在一項新的研究中，來自美國紐約大學醫學院等研究機構的研究人員發現阻斷一種蛋白可釋放出氧氣來破壞肺癌細胞和乳腺癌細胞中的鐵依賴性蛋白，從而延緩它們的生長并讓它們更容易被殺死。相關研究結果于2017年11月22日在線發表在Nature期刊上，論文標題為“NFS1 undergoes positive selection in lung tumours and protects cells from ferroptosis”。

人細胞含有48種已知依賴于鐵硫簇發揮功能的蛋白。一旦遇到氧氣，這些鐵硫簇就會降解，因此如果正常的細胞要在肺部等高氧環境中存活下來，那么它們就必須不斷地替換這些受到降解的鐵硫簇，而且如果肺癌細胞想要以異常快地生長的話，它們應更加快速地替換這些鐵硫簇。

這項新的研究證實肺腺癌細胞通過產生更多的蛋白NFS1而在這種氧氣威脅中存活下來。這種蛋白從半胱氨酸中收集更多的硫元素用于產生鐵硫簇。這些研究人員還發現已擴散到肺部的乳腺癌細胞一進入這種種高氧環境中就促進NFS1產生，而當它們在乳腺中時則不會如此。

主要研究作者、紐約大學醫學院病理系助理教授Richard Possemato博士說，“我們的數據支持一種觀點：NFS1為癌細胞抵抗氧氣提供一種關鍵性的保護作用，我們希望找到去除這種保護作用的方法。”

在一種遺傳方法中，這些研究人員利用短發夾RNA逐個地關閉2752個與細胞代謝相關的基因。他們發現許多在高氧水平中存活下來所必需的基因在低氧條件下并不那么重要。

引人注目的是，NFS1基因是在肺部中存在的高水平氧氣下存活下來*為必需的，但對皮膚下的低氧氣環境而言，則并非如此。當這些研究人員將含有或缺乏NFS1的癌細胞注射到小鼠的皮膚下（一種低氧環境）時，它們都同樣地生長良好。但是這些癌細胞并不能在肺部中形成腫瘤。與小鼠中的這些發現相一致的是，對人類數據集的分析表明人肺腺癌細胞中的NFS1水平要高于附近的正常的肺部組織。

兩種新的方法阻止肺癌生長

這些研究人員說，從兩種角度而言，NFS1可能對肺癌細胞的存活是至關重要的。他們發現如果NFS1的活性不足以跟上氧氣介導的鐵硫簇破壞，那么癌細胞會耗盡產生重要的蛋白所需的這些關鍵性構成元件（即鐵硫簇），因而停止增殖。或者，鐵硫簇的數量可能用作檢測鐵水平的傳感器。當這些鐵硫簇的水平過低時，細胞“認為”它們缺乏鐵，因而就從儲存它的分子中釋放出更多的鐵。在對體外培養的癌細胞的研究中，這些研究人員發現這種“游離”鐵的堆積會導致活性氧（ROS）產生，而ROS會破壞細胞膜，并導致一種被稱作鐵凋亡（ferroptosis）的細胞死亡。他們指出在未來還需在活動物體內開展進一步的研究來證實這一點。

Possemato說，“我們的研究提出人們在未來能夠將對抗氧化劑讓癌細胞免受ROS破壞的能力加以破壞的**療法與阻斷NFS1的**組合使用，從而促進通過鐵介導的毒性導致的癌細胞死亡，即便腫瘤處于低氧條件下，也是如此。”

當前，這些研究人員正在篩選實驗性化合物來阻斷NFS1促進鐵硫簇產生的能力。