在全球范圍內，結直腸癌（Colorectal Cancer, CRC）是消化系統最常見的惡性腫瘤之一，其發病率和死亡率均居高不下。盡管手術、放療和化療等治療手段不斷進步，晚期結直腸癌患者的預后仍然不甚理想，腫瘤的復發和轉移仍是臨床面臨的重大挑戰。因此，深入探索結直腸癌發生發展的分子機制，尋找新的有效治療靶點，具有重要的科學意義和臨床價值。

近年來，一種鐵依賴性的、由脂質過氧化物累積驅動的程序性細胞死亡方式——鐵死亡（Ferroptosis），在癌癥研究領域引起了廣泛關注。理論上，誘導癌細胞的鐵死亡有望成為攻克腫瘤的新策略。然而，癌細胞也進化出了相應的防御機制來抵抗鐵死亡，從而在不利環境中存活。其中，GPX4（Glutathione Peroxidase 4）是抑制鐵死亡的關鍵分子，它能催化還原脂質過氧化物，維持細胞氧化還原平衡。但在結直腸癌中，GPX4的表達如何被精確調控，以及其上游信號通路如何影響鐵死亡敏感性，仍有待闡明。

與此同時，固醇調節元件結合蛋白2（Sterol regulatory element-binding protein 2, SREBP2）作為調控膽固醇合成代謝的核心轉錄因子，其在多種實體腫瘤（如乳腺癌、肝癌）中的促癌作用已被報道。然而，SREBP2在結直腸癌鐵死亡中的作用卻是一個未知的領域。Betulin是一種天然的五環三萜類化合物，已知能抑制SREBP2的活化，但其在結直腸癌中是否通過影響SREBP2發揮抗癌作用，亦需進一步探究。

發表在《Apoptosis》雜志上的這項研究，正是為了回答上述問題。研究人員發現，在結直腸癌組織和細胞系中，SREBP2的表達顯著上調。功能實驗表明，敲低SREBP2或使用其抑制劑Betulin處理，能有效抑制結直腸癌細胞的增殖、遷移和侵襲能力。機制上，RNA測序（RNA-seq）分析提示鐵死亡通路是SREBP2調控的關鍵下游。進一步研究證實，SREBP2能夠直接結合到GPX4基因的啟動子區域（-431 ~ -422 bp, GTGCCCTGAT），正向調控其轉錄。這導致GPX4蛋白水平升高，從而增強細胞對鐵死亡的抵抗。反之，抑制SREBP2則使細胞對鐵死亡誘導劑Erastin更敏感，表現為脂質過氧化產物MDA（Malondialdehyde）、活性氧（ROS）、Fe²⁺和脂質ROS水平升高，以及谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽（GSH/GSSG）比值下降。重要的是，過表達GPX4可以逆轉由SREBP2敲低所增加的鐵死亡敏感性，而外源性補充膽固醇則不能，表明SREBP2主要通過GPX4依賴的途徑而非膽固醇代謝來調控鐵死亡。

此外，研究還深入探索了SREBP2在結直腸癌中高表達的上游機制。鑒于Wnt/β-連環蛋白（β-catenin）信號通路在結直腸癌中的關鍵作用，研究人員發現β-catenin能與轉錄因子TCF4形成復合物，結合至SREBP2啟動子區（-1628 ~ -1621 bp），直接促進SREBP2的轉錄。最后，體內動物實驗證實，敲除SREBP2或使用Betulin治療，均能顯著抑制小鼠皮下移植瘤的生長，并伴隨著腫瘤組織中GPX4表達下調以及脂質過氧化標志物4-HNE（4-Hydroxynonenal）水平升高，表明靶向SREBP2可通過促進鐵死亡來抑制結直腸癌的進展。

本研究綜合利用了臨床樣本分析（47對CRC與癌旁組織）、細胞模型（HT29, RKO等CRC細胞系）、基因操作（siRNA敲低、CRISPR/Cas9敲除、過表達）、RNA-seq轉錄組分析、雙熒光素酶報告基因檢測、染色質免疫共沉淀（ChIP）、共免疫共沉淀（Co-IP）、以及小鼠皮下荷瘤模型等關鍵技術方法，從臨床現象到分子機制，再到體內功能驗證，系統地闡述了SREBP2在結直腸癌鐵死亡抵抗中的作用及調控通路。

研究人員首先檢測了47對結直腸癌患者癌組織與配對癌旁組織中SREBP2的表達水平。實時熒光定量PCR（qPCR）、蛋白質印跡（Western Blot）和免疫組織化學（IHC）結果一致表明，SREBP2在mRNA和蛋白水平上均在癌組織中顯著上調。此外，在多種結直腸癌細胞系中也觀察到了SREBP2的高表達，其活性形式（核定位的n-SREBP2）在癌組織中也明顯增加。

為了探究SREBP2的功能，研究者在SREBP2高表達的HT29和RKO細胞中利用小干擾RNA（siRNA）敲低其表達。細胞功能實驗顯示，SREBP2敲低后，細胞的集落形成能力和CCK-8檢測的細胞活力均顯著下降。傷口愈合實驗和Transwell實驗進一步表明，SREBP2敲低顯著削弱了細胞的遷移和侵襲能力。

使用SREBP2的特異性小分子抑制劑Betulin處理細胞，同樣觀察到了類似的效果。Betulin處理降低了n-SREBP2的蛋白水平，并有效抑制了HT29和RKO細胞的增殖、遷移和侵襲。

通過RNA-seq篩選SREBP2的下游靶基因，發現鐵死亡通路顯著富集。進一步驗證發現，SREBP2敲低后，GPX4的mRNA和蛋白水平均明顯下降。生物信息學預測、ChIP實驗和雙熒光素酶報告基因實驗共同證實，SREBP2能直接結合到GPX4啟動子區的特定位點，并增強其轉錄活性。

在Erastin誘導鐵死亡的背景下，SREBP2敲低加劇了鐵死亡相關指標的變化（MDA、ROS、Fe^{2+、脂質ROS升高，GSH/GSSG比值下降）。而過表達n-SREBP2則能抵抗鐵死亡，這種保護作用可被同時敲低GPX4所逆轉。挽救實驗表明，過表達GPX4能抵消SREBP2敲低導致的鐵死亡敏感性增加。雖然SREBP2調控膽固醇合成，但外源性補充膽固醇并不能逆轉其敲低帶來的鐵死亡敏感性，說明SREBP2主要通過GPX4而非膽固醇代謝通路來調控鐵死亡。}

機制探索發現，β-catenin/TCF4復合物能直接結合至SREBP2啟動子區并促進其轉錄。敲低β-catenin會降低SREBP2和GPX4的表達。ChIP、Co-IP和啟動子突變實驗均證實了β-catenin/TCF4對SREBP2的直接轉錄調控作用。

體內實驗表明，皮下注射SREBP2敲除的HT29細胞所形成的腫瘤，其體積和重量均顯著小于對照組。腫瘤組織IHC分析顯示，SREBP2敲除組中增殖標志物Ki-67和GPX4表達降低，而脂質過氧化標志物4-HNE表達升高。同樣，用Betulin治療荷瘤小鼠，也觀察到了腫瘤生長抑制、GPX4下調和4-HNE上調的現象，證實了靶向SREBP2在體內的抗腫瘤效果與促進鐵死亡相關。

本研究系統地闡明了一條新的信號軸：在結直腸癌中，異常激活的β-catenin/TCF4復合物轉錄上調SREBP2的表達，進而，SREBP2直接結合GPX4啟動子并促進其轉錄。高表達的GPX4增強了結直腸癌細胞對鐵死亡的抵抗能力，從而促進了腫瘤的惡性進展。研究不僅揭示了SREBP2在結直腸癌鐵死亡調控中的核心作用及其上游機制，還驗證了SREBP2抑制劑Betulin的抗腫瘤效果，為結直腸癌的治療提供了新的潛在靶點（SREBP2）和候選藥物（Betulin），具有重要的理論意義和潛在的臨床轉化價值。