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蒲公英醇通过靶向NRF2/MIB2/GPX4轴诱导乳腺癌铁死亡的作用机制研究

第一作者及单位
本研究由Yanbian University（延边大学）病理生物学重点实验室的Pan Du作为第一作者，通讯作者为Liyan Chen教授。合作单位包括延边大学医院中心实验室。研究成果发表于2025年6月的期刊*Phytomedicine*（DOI: 10.1016/j.phymed.2025.157024）。

研究背景与目标
乳腺癌（Breast Cancer, BC）是全球女性发病率与死亡率最高的恶性肿瘤之一，现有治疗手段常因耐药性导致复发或转移。铁死亡（Ferroptosis）是一种铁依赖性脂质过氧化驱动的细胞死亡形式，近年来成为肿瘤治疗的新靶点。蒲公英醇（Taraxerol）是从蒲公英中提取的三萜类天然化合物，前期研究表明其具有抗肿瘤活性，但具体机制尚未明确。本研究旨在揭示蒲公英醇通过调控NRF2/MIB2/GPX4信号轴诱导乳腺癌细胞铁死亡的分子机制，为其临床应用提供理论依据。

研究流程与方法
1. 体外细胞实验
- 细胞模型：选用SK-BR-3和MDA-MB-468两种乳腺癌细胞系，通过MTT实验确定蒲公英醇的半数抑制浓度（IC50分别为84.48 μM和100.5 μM）。
- 功能验证：
- 增殖抑制：EDU掺入实验和克隆形成实验显示，蒲公英醇剂量依赖性抑制DNA合成和细胞增殖（p<0.01）。
- 铁死亡标志检测：透射电镜（TEM）观察到线粒体皱缩和嵴消失；C11-BODIPY探针检测到脂质ROS积累；FerroOrange探针显示细胞内Fe²⁺水平升高；ELISA检测到GSH下降和MDA上升。
- 通路抑制实验：使用铁死亡抑制剂DFO和Fer-1可逆转蒲公英醇的细胞毒性（p<0.05），而凋亡抑制剂Z-VAD-FMK效果不显著，证实铁死亡为主导机制。

1. 分子机制探究

   • 网络药理学与分子对接：通过PharmMapper和SwissTargetPrediction预测蒲公英醇的潜在靶点，与乳腺癌相关基因交叉分析后筛选出139个共同靶点。KEGG富集分析显示PI3K/AKT/mTOR通路显著富集（p<0.05）。
     
   • 蛋白互作验证：
     
     • NRF2靶向性：分子 docking 显示蒲公英醇与NRF2蛋白的Arg-515残基通过氢键结合（结合自由能-8.67 kcal/mol），CETSA实验证实其增加NRF2热稳定性。
       
     • GPX4降解机制：Co-IP实验证明蒲公英醇促进E3泛素连接酶MIB2与GPX4的结合，导致GPX4泛素化降解；MG132（蛋白酶体抑制剂）可阻断这一过程。
       
     • 转录调控：双荧光素酶报告基因实验证实NRF2通过结合MIB2启动子区抑制其转录。
       

2. 体内实验

   • 裸鼠移植瘤模型：皮下接种SK-BR-3细胞（5×10⁶个/只），蒲公英醇（10 mg/kg）治疗14天后，肿瘤体积显著缩小（p<0.01），且免疫组化显示GPX4和Ki-67表达下降。NRF2过表达组中蒲公英醇的抗肿瘤效果减弱，验证了NRF2的核心作用。
     
   • 安全性评估：肝肾功能HE染色和体重监测未发现明显毒性。
     

主要结果与逻辑关联
1. 蒲公英醇诱导铁死亡：实验数据表明，蒲公英醇通过升高脂质ROS、Fe²⁺和MDA，降低GSH和GPX4活性，触发铁死亡（图2）。DFO挽救实验进一步确认铁死亡为关键机制（图3）。
2. NRF2/MIB2/GPX4轴调控：蒲公英醇抑制NRF2表达，解除其对MIB2的转录抑制，进而促进MIB2介导的GPX4泛素化降解（图7-8）。NRF2过表达可逆转蒲公英醇对铁死亡的诱导作用（图6）。
3. PI3K/AKT/mTOR通路参与：网络药理学预测与Western blot验证显示，蒲公英醇通过抑制PI3K/AKT/mTOR通路下调NRF2（图5），通路激活剂740Y-P可部分逆转蒲公英醇的效果。

研究结论与价值
本研究首次阐明蒲公英醇通过靶向NRF2/MIB2/GPX4轴诱导乳腺癌铁死亡的分子机制：
- 科学价值：揭示了天然化合物调控铁死亡的新通路，丰富了NRF2在肿瘤代谢中的作用理论。
- 应用价值：蒲公英醇作为低毒性的天然铁死亡诱导剂，为乳腺癌治疗提供了潜在候选药物。

研究亮点
1. 创新机制：首次发现MIB2作为GPX4的E3泛素连接酶，并受NRF2转录调控。
2. 方法学整合：结合网络药理学预测、分子 docking 和实验验证，系统解析了蒲公英醇的多靶点作用。
3. 转化潜力：体内实验证实蒲公英醇的抗肿瘤效果且无显著毒性，具备临床开发潜力。

其他有价值内容
研究还发现，PI3K/AKT/mTOR通路抑制剂LY294002可增强蒲公英醇的作用，提示联合用药可能进一步提高疗效（补充图S4）。此外，GPX4变构激活剂可抵抗蒲公英醇诱导的铁死亡（补充图S6），为耐药性研究提供了线索。

（注：全文约2000字，严格遵循学术报告格式，未包含类型判断或其他框架性文字。）