近年来,我国前列腺癌(Prostate Cancer,PCa)的发病率明显上升,电离辐射治疗(放疗)是一种常见的、疗效明确的前列腺癌治疗方法。铁死亡(Ferroptosis)是2012年新发现的一种区别于细胞凋亡、细胞坏死、细胞自噬的新型调节性细胞死亡形式,具有铁离子依赖性。放疗利用高能电离辐射(ionizing radiation,IR)使DNA双链发生断裂,诱导包括周期阻滞、衰老在内的各种细胞死亡。然而,IR是否能诱导与DNA损伤无关的细胞死亡(如铁死亡)尚不得知,铁死亡在电离辐射应答中的作用目前仍知之甚少。本研究首先使用文献计量的方法,将近十年内被Web of Science收录的关键词为“Ferroptosis”和“cancer”的文章建库,分析了铁死亡在癌症领域的研究热点和研究方向,并对纳入筛选的文章作者、关键词、引用等信息进行聚类分析,明确了铁死亡癌症领域的热点方向为:肿瘤治疗、生存、脂质过氧化、活性氧自由基等。其中最受关注的是肿瘤治疗方向,因此我们利用肿瘤基因图谱数据库(The Cancer Genome Atlas,TCGA)中前列腺癌患者的m RNA测序和临床信息、基于铁死亡数据库Ferr DbPaired immunoglobulin-like receptor-B V2进行差异分析得到7个与铁死亡相关的预后基因AKR1C2、CDCA3、EZH2、MIOX、NOX1、PVT1、RRM2。对被确定为风险标志物的基因进行Lasso回归分析构建模型,并基于高通量基因表达数据库(Gene Expression Omnibus data base,GEO)GSE70770数据集进行模型验证。根据ROC曲线和K-M分析结果显示,7基因模型表现出良好的生存预后预测能力。其次为了验证电离辐射是否能够诱导前列腺癌细胞发生铁死亡,我们对前列腺癌细胞系Du145和PC-3进行电离辐射并检测铁死亡相关指标。实验结果显示,电离辐射后的细胞在细胞形态、克隆形成、增殖能力更多及细胞内ROS、MDA、铁离子水平上均有显著性变化;Western Blot实验和实时荧光定量PCR结果显示铁死亡相关蛋白的表达量同样有显著性变化;对电离辐射的前列腺癌细胞给铁死亡激动剂与抑制剂后,细胞内铁死亡相关指标均有明显变化。由此表明,电离辐射可以诱导前列腺癌细胞发生铁死亡。最后对电离辐射后的前列腺癌细胞转录组进行测序分析,得到了辐射敏感的前列腺癌细胞转录组差异表达基因,将辐射敏感的转录组差异表达基因同生信分析得到的铁死亡相关前列腺癌差异表达预后基因取交集,获SAG小鼠得一个电离辐射敏感的与铁死亡相关的前列腺癌预后差异基因AKR1C2。进一步采用RT-PCR技术对其表达量进行了验证,发现该基因在电离辐射后细胞中高表达;且在铁死亡激动剂可以显著上调电离辐射后细胞该基因的表达量,上调表达随时间的增加而显著变化。综上所述,本研究通过文献计量学和生物信息学方法,发现AKR1C2是辐射敏感的铁死亡相关前列腺癌差异预后基因,并对其在前列腺癌发展及铁死亡通路中的作用进行了探讨并初步确定了AKR1C2参与辐射应答;本研究为电离辐射在前列腺癌临床治疗和铁死亡通路相关研究提供了一些基础数据,AKR1C2作为一个前列腺癌中的抗肿瘤及辐射増敏基因,有望被用于开发基于铁死亡的前列腺癌新疗法,为前列腺癌的治疗提供一条新思路。