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Erschienen in: Journal of Neuro-Oncology 3/2023

23.06.2023 | Research

Engineered Salmonella inhibits GPX4 expression and induces ferroptosis to suppress glioma growth in vitro and in vivo

verfasst von: Jiawen Chen, Ting Li, Nan Zhou, Yige He, Jiasheng Zhong, Chengcheng Ma, Meiqin Zeng, Jingsen Ji, Jian-Dong Huang, Yiquan Ke, Haitao Sun

Erschienen in: Journal of Neuro-Oncology | Ausgabe 3/2023

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Abstract

Purpose

Glioma is a life-threatening malignancy where conventional therapies are ineffective. Bacterial cancer therapy has shown potential for glioma treatment, in particular, the facultative anaerobe Salmonella has been extensively studied. Meanwhile, ferroptosis is a newly characterized form of cell death. Nevertheless, the role of ferroptosis in Salmonella-induced tumour cell death remains unclear. Therefore, we aim to elucidate whether Salmonella YB1 exerts therapeutic effects via inducing ferroptosis in glioma.

Methods

Following Salmonella YB1 infection, mRNA sequencing was applied to detect ferroptosis-related gene expression and the levels of reactive oxygen species, malondialdehyde, and glutathione were quantified. Transmission electron microscopy (TEM) was then used to observe the changes in the mitochondrial morphology of glioma cells. The role of ferroptosis in the anti-tumor effect of YB1 was assessed in vivo in mouse tumor xenograft models.

Results

Whole-transcriptome analysis revealed that Salmonella YB1 infection alters ferroptosis-related gene expression in the U87 glioma cell line. Moreover, we found that Salmonella-induced ferroptosis is correlated with reduced levels of glutathione and glutathione peroxidase-4 (GPX4) and increased levels of reactive oxygen species and malondialdehyde in vitro. Meanwhile, TEM revealed that mitochondria are shrunken and mitochondrial membrane density increases in infected glioma cells. Experiments in vivo further showed that tumor growth in the Salmonella-treated group was significantly slower compared to the control and Fer-1 groups. However, Salmonella-induced tumor suppression can be reversed in vivo by Fer-1 treatment.

Conclusion

Salmonella YB1 inhibits GPX4 expression and induces ferroptosis to suppress glioma growth. Hence, ferroptosis regulation might represent a promising strategy to improve the efficacy of bacterial cancer therapy.

Graphical abstract

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Literatur
14.
38.
Zurück zum Zitat Su Y, Zhao B, Zhou L, Zhang Z, Shen Y, Lv H, AlQudsy LHH, Shang P (2020) Ferroptosis, a novel pharmacological mechanism of anti-cancer drugs. Cancer Lett 483:127–136CrossRefPubMed Su Y, Zhao B, Zhou L, Zhang Z, Shen Y, Lv H, AlQudsy LHH, Shang P (2020) Ferroptosis, a novel pharmacological mechanism of anti-cancer drugs. Cancer Lett 483:127–136CrossRefPubMed
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Zurück zum Zitat Wang W, Green M, Choi JE, Gijon M, Kennedy PD, Johnson JK, Liao P, Lang X, Kryczek I, Sell A, Xia H, Zhou J, Li G, Li J, Li W, Wei S, Vatan L, Zhang H, Szeliga W, Gu W, Liu R, Lawrence TS, Lamb C, Tanno Y, Cieslik M, Stone E, Georgiou G, Chan TA, Chinnaiyan A, Zou W (2019) CD8(+) T cells regulate tumour ferroptosis during cancer immunotherapy. Nature 569:270–274. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1170-yCrossRefPubMedPubMedCentral Wang W, Green M, Choi JE, Gijon M, Kennedy PD, Johnson JK, Liao P, Lang X, Kryczek I, Sell A, Xia H, Zhou J, Li G, Li J, Li W, Wei S, Vatan L, Zhang H, Szeliga W, Gu W, Liu R, Lawrence TS, Lamb C, Tanno Y, Cieslik M, Stone E, Georgiou G, Chan TA, Chinnaiyan A, Zou W (2019) CD8(+) T cells regulate tumour ferroptosis during cancer immunotherapy. Nature 569:270–274. https://​doi.​org/​10.​1038/​s41586-019-1170-yCrossRefPubMedPubMedCentral
Metadaten
Titel
Engineered Salmonella inhibits GPX4 expression and induces ferroptosis to suppress glioma growth in vitro and in vivo
verfasst von
Jiawen Chen
Ting Li
Nan Zhou
Yige He
Jiasheng Zhong
Chengcheng Ma
Meiqin Zeng
Jingsen Ji
Jian-Dong Huang
Yiquan Ke
Haitao Sun
Publikationsdatum
23.06.2023
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Neuro-Oncology / Ausgabe 3/2023
Print ISSN: 0167-594X
Elektronische ISSN: 1573-7373
DOI
https://doi.org/10.1007/s11060-023-04369-5

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