近幾十年來，包括鉑類藥物在內(nèi)的細(xì)胞毒性化療方案已被廣泛用于治療人類惡性腫瘤，對不適合手術(shù)的晚期患者尤其有益。不幸的是，通過基因組或非基因組原因驅(qū)動的內(nèi)在或適應(yīng)性機(jī)制可導(dǎo)致化療耐藥的產(chǎn)生。增加癌細(xì)胞對化療藥物的敏感性或使用具有不同靶點(diǎn)的化療藥物是減少細(xì)胞毒藥物不良反應(yīng)的兩種常用策略。近年來出現(xiàn)了令人鼓舞的新型靶向療法，例如針對CDK4/6、PDL1和PARP的靶向療法。然而，這些靶向療法只對有限的癌癥亞型表現(xiàn)出良好的效果，而對其他癌癥亞型沒有表現(xiàn)出療效。即使在敏感的癌癥亞型中，越來越多的證據(jù)表明，靶向治療和傳統(tǒng)的細(xì)胞毒性化學(xué)治療劑的組合取得了更好的結(jié)果。對于其他不適合新型靶向治療的癌癥亞型，傳統(tǒng)的細(xì)胞毒性化療藥物仍然是一線治療。已經(jīng)進(jìn)行了許多嘗試以使癌細(xì)胞對化學(xué)治療劑敏感或恢復(fù)化學(xué)敏感性。然而，化療耐藥的潛在機(jī)制在很大程度上仍未確定。定義之前未知的耐藥機(jī)制有助于鑒定克服化療耐藥的新靶點(diǎn)，特別是在治療主要依賴于傳統(tǒng)化學(xué)治療劑的癌癥類型中。
癌細(xì)胞中的代謝重編程已被認(rèn)為是癌癥發(fā)生和進(jìn)展的一個(gè)重要過程。然而，越來越多的研究表明，癌癥代謝重編程是一個(gè)依賴于環(huán)境的過程，而不是一個(gè)統(tǒng)一的現(xiàn)象。例如，近100年前確定的“Warburg效應(yīng)”受到了最近幾項(xiàng)研究的挑戰(zhàn)，這些研究提出氧化磷酸化（OXPHOS）在癌細(xì)胞存活中起著關(guān)鍵作用。此外，盡管多種癌癥中通常會發(fā)生脂質(zhì)攝取、脂質(zhì)儲存和脂肪生成的增加并有助于腫瘤的快速生長，但一些研究表明，棕櫚酸和烷基磷脂等幾種脂質(zhì)具有抗癌作用。作為普遍存在的一類脂質(zhì)代謝相關(guān)酶的成員，磷脂酶D（PLD）1和PLD2催化磷脂酰膽堿（PC）水解成磷脂酸（PA）和膽堿。除了PLD介導(dǎo)的PC水解之外，PA還可以通過以下兩種代謝途徑產(chǎn)生：溶血磷脂酸酰基轉(zhuǎn)移酶（LPAAT）催化溶血磷脂酸（LPA）轉(zhuǎn)化為PA，二酰基甘油激酶（DGK）磷酸化二酰基甘油（DAG）生產(chǎn)PA。有趣的是，只有通過PLD產(chǎn)生的PA才能通過調(diào)節(jié)大腫瘤抑制激酶1（LATS1）來促進(jìn)致癌的Yes相關(guān)蛋白（YAP）信號。盡管YAP信號通路的激活通過TEAD介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控參與多種癌癥的化療耐藥，但YAP介導(dǎo)鱗狀細(xì)胞癌（SCC）化療耐藥的具體機(jī)制仍不清楚。此外，在化療耐藥發(fā)生過程中，YAP信號是如何被調(diào)控的還需要進(jìn)一步探索。
SCC起源于各種器官的鱗狀上皮。SCC最常見的部位包括皮膚、頭頸部、食道、肺和子宮頸。盡管SCCs起源于不同的器官，但它們具有共同的鱗狀細(xì)胞分化標(biāo)志物和基因突變。幾種SCCs的一線化療以具有代表性的傳統(tǒng)細(xì)胞毒性藥物鉑類為主。然而，SCC患者通常由于治療抵抗和復(fù)發(fā)而預(yù)后不良。因此，SCC是一種用于定義化療耐藥機(jī)制的典型研究模型，而確定的新治療靶點(diǎn)反過來又可以使SCC患者受益。
長鏈非編碼RNAs（lncRNAs）已被證明參與了幾乎所有類型的生物學(xué)過程，包括生理過程（如分化和發(fā)育）以及疾病相關(guān)過程（如癌癥和心臟病）。然而，在每種情況下介導(dǎo)特定功能的關(guān)鍵lncRNA在很大程度上仍未被探索。
近日，Cancer Research（IF13.312）期刊在線發(fā)表了題為DLGAP1-AS2-Mediated Phosphatidic Acid Synthesis Activates YAP Signaling and Confers Chemoresistance in Squamous Cell Carcinoma的研究論文。報(bào)道了一個(gè)可誘導(dǎo)SCC化學(xué)耐藥的關(guān)鍵脂質(zhì)相關(guān)lncRNA DLGAP1–AS2（D-AS2）。揭示了D-AS2/FAM3D介導(dǎo)的PLD/PA脂質(zhì)信號通路對SCC化療耐藥至關(guān)重要，表明D-AS2可被靶向從而使SCC對細(xì)胞毒性化學(xué)治療劑敏感。
首先，為了確定癌細(xì)胞化療耐藥的機(jī)制，研究人員用幾輪高劑量順鉑（DDP）處理SCC細(xì)胞以模擬癌癥患者使用的臨床治療方案，從而建立了兩種臨床模擬DDP耐藥細(xì)胞模型：YES2/DDP和KYSE450/DDP。為了進(jìn)一步評估化療耐藥SCC細(xì)胞的特征并確定導(dǎo)致化療耐藥的關(guān)鍵基因，研究人員對YES2/DDP、KYSE450/DDP、YES2和KYSE450細(xì)胞進(jìn)行了全轉(zhuǎn)錄組測序，并分析了化療耐藥細(xì)胞系和親本細(xì)胞系中差異表達(dá)的mRNAs和ncRNAs。結(jié)果在YES2/DDP和KYSE450/DDP細(xì)胞中分別鑒定出352/153個(gè)和311/173個(gè)顯著上調(diào)/下調(diào)的ncRNAs，其中26/12顯著上調(diào)/下調(diào)的ncRNAs在兩種化療耐藥細(xì)胞系中表現(xiàn)出一致的上調(diào)/下調(diào)。對兩種化療耐藥細(xì)胞系中一致差異表達(dá)的mRNAs進(jìn)行KEGG富集分析表明，這些mRNAs富集于幾種癌癥調(diào)節(jié)通路。有趣的是，差異表達(dá)的mRNAs也富集在一些代謝途徑中，其中PLD信號通路是最顯著富集的途徑。這些結(jié)果強(qiáng)烈表明，代謝重編程發(fā)生在獲得化療耐藥期間。
Fig1. 全轉(zhuǎn)錄組測序揭示化療耐藥細(xì)胞系和親本細(xì)胞系中差異表達(dá)的mRNAs和ncRNAs
隨后，研究人員確定了在化學(xué)耐藥和代謝重編程中起重要作用的ncRNA，即NR_119377.1（D-AS2）。RT-qPCR分析證實(shí)了D-AS2在化療耐藥SCC細(xì)胞中表達(dá)升高。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，在DDP暴露后D-AS2表達(dá)以時(shí)間依賴性方式升高，表明D-AS2表達(dá)的升高在短期和長期暴露于細(xì)胞毒性藥物中都起重要作用。最后，研究人員通過ISH以檢測兩組食管和肺SCC中的D-AS2表達(dá)，結(jié)果顯示D-AS2的高表達(dá)與兩個(gè)SCC隊(duì)列的不良預(yù)后顯著相關(guān)。
Fig2. D-AS2在化療耐藥SCC細(xì)胞中升高并與代謝事件相關(guān)
接下來，研究人員進(jìn)行了功能研究以闡明D-AS2在SCC細(xì)胞化療耐藥中的作用。結(jié)果顯示，通過ASO沉默D-AS2使兩種化療耐藥細(xì)胞系都對DDP處理敏感，D-AS2的敲低降低了NCI-H1703和KYSE30細(xì)胞對DDP的抗性。進(jìn)一步的體內(nèi)功能研究顯示，體內(nèi)給藥靶向D-AS2的ASO使SCC對順鉑治療敏感。
Fig3. D-AS2在SCC中誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯和化療耐藥
機(jī)制研究顯示，D-AS2影響FAM3D（FAM3 metabolism regulating signaling molecule D）的組蛋白標(biāo)記H3K27ac周圍的染色質(zhì)可及性，從而減少FAM3D mRNA轉(zhuǎn)錄和細(xì)胞外蛋白分泌。FAM3D與Gαi偶聯(lián)的GPCRs（G蛋白偶聯(lián)受體）FPR1（甲酰肽受體1）和FPR2相互作用以抑制磷脂酶D（PLD）活性，并減少FAM3D增加PLD信號傳導(dǎo)。此外，活化的PLD促進(jìn)了磷脂酸（PA）的產(chǎn)生和隨后YAP（yes相關(guān)蛋白）的核轉(zhuǎn)位，導(dǎo)致YAP信號的激活和化療耐藥性。
Fig4. D-AS2通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝和激活YAP信號來賦予化療耐藥
總之，本研究鑒定了一個(gè)有助于SCC化療耐藥的關(guān)鍵非編碼RNA DLGAP1-AS2（D-AS2），其在化療耐藥SCC細(xì)胞中升高并與代謝事件相關(guān)。研究結(jié)果表明DLGAP1-AS2介導(dǎo)的磷脂酸合成激活YAP信號通路并賦予鱗狀細(xì)胞癌的化療耐藥。
原文鏈接：
https://aacrjournals.org/cancerres/article-abstract/doi/10.1158/0008-5472.CAN-22-0717/705016/DLGAP1-AS2-Mediated-Phosphatidic-Acid-Synthesis
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