【CMT&CHTV 文献精粹】
导语：本文探讨了胃腺癌干细胞的分子调控机制，特别是POLQ蛋白如何通过影响DHODH表达来调节肿瘤干细胞的干性和铁死亡抗性。这一发现为靶向胃腺癌干细胞提供了新的治疗策略，有望改善当前的治疗局限，为患者带来更为有效的治疗选择。
在肿瘤治疗领域，胃腺癌（GC）因其高度的异质性和肿瘤干细胞（CSCs）的存在而成为研究的热点。CSCs被认为在肿瘤的复发、转移和药物抗性中扮演关键角色。因此，揭示CSCs表型背后的分子机制并开发新的生物标志物和治疗靶点具有重要意义。
2024年4月，《Cell Death Dis》杂志发表了一篇题为《POLQ inhibition attenuates the stemness and ferroptosis resistance in gastric cancer cells via downregulation of dihydroorotate dehydrogenase》的文章，该研究为胃腺癌治疗提供了新的视角和策略。特别是，该研究聚焦于POLQ蛋白及其在调控胃腺癌细胞干性特征和铁死亡（ferroptosis）抗性中的作用，为开发针对CSCs的靶向治疗提供了潜在的分子靶点。
研究方法
本研究旨在探究POLQ对胃腺癌细胞干性特征和铁死亡抗性的影响及其分子机制。研究中使用了人类胃腺癌细胞系（AGS和MGC-803），通过慢病毒介导的shRNA技术敲减POLQ表达，并利用POLQ抑制剂Novobiocin进行药物干预。实验分组包括对照组、POLQ敲减组、DHODH过表达组以及相应的组合处理组。通过细胞活性检测、细胞球形成实验、免疫印迹、脂质过氧化测定、实时定量PCR、免疫组化染色和转录组分析等方法，对细胞干性、铁死亡敏感性及相关分子表达进行了综合评估。
研究结果
POLQ对胃腺癌细胞干性特征的调控作用
研究首先观察到POLQ在胃腺癌细胞中的表达水平与细胞的干性特征密切相关。通过敲减POLQ表达，研究团队发现胃腺癌细胞的增殖能力显著下降，同时肿瘤干细胞标志物如ALDH1A1、AQP5、CD24和CD44的mRNA表达水平也明显降低。此外，通过体内限制稀释实验，POLQ敲减细胞的肿瘤形成能力较对照组显著降低，显示了POLQ对维持胃腺癌细胞干性特征的重要性。
图1 POLQ正向调控胃癌细胞的干细胞样特性
POLQ与DHODH表达的相关性
进一步的转录组分析揭示了POLQ敲减导致DHODH表达下调，而DHODH是已知的铁死亡防御系统中的关键酶。实验数据显示，POLQ敲减细胞中DHODH的mRNA和蛋白水平均显著下降，美工招聘而通过药物Novobiocin抑制POLQ同样能够降低DHODH的表达。重要的是，DHODH的过表达能够逆转POLQ敲减引起的细胞干性降低，表明DHODH在POLQ调控细胞干性中发挥了关键作用。
POLQ对铁死亡敏感性的影响
研究还发现，POLQ的表达水平与胃腺癌细胞对铁死亡的抗性密切相关。POLQ敲减或通过药物抑制能够显著增加细胞对铁死亡诱导剂的敏感性，这一点通过脂质过氧化水平的显著增加和细胞存活率的降低得到了证实。此外，POLQ敲减细胞在面对氧化脂质时表现出更高的敏感性，进一步证实了POLQ在调控铁死亡抗性中的作用。
E2F4在POLQ调控DHODH中的桥梁作用
深入的机制研究表明，POLQ通过转录因子E2F4调控DHODH的表达。POLQ敲减导致E2F4的表达下降，而E2F4的过表达能够恢复DHODH的表达，并逆转POLQ敲减引起的细胞干性和铁死亡敏感性的变化。此外，E2F4能够直接结合到DHODH的启动子区域，调控其转录活性。
POLQ抑制剂与铁死亡诱导剂的协同效应
研究评估了POLQ抑制剂Novobiocin与铁死亡诱导剂Sulfasalazine联合使用的效果。结果显示，这种联合治疗在体内外实验中均能显著抑制胃腺癌细胞的生长和转移，并且能够增加细胞对铁死亡的敏感性。这些结果表明，POLQ抑制剂和铁死亡诱导剂的组合可能是治疗胃腺癌的有效策略。
图2 靶向POLQ使癌症细胞更容易发生铁死亡
总结
本研究揭示了POLQ在胃腺癌干细胞干性维持和铁死亡抗性中的双重作用，并明确了其通过E2F4-DHODH轴的调控机制。这一发现不仅丰富了我们对胃腺癌分子病理学的理解，也为开发新的治疗策略提供了科学依据。特别是，POLQ抑制剂与铁死亡诱导剂的联合应用，为克服肿瘤干细胞的抗药性提供了新的思路。随着个体化医疗的不断进步，针对肿瘤干细胞的靶向治疗策略有望成为提高胃腺癌患者生存率和生活质量的关键。
参考文献
Peng Y, Zheng W, Chen Y,et al. POLQ inhibition attenuates the stemness and ferroptosis resistance in gastric cancer cells via downregulation of dihydroorotate dehydrogenase[J]. Cell Death Dis. 2024 Apr 4;15(4):248. doi: 10.1038/s41419-024-06618-5.