-116的侵袭和迁移 [J ] . 中国药理学通报， 2021 ， 37 （ 10 ）： 1360 - 1365 .

Lu RJ ， Du YM ， Huang SY ， et al . Brusatol inhibits migration and invasion of colorectal cancer HCT-116 cells via suppressing RhoA/ROCK1 signaling pathway [J ] . Chin Pharmacol Bull ， 2021 ， 37 （ 10 ）： 1360 - 1365 .

王　敏，刘其礼，许　帅，等 . 鸦胆子苦醇对非小细胞肺癌Nrf2-Notch1信号轴的影响机制研究 [J ] . 中国医药导报， 2018 ， 15 （ 19 ）： 16 - 19 .

Wang M ， Liu QL ， Xu S ， et al . Study on the mechanism of the influence of Brusatol for the Nrf2-Notch1 axis of non-small cell lung cancer [J ] . China Med Her ， 2018 ， 15 （ 19 ）： 16 - 19 .

Jiang B ， Zhao YQ ， Shi M ， et al . DNAJB6 promotes ferroptosis in esophageal squamous cell carcinoma [J ] . Dig Dis Sci ， 2020 ， 65 （ 7 ）： 1999 - 2008 .

Zeng QY ， Yang JY ， Ji J ， et al . PD-L1 blockade potentiates the antitumor effects of ALA-PDT and optimizes the tumor microenvironment in cutaneous squamous cell carcinoma [J ] . Oncoimmunology ， 2022 ， 11 （ 1 ）： 2061396 .

Gao RZ ， Kalathur RKR ， Coto-Llerena M ， et al . YAP/TAZ and ATF4 drive resistance to Sorafenib in hepatocellular carcinoma by preventing ferroptosis [J ] . EMBO Mol Med ， 2021 ， 13 （ 12 ）： e14351 .

Yuan L ， Li SB ， Chen QY ， et al . EBV infection-induced GPX4 promotes chemoresistance and tumor progression in nasopharyngeal carcinoma [J ] . Cell Death Differ ， 2022 ， 29 （ 8 ）： 1513 - 1527 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

铁代谢异常对代谢相关脂肪性肝病的影响及治疗研究进展

重度爆炸冲击伤所致肾功能损伤与肾小管上皮细胞铁死亡

探究CCI大鼠海马铁死亡与神经病理性疼痛诱发情绪紊乱的相关性分析

HSF1/AMPK信号通路在铁死亡参与糖尿病心肌病发病的机制研究

BRD4/NF-κB信号通路介导的铁死亡参与三阴性乳腺癌化疗耐药的机制