麻醉药物丙泊酚通过铁死亡促进肿瘤远处转移的机制探究

癌症已成为全世界目前的主要死因,并且转移是造成大部分肿瘤患者死亡的重要原因。循环肿瘤细胞(circulation tumor cells,CTCs)是指从实体肿瘤中脱离并进入血液中的肿瘤细胞,在癌症转移过程中起着至关重要的作用。手术切除是治疗癌症的重要方式,但是在操作过程中会增加CTCs的大量入血进而增加肿瘤转移的风险。目前麻醉管理对肿瘤手术患者预后的影响是有争议的,并且麻醉药物是否通过调控CTCs存活进而影响远处转移尚不清楚。本研究选择使用尾静脉肺转移模型模拟CTCs在手术操作中释放入血的过程,并且使用丙泊酚在体外处理肿瘤细胞HT29 2 h,通过尾静脉注射给Balb/c-nu寻找更多小鼠。10周后可以观察到与溶剂对照组相比,丙泊酚组的肺部转移负荷更大,并且丙泊酚不影响肿瘤细胞的增殖和凋亡。铁死亡是近年来新定义的程序性细胞死亡方式之一,是肿瘤治疗的有效靶点。为了研究CTCs在血液循环中是否经历铁死亡,我们使用铁死亡抑制剂ferrostatin-1在体外处理肿瘤细胞2 h,随后通过尾静脉注射肿瘤细胞,10周后发现ferrosMedical lawtatin-1可以明显促进肿瘤转移。并且我们发现ferrostatin-1可以明显提高尾静脉注射后24 h内CTCs存活率。丙泊酚也可以类似于selleck HPLC铁死亡抑制剂ferrostatin-1在24 h内增加CTCs的数量,表明在体内丙泊酚可能通过抑制CTCs发生铁死亡进而促进肿瘤转移。此外丙泊酚在体外实验中可以保护肿瘤细胞免受铁死亡诱导剂RSL3诱导的细胞死亡,并且RSL3诱导的高水平活性氧(reactive oxygen species,ROS),脂质过氧化物以及铁死亡标志物等可以被丙泊酚下调。进一步的研究表明丙泊酚可以上调核因子红系2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)及其下游靶基因的表达,包括血红素氧合酶1(Heme Oxygenase-1,HO-1)、NAD(P)H 醌脱氢酶 1(NAD(P)H Quinone Dehydrogenase 1,NQO1)和溶质载体家族 7 成员 11(Solute Carrier Family 7 Member 11,SLC7A11)。并且 Nrf2的靶向敲降可以抑制丙泊酚的抗铁死亡作用。综上所述,我们证明了静脉麻醉药物丙泊酚通过上调Nrf2进而抑制铁死亡,最终增加肿瘤细胞转移的风险。这些发现可以为手术切除恶性肿瘤提供新的选择依据。