胶质瘤是最常见的原发性颅内恶性肿瘤，约占所有原发性颅内中枢神经系统肿瘤的50%。其主要生物学特征包括高死亡率、高复发率、不受控制的侵袭性生长和强大的血管生成能力。在低级别胶质瘤（I级和II级）中，这些特征不太明显，预后相对较好。然而，III级和IV级胶质瘤预后较差，尤其是IV级IDH野生型胶质母细胞瘤，其预后最差，生存期最短。尽管通过联合手术切除、术后放疗和化疗、免疫治疗以及血管靶向治疗在治疗恶性脑胶质瘤方面取得了实质性进展，但目前的治疗方法仍无法控制肿瘤生长。因此，迫切需要寻找有效的胶质瘤诊断和治疗靶点。

铁死亡是一种不同于凋亡、坏死或自噬的细胞死亡形式。它由Stockwell于2012年首次提出，依赖于铁和脂质过氧化。研究报道，铁死亡可被各种生理和病理刺激激活。它清除内环境缺乏营养或因感染或外周刺激而被破坏的细胞。铁死亡在抑制肿瘤发展中起重要作用。癌细胞处于持续的氧化应激状态，硫醇和催化铁之间存在微妙的平衡。铁死亡在癌症发展中并不常见，其具体分子机制需要进一步研究。铁死亡的经典机制涉及谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）调节通路。研究表明，抑制细胞中GPX4的功能会导致大量脂质过氧化物积累和铁死亡的发生，从而对细胞膜造成严重且不可逆的损伤，导致细胞死亡。

多项研究报道铁死亡与微小RNA（miRNAs）之间存在密切关系。miRNAs调节潜在的铁死亡通路，包括线粒体相关蛋白的表达、铁代谢、谷胱甘肽代谢和脂质过氧化。miRNA家族中一个这样的成员是miR-139-5p。据报道，miR-139-5p在多种恶性肿瘤中存在异常调节，包括乳腺癌、肝癌、甲状旁腺癌、头颈癌和结直肠癌。然而，关于miR-139-5p是否参与调节细胞铁死亡并通过铁死亡干扰胶质瘤发展的报道很少。

本研究探讨了胶质瘤细胞中miR-139-5p与铁死亡之间的关系，以及miR-139-5p通过下调3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A（HMG-CoA）还原酶（HMGCR）来调节铁死亡的具体机制。本研究还揭示了miR-139-5p和辛伐他汀（SIM）通过铁死亡在胶质瘤治疗中的协同作用。这些发现为胶质瘤的临床治疗提供了新的靶点和策略。

图1. miR-139-5p低表达的胶质瘤预示更差预后：（A）qRT-PCR分析显示多种胶质瘤细胞系中miR-139-5p的表达水平。结果标准化为U6。（B、C）中国胶质瘤基因组图谱（CGGA）数据库显示miR-139-5p在不同级别或类型的胶质瘤细胞中表达不同。（D、E）CGGA数据库的生存分析表明，在野生型IDH状态或突变型IDH状态的胶质瘤患者中，miR-139-5p表达水平越低，患者预后越差。数据来自三个独立实验，表示为均值±标准差（SD）。***p<0.001, **p<0.01, *p<0.05。

图2. 过表达miR-139-5p促进胶质瘤细胞铁死亡：（A、E、I、M、Q）qRT-PCR显示将50nM miR-139-5p模拟物转染到U251、U138和PGC#1细胞中增加了miR-139-5p的表达。相反，miR-139-5p抑制剂降低了LN229细胞中miR-139-5p的表达。结果标准化为U6和GAPDH。（B、F、J、N）使用MDA试剂盒检测U251、U138、PGC#1和LN229细胞中的丙二醛（MDA）含量。（C、G、K、O）使用GSH试剂盒检测U251、U138、PGC#1和LN229细胞中的谷胱甘肽（GSH）含量。MDA是氧化脂质的代谢产物，通常用作脂质过氧化和铁死亡的指标。GSH是细胞中关键的抗氧化剂，在各种生理过程中发挥作用，其含量可被测量以评估铁死亡的进展。结果显示，与对照组相比，过表达miR-139-5p显著增加了U251、U138和PGC#1细胞中的MDA含量，同时显著降低了GSH含量；相反，降低LN229细胞中miR-139-5p的表达抑制了MDA的产生并促进了GSH的产生；这些结果表明，miR-139-5p过表达上调了胶质瘤细胞中氧化脂质的含量并减少了还原分子的量，但降低miR-139-5p表达具有相反的效果。（D、H、L、P）流式细胞术直方图显示U251、U138、PGC#1和LN229细胞的脂质过氧化水平。脂质过氧化物过度积累超过细胞解毒能力会导致膜损伤和随后的铁死亡；结果显示，过表达miR-139-5p增加了U251、U138和PGC#1细胞中的脂质过氧化，而降低miR-139-5p表达抑制了LN229细胞中的脂质过氧化。（Q）CCK-8检测揭示了不同处理下U251、U138、PGC#1和LN229细胞的增殖活性。下调LN229细胞中miR-139-5p表达增加了细胞增殖，用miR-139-5p抑制剂和铁死亡抑制剂处理进一步增强了细胞增殖，但凋亡抑制剂和坏死抑制剂对增殖活性无显著影响。数据来自三个独立实验，表示为均值±标准差（SD）。***p<0.001, **p<0.01, *p<0.05。

图3. miR-139-5p通过降低HMGCR表达抑制胶质瘤细胞胆固醇合成：（A）转录组测序中的差异基因聚类热图显示，在miR-139-5p过表达的胶质瘤细胞中，与胆固醇生物合成相关的基因（如HMGCR）表达下调。（B-E）GSEA基因集富集分析显示，miR-139-5p模拟物处理后的基因主要富集在抑制胆固醇生物合成等通路的基因集中。（F）差异基因火山图表明HMGCR在miR-139-5p过表达细胞中的表达下调。（G、H）差异基因GO富集气泡图和差异基因KEGG富集气泡图显示miR-139-5p过表达细胞在胆固醇代谢通路中富集。数据来自三个独立实验，表示为均值±标准差（SD）。***p<0.001, **p<0.01, *p<0.05。

图4. miR-139-5p通过抑制HMGCR表达促进铁死亡：（A）通过TargetScanHuman数据库预测miR-139-5p与HMGCR基因的结合片段。（B-E）qRT-PCR检测显示，与对照组相比，转染miR-139-5p过表达慢病毒的U251和U138细胞中miR-139-5p表达上调，而HMGCR表达下调。（F）用100μM MVA处理U251和U138细胞48小时，通过Western blotting检测相关蛋白的表达水平。对U251和U138细胞的Western blotting结果进行统计分析。与miR-139-5p抑制剂组相比，miR-139-5p抑制剂和MVA联用进一步抑制了HMGCR表达，并进一步增加了LN229细胞中GPX4的表达；这表明MVA逆转了由miR-139-5p过表达激活的铁死亡。（G、H、K、L）使用相关试剂盒检测U251和U138细胞中的MDA、GSH & GSSG水平。miR-139-5p抑制剂和MVA进一步降低了LN229细胞的MDA含量，miR-139-5p抑制剂则增加了LN229细胞的GSH含量并降低了GSSG含量。（I、M）使用流式细胞术检测U251和U138细胞中的脂质过氧化。分析U251和U138细胞脂质过氧化水平的统计结果。结果表明，过表达miR-139-5p促进了U251、U138和PGC#1细胞中的脂质过氧化，而MVA逆转了脂质过氧化的增加；miR-139-5p抑制剂抑制了LN229细胞中的脂质过氧化，而MVA进一步下调了脂质过氧化水平。（J、N）使用CCK-8检测分析U251和U138细胞的增殖活性。结果表明，72小时后，U251、U138和PGC#1细胞在miR-139-5p OE组中的增殖速率显著低于NC组和miR-139-5p OE+MVA组，而LN229细胞在miR-139-5p抑制剂+MVA组中的增殖活性显著高于对照组。数据来自三个独立实验，表示为均值±标准差（SD）。***p<0.001, **p<0.01, *p<0.05。

图5. miR-139-5p与辛伐他汀协同促进铁死亡并抑制胆固醇合成：（A）用10μM SIM处理U251和U138细胞48小时，通过Western blotting检测相关蛋白的表达水平。对U251和U138细胞的Western blotting结果进行统计分析。结果表明，miR-139-5p过表达下调了HMGCR表达，而SIM抑制HMGCR酶活性导致HMGCR的负反馈性上调；miR-139-5p过表达下调了GPX4表达，而SIM与miR-139-5p协同作用进一步抑制了GPX4。（B、C、F、G）使用相关试剂盒检测U251和U138细胞中的MDA、GSH水平。LN229细胞miR-139-5p抑制剂组的MDA含量低于NC组，而MDA含量的降低被SIM逆转；LN229细胞miR-139-5p抑制剂组的GSH含量高于NC组，而GSH含量的增加被SIM逆转。（D、H）使用流式细胞术检测U251和U138细胞中的脂质过氧化水平。U251和U138细胞脂质过氧化检测的统计结果。（E、I）使用CCK-8检测分析U251和U138细胞的增殖活性。结果表明miR-139-5p和SIM在胶质瘤细胞中协同进一步促进铁死亡。（J）使用相关试剂盒检测U251和U138细胞中的胆固醇水平。结果表明miR-139-5p过表达抑制了胶质瘤细胞的胆固醇合成，MVA逆转了miR-139-5p对胆固醇合成的抑制，而SIM和miR-139-5p协同进一步抑制了胆固醇合成。（K）采用LC-MS/MS定量分析细胞内甲羟戊酸（MVA）水平。在U251、U138和PGC#1细胞中，单独miR-139-5p OE或SIM均显著降低MVA水平，而在miR-139-5p OE+SIM组中观察到协同性减弱。数据来自三个独立实验，表示为均值±标准差（SD）。***p<0.001, **p<0.01, *p<0.05。

图6. miR-139-5p在体内促进铁死亡并抑制胆固醇生物合成和肿瘤进展：（A）动物实验流程示意图。使用www.figdraw.com创建。（B）每三天腹腔注射100mg/kg MVA或10mg/kg SIM治疗相应组小鼠，共五次。生物发光成像显示不同处理下颅内肿瘤的大小。统计分析各组胶质瘤荷瘤小鼠的发光信号强度。结果表明miR-139-5p过表达和单独SIM处理抑制了体内肿瘤生长，MVA逆转了miR-139-5p的抑制作用，而SIM与miR-139-5p协同抑制肿瘤生长。（C）采用LC-MS/MS定量肿瘤组织中的MVA水平。结果表明miR-139-5p OE和SIM均显著降低了MVA水平，miR-139-5p OE与MVA联用组的MVA水平与NC组相比无显著差异；此外，miR-139-5p OE和SIM联用导致MVA水平进一步降低。（D）使用胆固醇试剂盒检测肿瘤组织的总胆固醇含量。这些结果与体外实验一致。（E）使用MDA试剂盒检测肿瘤组织中的MDA含量。结果显示，miR-139-5p OE组和SIM组肿瘤组织中的MDA含量显著高于NC组；miR-139-5p OE+MVA组与NC组之间的MDA含量无显著差异，而miR-139-5p OE+SIM组的MDA含量显著高于其他三组。（F）使用GSH试剂盒检测肿瘤组织中的GSH含量。结果显示，miR-139-5p OE组和SIM组肿瘤组织中的GSH含量显著低于NC组，而miR-139-5p OE+MVA组与NC组之间无显著差异；miR-139-5p OE+SIM组的GSH含量显著低于其他三组。（G）Balb/c裸鼠的生存分析结果与体外实验结果一致。数据来自三个独立实验，表示为均值±标准差（SD）。***p<0.001, **p<0.01, *p<0.05。

图7. 本研究相关示意图：示意图简要描述了胆固醇合成过程以及该通路调节铁死亡进展的具体分子机制。此外，miR-139-5p和SIM协同抑制HMGCR酶活性，参与调节胆固醇生物合成和细胞铁死亡。