近几十年来，包括铂类药物在内的细胞毒性化疗方案已被广泛用于治疗人类恶性肿瘤，对不适合手术的晚期患者尤其有益。不幸的是，通过基因组或非基因组原因驱动的内在或适应性机制可导致化疗耐药的产生。增加癌细胞对化疗药物的敏感性或使用具有不同靶点的化疗药物是减少细胞毒药物不良反应的两种常用策略。近年来出现了令人鼓舞的新型靶向疗法，例如针对CDK4/6、PDL1和PARP的靶向疗法。然而，这些靶向疗法只对有限的癌症亚型表现出良好的效果，而对其他癌症亚型没有表现出疗效。即使在敏感的癌症亚型中，越来越多的证据表明，靶向治疗和传统的细胞毒性化学治疗剂的组合取得了更好的结果。对于其他不适合新型靶向治疗的癌症亚型，传统的细胞毒性化疗药物仍然是一线治疗。已经进行了许多尝试以使癌细胞对化学治疗剂敏感或恢复化学敏感性。然而，化疗耐药的潜在机制在很大程度上仍未确定。定义之前未知的耐药机制有助于鉴定克服化疗耐药的新靶点，特别是在治疗主要依赖于传统化学治疗剂的癌症类型中。
癌细胞中的代谢重编程已被认为是癌症发生和进展的一个重要过程。然而，越来越多的研究表明，癌症代谢重编程是一个依赖于环境的过程，而不是一个统一的现象。例如，近100年前确定的“Warburg效应”受到了最近几项研究的挑战，这些研究提出氧化磷酸化（OXPHOS）在癌细胞存活中起着关键作用。此外，尽管多种癌症中通常会发生脂质摄取、脂质储存和脂肪生成的增加并有助于肿瘤的快速生长，但一些研究表明，棕榈酸和烷基磷脂等几种脂质具有抗癌作用。作为普遍存在的一类脂质代谢相关酶的成员，磷脂酶D（PLD）1和PLD2催化磷脂酰胆碱（PC）水解成磷脂酸（PA）和胆碱。除了PLD介导的PC水解之外，PA还可以通过以下两种代谢途径产生：溶血磷脂酸酰基转移酶（LPAAT）催化溶血磷脂酸（LPA）转化为PA，二酰基甘油激酶（DGK）磷酸化二酰基甘油（DAG）生产PA。有趣的是，只有通过PLD产生的PA才能通过调节大肿瘤抑制激酶1（LATS1）来促进致癌的Yes相关蛋白（YAP）信号。尽管YAP信号通路的激活通过TEAD介导的转录调控参与多种癌症的化疗耐药，但YAP介导鳞状细胞癌（SCC）化疗耐药的具体机制仍不清楚。此外，在化疗耐药发生过程中，YAP信号是如何被调控的还需要进一步探索。
SCC起源于各种器官的鳞状上皮。SCC最常见的部位包括皮肤、头颈部、食道、肺和子宫颈。尽管SCCs起源于不同的器官，但它们具有共同的鳞状细胞分化标志物和基因突变。几种SCCs的一线化疗以具有代表性的传统细胞毒性药物铂类为主。然而，SCC患者通常由于治疗抵抗和复发而预后不良。因此，SCC是一种用于定义化疗耐药机制的典型研究模型，而确定的新治疗靶点反过来又可以使SCC患者受益。
长链非编码RNAs（lncRNAs）已被证明参与了几乎所有类型的生物学过程，包括生理过程（如分化和发育）以及疾病相关过程（如癌症和心脏病）。然而，在每种情况下介导特定功能的关键lncRNA在很大程度上仍未被探索。
近日，Cancer Research（IF13.312）期刊在线发表了题为DLGAP1-AS2-Mediated Phosphatidic Acid Synthesis Activates YAP Signaling and Confers Chemoresistance in Squamous Cell Carcinoma的研究论文。报道了一个可诱导SCC化学耐药的关键脂质相关lncRNA DLGAP1–AS2（D-AS2）。揭示了D-AS2/FAM3D介导的PLD/PA脂质信号通路对SCC化疗耐药至关重要，表明D-AS2可被靶向从而使SCC对细胞毒性化学治疗剂敏感。
首先，为了确定癌细胞化疗耐药的机制，研究人员用几轮高剂量顺铂（DDP）处理SCC细胞以模拟癌症患者使用的临床治疗方案，从而建立了两种临床模拟DDP耐药细胞模型：YES2/DDP和KYSE450/DDP。为了进一步评估化疗耐药SCC细胞的特征并确定导致化疗耐药的关键基因，研究人员对YES2/DDP、KYSE450/DDP、YES2和KYSE450细胞进行了全转录组测序，并分析了化疗耐药细胞系和亲本细胞系中差异表达的mRNAs和ncRNAs。结果在YES2/DDP和KYSE450/DDP细胞中分别鉴定出352/153个和311/173个显著上调/下调的ncRNAs，其中26/12显著上调/下调的ncRNAs在两种化疗耐药细胞系中表现出一致的上调/下调。对两种化疗耐药细胞系中一致差异表达的mRNAs进行KEGG富集分析表明，这些mRNAs富集于几种癌症调节通路。有趣的是，差异表达的mRNAs也富集在一些代谢途径中，其中PLD信号通路是最显著富集的途径。这些结果强烈表明，代谢重编程发生在获得化疗耐药期间。
Fig1. 全转录组测序揭示化疗耐药细胞系和亲本细胞系中差异表达的mRNAs和ncRNAs
随后，研究人员确定了在化学耐药和代谢重编程中起重要作用的ncRNA，即NR_119377.1（D-AS2）。RT-qPCR分析证实了D-AS2在化疗耐药SCC细胞中表达升高。进一步的研究发现，在DDP暴露后D-AS2表达以时间依赖性方式升高，表明D-AS2表达的升高在短期和长期暴露于细胞毒性药物中都起重要作用。最后，研究人员通过ISH以检测两组食管和肺SCC中的D-AS2表达，结果显示D-AS2的高表达与两个SCC队列的不良预后显著相关。
Fig2. D-AS2在化疗耐药SCC细胞中升高并与代谢事件相关
接下来，研究人员进行了功能研究以阐明D-AS2在SCC细胞化疗耐药中的作用。结果显示，通过ASO沉默D-AS2使两种化疗耐药细胞系都对DDP处理敏感，D-AS2的敲低降低了NCI-H1703和KYSE30细胞对DDP的抗性。进一步的体内功能研究显示，体内给药靶向D-AS2的ASO使SCC对顺铂治疗敏感。
Fig3. D-AS2在SCC中诱导细胞周期停滞和化疗耐药
机制研究显示，D-AS2影响FAM3D（FAM3 metabolism regulating signaling molecule D）的组蛋白标记H3K27ac周围的染色质可及性，从而减少FAM3D mRNA转录和细胞外蛋白分泌。FAM3D与Gαi偶联的GPCRs（G蛋白偶联受体）FPR1（甲酰肽受体1）和FPR2相互作用以抑制磷脂酶D（PLD）活性，并减少FAM3D增加PLD信号传导。此外，活化的PLD促进了磷脂酸（PA）的产生和随后YAP（yes相关蛋白）的核转位，导致YAP信号的激活和化疗耐药性。
Fig4. D-AS2通过调节脂质代谢和激活YAP信号来赋予化疗耐药
总之，本研究鉴定了一个有助于SCC化疗耐药的关键非编码RNA DLGAP1-AS2（D-AS2），其在化疗耐药SCC细胞中升高并与代谢事件相关。研究结果表明DLGAP1-AS2介导的磷脂酸合成激活YAP信号通路并赋予鳞状细胞癌的化疗耐药。
原文链接：
https://aacrjournals.org/cancerres/article-abstract/doi/10.1158/0008-5472.CAN-22-0717/705016/DLGAP1-AS2-Mediated-Phosphatidic-Acid-Synthesis
本研究中涉及到的全转录组测序服务、动物用ASO产品、FISH探针&试剂盒均由锐博生物提供！更多lncRNA研究产品与服务信息，欢迎登陆锐博生物官网（www.ribobio.com）进行查询或来电咨询！
