ミトコンドリアを介した鉄の蓄積は、骨肉腫における活性酸素種を介して発がんとワーバーグの効果を促進します

背景：鉄代謝障害はいくつかの悪性腫瘍と密接に関連していますが、骨肉腫の根底にある鉄の根底にあるメカニズムはまだよく理解されていません。 方法：骨肉腫細胞株の細胞増殖能力は、CCK-8、EDUの取り込み、コロニー形成アッセイによって測定されました。細胞周期分析は、フローサイトメトリーによって検出されました。骨肉腫の発がんは、軟agar形成、トランスウェル、および創傷治癒型アッセイによって測定されました。ウォーバーグ効果は、タツノオトシゴの呼吸測定アッセイによって検出されました。反応性酸素種（ROS）レベルは、ジクロロジヒドロフルオレオレセインジアセテート（DCFH-DA）蛍光プローブによって測定されました。ウエスタンブロッティングを使用して、ミトフェリン1（SLC25A37）およびミトフェリン2（SLC25A28）の発現を測定しました。in vitroおよびin vivoでの鉄レベルは、鉄アッセイキットによって検出されました。RNAI安定した細胞株は、shRNAを使用して生成されました。 結果：骨肉腫細胞の増殖、発がん、ワーバーグ効果が促進されました。鉄誘発性反応性酸素種（ROS）は、これらのプロセスで重要な役割を果たしました。鉄は細胞質よりもミトコンドリオンの方が蓄積し、ミトコンドリアを介した鉄の蓄積が骨肉腫の発生に関与していることを示唆しています。さらに、鉄はミトフェリン1（SLC25A37）およびミトフェリン2（SLC25A28）の発現を上方制御しました。ミトフェリン1（SLC25A37）およびミトフェリン2（SLC25A28）のノックダウンは、ROSの産生を減少させました。さらに、鉄はウォーバーグの主要酵素HK2およびGLUT1の発現を増加させ、AMPK/MTORC1シグナル伝達軸に影響を与えました。 結論：ミトコンドリオンを介した鉄の蓄積は、骨肉腫細胞の発がんおよびワーバーグ効果を促進します。一方、鉄の剥離は、骨肉腫の治療における新しい効果的な戦略かもしれません。

BACKGROUND: Iron metabolism disorder is closely associated with several malignant tumors, however the mechanisms underlying iron and the carcinogenesis in osteosarcoma are not yet well understood. METHODS: Cell proliferation ability of osteosarcoma cell lines was measured by CCK-8, EdU incorporation and colony formation assays. Cell cycle analysis was detected by flow cytometry. The carcinogenesis of osteosarcoma was measured by soft-agar formation, trans-well and Wound healing-scratch assay. Warburg effect was detected by Seahorse respirometry assays. Reactive oxygen species (ROS) level was measured by Dichlorodihydrofluorescein diacetate (DCFH-DA) fluorescent probes. Western blotting was used to measure the expression of mitoferrin 1 (SLC25A37) and mitoferrin 2 (SLC25A28). Iron level in vitro and vivo was detected by iron assay kit. RNAi stable cell lines was generated using shRNA. RESULTS: Iron promoted proliferation, carcinogenesis and Warburg effect of osteosarcoma cells. Iron-induced reactive oxygen species (ROS) played an important role in these processes. Iron accumulated more in mitochondrion than in cytoplasm, suggesting mitochondrion-mediated iron accumulation was involved in the development of osteosarcoma. Moreover, iron upregulated the expression of mitoferrin 1 (SLC25A37) and mitoferrin 2 (SLC25A28). Knock-down of mitoferrin 1 (SLC25A37) and mitoferrin 2 (SLC25A28) decreased the production of ROS. In addition, iron increased the expression of Warburg key enzymes HK2 and Glut1, and affected AMPK/mTORC1 signaling axis. CONCLUSIONS: Mitochondrion-mediated iron accumulation promotes carcinogenesis and Warburg effect of osteosarcoma cells. Meanwhile, iron deprivation might be a novel effective strategy in the treatment of osteosarcoma.