?  研究背景

膠質母細胞瘤（Glioblastoma multiforme, GBM）是一種高度侵襲性的WHO IV級腦部惡性腫瘤。近年來的研究表明，膠質瘤在治療過程中可能表現出從新生腫瘤到老化腫瘤的演變趨勢，提示細胞衰老可能在GBM治療中發揮作用。然而，細胞衰老在腫瘤中的作用復雜，一方面可能抑制腫瘤，另一方面可能通過衰老相關分泌表型（SASP）促進腫瘤復發和抗藥性。細胞衰老（Senescence）是一種細胞周期停滯狀態，通常被認為具有抗腫瘤作用。然而，越來越多的證據表明，放療和化療可能誘導腫瘤中衰老細胞的積累，這些衰老細胞可能通過SASP促進腫瘤復發和抗藥性。γ-干擾素誘導蛋白16（IFI16）是一種細胞內DNA感受器，與細胞衰老密切相關。IFI16能夠激活IFN-β產生和炎癥體激活，進而引發促炎細胞因子的釋放，可能在細胞衰老過程中發揮重要作用。本研究旨在探討IFI16在GBM放射抗性中的作用，以及其是否通過調節鐵死亡（Ferroptosis）來影響GBM的治療效果。

?  研究內容

1. 放射抗性GBM細胞表現出細胞衰老樣表型

研究者通過反復照射建立了兩種耐輻射的膠質母細胞瘤（GBM）細胞系（U251R和Ln229R），這些細胞表現出類似細胞衰老的表型。與親本細胞系相比，耐輻射細胞系顯示出異染色質重組、細胞周期停滯相關蛋白（如p21和p16）上調、形態上細胞變長、β-半乳糖苷酶活性增加（細胞衰老的標志）以及分泌性衰老相關表型（SASP）因子（如細胞因子、基質金屬蛋白酶等）的顯著增加。此外，基因集富集分析（GSEA）顯示耐輻射GBM細胞中免疫系統過程顯著上調，表明這膠質母細胞在輻射后可能通過SASP促進腫瘤復發和耐藥性

2. IFI16是調節細胞衰老樣表型的關鍵基因

通過ATAC-seq和RNA-seq交叉分析，發現IFI16是調節放射抗性GBM細胞衰老樣表型的核心基因。IFI16在放射抗性細胞中的表達顯著增加，并且與SASP相關通路密切相關。敲低IFI16可降低β-半乳糖苷酶活性，減少p21和p16的表達，增加H3K27ac水平，并增強細胞增殖能力，同時顯著下調SASP相關炎癥因子的表達。相反，過表達IFI16則表現出相反的效果，進一步證實了IFI16在促進GBM細胞衰老樣表型中的關鍵作用。

3. IFI16通過抑制鐵死亡促進放射抗性

研究發現，IFI16的表達與GBM的不良預后和復發相關。在放射抗性細胞中，IFI16的高表達通過激活HMOX1轉錄來抑制鐵死亡，減少脂質過氧化、活性氧（ROS）產生和細胞內Fe2+含量。敲低IFI16可增加放射敏感性，而過表達IFI16則增強放射抗性。此外，鐵死亡抑制劑Fer-1和鐵螯合劑DFO能夠逆轉IFI16敲低細胞的放射敏感性，表明IFI16通過調節鐵死亡來影響GBM的放射抗性。

4. IFI16以HMOX1依賴的方式抑制鐵死亡

通過整合RNA-seq數據和FerrDb鐵死亡數據庫，研究者發現IFI16可能通過調節HMOX1來抑制鐵死亡。HMOX1在耐輻射GBM細胞中表達上調，并且與不良預后相關。HMOX1的敲低增加了GBM細胞的輻射敏感性，而HMOX1過表達則增強了耐輻射性。此外，HMOX1的過表達可以部分逆轉IFI16敲低引起的鐵死亡標志物增加，并且抵消了IFI16敲低導致的輻射敏感性增加。這些結果表明，IFI16通過HMOX1依賴的方式抑制鐵死亡，從而促進GBM細胞的耐輻射性。

5. IFI16通過與JUND和SP1相互作用調節HMOX1表達

研究者進一步探討了IFI16如何調控HMOX1的表達。通過ATAC-seq和ChIP-qPCR分析，發現IFI16能夠與轉錄因子JUND和SP1相互作用，影響HMOX1啟動子區域的染色質可及性。IFI16通過其pyrin結構域與JUND相互作用，促進JUND對HMOX1的轉錄激活，同時拮抗SP1的轉錄抑制作用，從而增強HMOX1的表達。這一發現揭示了IFI16在調控HMOX1表達中的分子機制，并為理解IFI16在GBM耐輻射性中的作用提供了新的視角。

6.    IFI6通過其pyrin結構域與JUND相互作用

研究者通過共免疫沉淀（Co-IP）和蛋白質相互作用分析，發現IFI16與JUND之間的相互作用主要通過IFI16的pyrin結構域實現。IFI16的pyrin結構域與JUND的1-127氨基酸區域之間存在直接的相互作用，并且這種相互作用對于IFI16調控HMOX1表達至關重要。此外，通過分子對接分析，研究者進一步驗證了IFI16與JUND之間的相互作用模式，揭示了關鍵的氨基酸殘基和氫鍵網絡。這些結果為理解IFI16在轉錄調控中的作用機制提供了重要的結構基礎。

7.Glyburide通過靶向IFI16的pyrin結構域增強放射敏感性

研究發現，Glyburide（磺酰脲類藥物格列ben脲，一種磺酰脲類化合物）能夠特異性結合IFI16的pyrin結構域，抑制IFI16的功能，從而增強GBM細胞的鐵死亡和放射敏感性。在體外實驗中，Glyburide處理的放射抗性GBM細胞表現出更高的放射敏感性，脂質過氧化、ROS和Fe2+水平增加，而GPX4表達降低。在體內實驗中，Glyburide與放療聯合使用顯著延長了荷瘤小鼠的生存時間，并減少了腫瘤體積。這些結果表明，glyburide通過靶向IFI16的pyrin結構域，有望成為一種新的GBM治療策略。

?  研究結論

本研究揭示了細胞衰老相關基因IFI16在膠質母細胞瘤（GBM）放射抗性中的關鍵作用。研究發現，IFI16通過激活HMOX1轉錄，抑制鐵死亡，從而增強GBM的放射抗性。IFI16與轉錄因子JUND和SP1相互作用，通過其pyrin結構域促進HMOX1的表達，進而抑制鐵死亡并增強放射抗性。此外，研究還發現，磺酰脲類化合物Glyburide能夠特異性結合IFI16的pyrin結構域，抑制IFI16的功能，從而增強GBM細胞的鐵死亡和放射敏感性。在體外和體內實驗中，Glyburide均表現出顯著的放射增敏效果，為克服GBM放射抗性提供了新的潛在治療策略。這些發現不僅闡明了IFI16在GBM放射抗性中的核心作用，還為改善GBM的治療效果提供了新的靶點和研究方向。

Zhou Y, Zeng L, Cai L, Zheng W, Liu X, Xiao Y, Jin X, Bai Y, Lai M, Li H, Jiang H, Hu S, Pan Y, Zhang J, Shao C. Cellular senescence-associated gene IFI16 promotes HMOX1-dependent evasion of ferroptosis and radioresistance in glioblastoma. Nat Commun. 2025 Jan 31;16(1):1212. doi: 10.1038/s41467-025-56456-y. PMID: 39890789; PMCID: PMC11785807.