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铁死亡 | 北京大学王崑等团队研究揭示LncRNA-HMG通过抑制p53介导的铁死亡刺激结直肠癌细胞产生化疗耐药! !

发布时间:2024-09-29 浏览次数:122

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化疗时,过多的活性氧(ROS)常导致癌细胞产生大量的脂质过氧化物,诱发细胞死亡,即铁死亡。ROS的消除是肿瘤细胞摆脱铁死亡并获得耐药性的关键。然而,长链非编码RNA (lncRNAs)在ROS代谢和肿瘤耐药中的确切功能尚不清楚。


2024年9月18日,北京大学王崑及刘小锋共同通讯在Redox Biology在线发表题为“LncRNA-HMG incites colorectal cancer cells to chemoresistance via repressing p53-mediated ferroptosis”的研究论文该研究表明LncRNA-HMG促进结直肠癌化疗耐药,可能是结直肠癌的预后或治疗靶点。

研究通过高通量筛选发现lncRNA-HMG是结直肠癌(CRC)中与化疗耐药相关的lncRNA。LncRNA-HMG异常高表达预示结直肠癌患者预后较差。同时,研究发现LncRNA-HMG在化疗时保护CRC细胞免于铁死亡,从而增强CRC细胞的耐药性。LncRNA-HMG结合p53并促进MDM2介导的p53降解。p53的降低诱导SLC7A11和VKORC1L1的上调,从而增加还原剂的供应,消除过多的ROS。因此,结直肠癌细胞逃避铁下垂并获得化疗耐药性。重要的是,在患者来源的异种移植(PDX)模型中,反义寡核苷酸(ASO)抑制LncRNA-HMG显著使CRC细胞对化疗敏感。LncRNA-HMG也是β-catenin/TCF的转录靶点,激活的Wnt信号触发LncRNA-HMG的显著上调。


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结直肠癌(CRC)是世界上最常见的恶性肿瘤之一。在过去的几十年里,抗癌药物(5-氟尿嘧啶或奥沙利铂为一线药物)单药或联合方案的应用,显著延长了晚期结直肠癌患者的生存时间。然而,化疗耐药的频繁发生递送药物治疗带来了很大的限制。这促使我们发现关键分子并阐明化学耐药的潜在机制,以开发新的治疗策略。通常,肿瘤细胞比正常细胞携带更多的活性氧(ROS)。然而,过量的ROS导致大量脂质过氧化物的产生,导致脂质膜失调,并导致细胞死亡,定义为铁死亡。在化疗或放疗时,会产生大量的活性氧来帮助杀死癌细胞。在化疗耐药的癌细胞中,清除ROS或脂质过氧化物对于保护细胞免于铁死亡和获得耐药性至关重要。研究ROS平衡与肿瘤化疗耐药的协同机制将使我们对肿瘤治疗有更好的认识。

代谢改变对肿瘤细胞平衡ROS的产生和消除至关重要。还原剂如谷胱甘肽(GSH)、还原性烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶(NADPH)等,经常用于解毒ROS或脂质过氧化物以保持细胞存活。GSH协助GPX4将脂质过氧化物转化为无毒的脂质醇,从而抑制铁死亡。细胞GSH的合成依赖于胱氨酸转运体系统XC-(主要由SLC7A11组成),这对于GPX4介导的铁死亡预防至关重要。肿瘤抑制因子p53通过转录抑制SLC7A11的表达来引发铁死亡。最近有报道称,p53还能调节维生素K代谢,诱导铁下垂。VKORC1L1是产生维生素K的还原形式以减少脂质过氧化物和保护细胞免于铁死亡的关键酶。激活p53可降低VKORC1L1的表达,从而诱导癌细胞铁死亡,抑制肿瘤。这些研究表明p53介导的代谢改变与肿瘤抑制有关对于化疗耐药细胞,逃避p53相关的铁死亡是获得化疗耐药的必要条件,化疗会产生多余的ROS和脂质过氧化物。然而,潜在的机制仍然难以捉摸。

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图形摘要。图自:Redox Biology

长链非编码RNA (lncRNAs)是指长度超过200个核苷酸的非编码RNA转录本。近年来,大量研究报道lncRNAs与肿瘤发生、肿瘤进展密切相关,如癌细胞生长、转移、耐药等。靶向lncRNAs显示出开发癌症治疗新策略的潜力,例如通过小干扰RNA (siRNA)、反义寡核苷酸(ASOs)或CRISPR/Cas9系统抑制lncRNAs。据报道,一些lncRNA参与调节肿瘤代谢。然而,在结直肠癌化疗中,lncRNAs在调节p53介导的代谢适应以平衡ROS水平中的作用尚不清楚。


研究发现LncRNA-HMG加重了结直肠癌的化疗耐药。机制上,LncRNA-HMG由Wnt/β-catenin信号诱导,破坏p53介导的转录抑制,消除ROS和脂质过氧化物,从而抑制铁死亡。这些发现揭示了LncRNA-HMG在结直肠癌化疗耐药中的关键作用,并暗示其作为结直肠癌治疗靶点的潜在价值。

来源:iNature

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