胶质母细胞瘤（Glioblastoma，GBM）是成人最常见的原发性中枢神经系统恶性肿瘤，约占恶性脑肿瘤的49%，目前的治疗策略疗效较差。胶质瘤常表现出异质性脂质代谢，先前的文献表明，特定癌基因的缺失会促进GBM细胞中脂质过氧化的增加，并选择性地诱导GBM细胞铁死亡。此外，在GBM发展过程中，表观遗传修饰发生各种改变，包括DNA甲基化、组蛋白乙酰化和m6A甲基化修饰等。因此，全面研究铁死亡和表观遗传学在GBM中的机制有助于确定关键的生物标志物并制定有效的治疗策略。
首先，为了研究C5aR1在胶质瘤进展中的作用，作者利用TCGA数据库、CGGA数据库、患者相关数据以及胶质瘤细胞系，证明C5aR1在胶质瘤组织和细胞系中特异性上调，尤其是在GBM中表达最高，且与患者不良预后呈正相关。
为了进一步探讨C5aR1在GBM细胞中的潜在作用，作者采用IF染色分析发现C5a和C5aR1在GBM细胞的细胞质中均可检测到。说明GBM细胞中的C5aR1主要被细胞内部的C5a激活，进而促进GBM进展。随后作者发现敲减C5aR1可以显著降低GBM细胞的活力，诱导GBM细胞死亡。为了探索敲减C5aR1诱导GBM细胞死亡的具体机制，作者使用多种细胞死亡抑制剂，结果发现铁死亡抑制剂可以显著逆转敲减C5aR1所诱导的细胞死亡。
作者通过透射电镜发现敲减C5aR1和使用C5aR1靶向抑制剂PMX205均可以诱导的胶质瘤细胞发生线粒体变小、嵴减少、外膜破裂等经典铁死亡特征，并抑制铁死亡关键靶点GPX4的表达。此外，脂质过氧化物的积累也是铁死亡的重要特征，敲减C5aR1明显减弱GSH和ROS的水平，导致4-HNE和MDA的积累，并使C11-BODIPY从还原型转变为氧化型。
为了评估C5aR1在体内对GBM的影响，作者使用裸鼠建立了GBM原位模型。结果显示C5aR1抑制剂PMX205治疗显著减小了肿瘤大小、延长了裸鼠的生存时间。此外，免疫组化染色证实PMX205诱导GPX4表达抑制、4-HNE积累和肿瘤生长抑制。为了确认PMX205是否在体内诱导GBM铁死亡，作者还使用铁死亡抑制剂Lip-1治疗验证。
为了明确C5aR1通过GPX4诱导GBM细胞铁死亡，作者构建过表达GPX4的质粒。结果显示显示，GPX4过表达显著减轻了C5aR1敲低所诱导的GBM细胞活力下降、GPX4表达抑制、4-HNE积累、MDA产生和脂质过氧化物积累。
为了深入探究C5aR1调控GPX4表达的具体机制，作者通过MeRIP-qPCR发现C5aR1敲低后，GPX4的m6A修饰显著减少。此外令人惊讶的是，C5aR1敲除后，METTL3水平显著下降，而METTL14水平没有显著变化。进一步作者设计siRNA来证明METTL3敲低显著抑制GBM细胞中GPX4表达，并诱导GBM细胞铁死亡。为了研究C5aR1在调节GBM细胞中是通过METTL3依赖性GPX4 m6A甲基化，作者构建过表达METTL3的质粒。实验结果表明，METTL3过表达显著减弱C5aR1敲低诱导的U87细胞活力降低和GPX4表达抑制。
CGGA数据集的分析显示，胶质瘤中C5aR1表达与ERK1/2通路活性之间存在显著相关性。进一步的实验显示，敲低C5aR1显著降低了Thr202-和Tyr204磷酸化的ERK1/2的水平。此外，IF染色证实C5aR1敲除显著降低了细胞核中p-ERK1/2和METTL3的表达。使用ERK1/2激动剂Ro 67-7476处理则会显著拯救敲低C5aR1诱导的p-ERK1/2和METTL3蛋白水平的下降。co-IP实验和CHX实验证实p-ERK1/2可以与METTL3结合并调控其蛋白稳定性，而Ro 67-7476处理显著延缓了其降解。
细胞内C5aR1激活ERK1/2信号通路，将信号转导到细胞核。这些信号增加METTL3的表达，稳定GPX4的m6A水平，从而上调GPX4的表达，防止GBM细胞铁死亡，最终促进GBM的进展。此外，用p-ERK1/2激动剂Ro 67-7476处理，过表达METTL3和过表达GPX4显著拯救GBM细胞免受C5aR1敲低引起的铁死亡。
通讯作者简介
孙关 副主任医师
盐城市第一人民医院
神经外科副主任医师，医学博士，副教授，硕士生导师
擅长脑血管病、脑功能性疾病及颅脑肿瘤的微创手术治疗。对脑胶质瘤、听神经瘤、垂体瘤、动脉瘤、海绵窦肿瘤等手术和相关解剖有深入研究
主持2项国家自然科学基金、2项江苏省自然科学基金及1项江苏省卫健委重点项目。以第一作者或通讯作者发表SCI收录及中华系列期刊论文三十余篇，影响因子最高13分
获得国家发明专利授权2项。以第一完成人获得省新技术引进奖二等奖1项、盐城市科技进步奖一等奖1项，获得2019年省医学科技奖三等奖。2021年主持的“微小RNA增敏胶质瘤化疗机制及其临床转化研究”项目获得江苏省科学技术奖三等奖。江苏省医学会神经外科分会青年委员，江苏省医师协会神经外科分会委员，盐城市医学会神经外科分会常委，盐城市劳模
第一作者简介
孟祥瑞
新乡市中心医院
徐州医科大学盐城临床学院神经外科学硕士
主要研究方向为胶质瘤的表观遗传机制及治疗研究
以第一作者发表SCI论文2篇，（JCR分区：一区2篇），以第一作者发表中华系列杂志一篇
曾在“中华医师学会神经外科学分会第二十一次学术会议”、“第十届世界华人神经外科学术大会”、“中华医学会神经外科分会第二十一次学术会议”等全国大会上进行论文展示
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