复旦大学夏景林团队揭示PIP5K1A通过稳定NRF2蛋白抑制肝癌细胞铁死亡并诱导索拉非尼耐药

肝细胞癌（HCC）是全球癌症相关死亡的主要原因。铁死亡是一种由脂质过氧化驱动的细胞死亡形式，其特征为氧化还原失衡、细胞内亚铁离子蓄积以及脂质活性氧（ROS）生成等，诱导肿瘤细胞铁死亡已成为一种很有前途的癌症治疗策略。然而，铁死亡耐药性的发展限制了此类治疗的疗效。

2025年4月，复旦大学附属中山医院夏景林教授团队在Advanced Science杂志发表上 “PIP5K1A Suppresses Ferroptosis and Induces SorafenibResistance by Stabilizing NRF2 in Hepatocellular Carcinoma”的研究论文。该研究发现磷脂酰肌醇 4-磷酸5-激酶1 α（PIP5K1A）能促进 HCC 增殖并预测 HCC 患者预后不良。敲除 PIP5K1A 可抑制核因子红细胞 2 相关因子2（NRF2）调节的下游铁死亡相关基因的激活，增强脂质过氧化并提升对索拉非尼诱导铁死亡的敏感性。机制上，PIP5K1A 以激酶非依赖性方式竞争性结合Kelch样 ECH 相关蛋白1的 Kelch 结构域，破坏 KEAP1-NRF2 的相互作用，使 NRF2 逃逸泛素化降解，从而促进 NRF2 依赖性转录并抑制铁死亡。此外，PIP5K1A 特异性抑制剂 ISA-2011B 可有效抑制 HCC 生长并增强 HCC 细胞对索拉非尼的敏感性，总之，靶向PIP5K1A对于提高索拉非尼及其他铁死亡诱导剂在HCC中的疗效具有广阔前景。

1. PIP5K1A在HCC中的表达与预后，PIP5K1A在HCC肿瘤组织中显著高表达且与患者预后不良相关。

2.PIP5K1A促进HCC生长

体外实验：敲低PIP5K1A抑制HCC细胞增殖和克隆形成，而过表达则促进这些表型。

体内实验：敲低PIP5K1A抑制皮下和原位移植瘤增殖，过表达则促进肿瘤生长。

3.PIP5K1A破坏HCC中的氧化还原稳态并抑制铁死亡

RNA测序和GSEA分析显示，PIP5K1A敲低激活脂质代谢和ROS相关通路。PIP5K1A敲低增加细胞内总ROS和脂质过氧化水平，降低GSH/GSSG比值；过表达则相反。这些效应可被铁死亡抑制剂Fer-1逆转。

4.PIP5K1A 通过抑制铁死亡保护HCC细胞免受索拉非尼诱导的死亡

索拉非尼诱导的HCC细胞生长抑制仅被铁死亡抑制剂 Fer-1 特异性挽救，而不是被细胞凋亡或坏死性凋亡抑制剂挽救。PIP5K1A敲低显著增强了索拉非尼诱导的铁死亡；过表达则相反。透射电子显微镜（TEM）显示，PIP5K1A敲低使索拉非尼处理的HCC细胞表现出更明显的线粒体收缩和更高的膜密度。

5.PIP5K1A通过阻断NRF2被泛素-蛋白酶体途径降解，从而稳定NRF2蛋白水平并促进其核易位，进而激活下游抗氧化基因（如SLC7A11、GPX4），最终抑制铁死亡。

机制上，PIP5K1A通过其PIPK结构域竞争性结合KEAP1的Kelch结构域来破坏KEAP1-NRF2的相互作用，进而使NRF2逃逸泛素化降解。

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6.NRF2过表达或敲低可逆转PIP5K1A改变对索拉非尼诱导的铁死亡敏感性的影响。PIP5K1A抑制剂ISA-2011B与索拉非尼联用显著抑制肿瘤生长，并降低NRF2及其下游铁死亡蛋白水平的表达。

该研究中使用的质粒和慢病毒都是由吉凯基因设计并生产。

The lentiviral-based small hairpin RNA (shRNA) to silence PIP5K1A (targeting GAGCTAGTGGTTCCCTATT), PIP5K1A overexpression lentivirus, and their corresponding control lentivirus were constructed by GeneChem Co., Ltd. (Shanghai, China). All lentivirus transfections were performed according to the manufacturer’s instructions, and stably infected cell lines were selected using 2 μg mL−1 puromycin at least two weeks. The PIP5K1A shRNA plasmid, PIP5K1A-Flag plasmid, NRF2-Myc-plasmid, ubiquitin-HA-plasmid, KEAP1-His-plasmid, KEAP1-His truncation plasmid (amino acids 1–66, 1–179, 1–321, 1– 609, 322–624) and PIP5K1A-Flag truncation plasmid (amino acids 1–80, 81–449, 450–562) were constructed and obtained from GeneChem Co., Ltd. (Shanghai, China). 

复旦大学附属中山医院夏景林教授、刘天舒教授、方远博士为该论文通讯作者，郭梦舟主治医师、陈思诺博士、孙嘉磊博士为该论文第一作者。