DHODH-mediated ferroptosis defence is a targetable vulnerability in cancer

GPX4 二氢月桂酸脱氢酶 癌细胞 脂质过氧化 线粒体 癌症 化学 程序性细胞死亡 癌症研究 生物 细胞生物学 生物化学 细胞凋亡 超氧化物歧化酶 氧化应激 谷胱甘肽过氧化物酶 遗传学
作者
Chao Mao,Xiaoguang Liu,Yilei Zhang,Guang Lei,Yuelong Yan,Hyemin Lee,Pranavi Koppula,Shiqi Wu,Li Zhuang,Bingliang Fang,Masha V. Poyurovsky,Kellen Olszewski,Boyi Gan
出处
期刊:Nature [Springer Nature]
卷期号:593 (7860): 586-590 被引量:1023
标识
DOI:10.1038/s41586-021-03539-7
摘要

Ferroptosis, a form of regulated cell death that is induced by excessive lipid peroxidation, is a key tumour suppression mechanism1–4. Glutathione peroxidase 4 (GPX4)5,6 and ferroptosis suppressor protein 1 (FSP1)7,8 constitute two major ferroptosis defence systems. Here we show that treatment of cancer cells with GPX4 inhibitors results in acute depletion of N-carbamoyl-l-aspartate, a pyrimidine biosynthesis intermediate, with concomitant accumulation of uridine. Supplementation with dihydroorotate or orotate—the substrate and product of dihydroorotate dehydrogenase (DHODH)—attenuates or potentiates ferroptosis induced by inhibition of GPX4, respectively, and these effects are particularly pronounced in cancer cells with low expression of GPX4 (GPX4low). Inactivation of DHODH induces extensive mitochondrial lipid peroxidation and ferroptosis in GPX4low cancer cells, and synergizes with ferroptosis inducers to induce these effects in GPX4high cancer cells. Mechanistically, DHODH operates in parallel to mitochondrial GPX4 (but independently of cytosolic GPX4 or FSP1) to inhibit ferroptosis in the mitochondrial inner membrane by reducing ubiquinone to ubiquinol (a radical-trapping antioxidant with anti-ferroptosis activity). The DHODH inhibitor brequinar selectively suppresses GPX4low tumour growth by inducing ferroptosis, whereas combined treatment with brequinar and sulfasalazine, an FDA-approved drug with ferroptosis-inducing activity, synergistically induces ferroptosis and suppresses GPX4high tumour growth. Our results identify a DHODH-mediated ferroptosis defence mechanism in mitochondria and suggest a therapeutic strategy of targeting ferroptosis in cancer treatment. DHO dehydrogenase regulates ferroptosis by preventing mitochondrial lipid peroxidation and its inhibition suppresses growth in tumours with low levels of GPX4.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
从容芮应助sunrase采纳,获得30
3秒前
beisuwind关注了科研通微信公众号
4秒前
熠熠生辉完成签到 ,获得积分10
6秒前
久晴完成签到,获得积分10
7秒前
najibveto应助淡淡乐巧采纳,获得10
8秒前
信仰xy完成签到,获得积分10
8秒前
Ava应助zb采纳,获得10
9秒前
10秒前
善学以致用应助月月呀采纳,获得10
11秒前
修仙应助白小泽采纳,获得10
13秒前
二师兄小刘完成签到,获得积分10
13秒前
蔚111完成签到 ,获得积分10
14秒前
领导范儿应助emergency采纳,获得10
19秒前
莎akkk完成签到,获得积分10
20秒前
科学家完成签到,获得积分10
21秒前
小唐完成签到 ,获得积分10
22秒前
22秒前
23秒前
23秒前
科学家发布了新的文献求助10
23秒前
科研发布了新的文献求助30
25秒前
25秒前
淡淡乐巧完成签到,获得积分10
26秒前
雨的前世发布了新的文献求助10
27秒前
najibveto发布了新的文献求助10
27秒前
科研小菜发布了新的文献求助30
28秒前
工科女博士完成签到,获得积分10
30秒前
33秒前
zho发布了新的文献求助30
34秒前
ngldy完成签到 ,获得积分20
36秒前
清颜完成签到 ,获得积分10
37秒前
犹豫山河发布了新的文献求助10
39秒前
科研完成签到,获得积分10
39秒前
啤酒白菜发布了新的文献求助30
39秒前
无辜哑铃发布了新的文献求助10
39秒前
Clover04应助梓欣采纳,获得10
43秒前
45秒前
46秒前
是风动完成签到 ,获得积分10
46秒前
Z-先森完成签到,获得积分10
47秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
An Introduction to Geographical and Urban Economics: A Spiky World Book by Charles van Marrewijk, Harry Garretsen, and Steven Brakman 600
Diagnostic immunohistochemistry : theranostic and genomic applications 6th Edition 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3151938
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2803228
关于积分的说明 7852661
捐赠科研通 2460630
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1309955
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 629087
版权声明 601760