综述:针对lncRNA介导的网络以克服癌症中对多柔比星的耐药性

时间:2026年2月14日
来源:Critical Reviews in Oncology/Hematology

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长非编码RNA(lncRNA)通过表观遗传调控、自噬适应和上皮-间质转化等机制介导多柔比星耐药,其靶向治疗策略包括 antisense oligonucleotides、CRISPR工具及脂质纳米颗粒递送系统,并建立转化框架整合耐药节点和生物标志物。

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邱梦茹|王兆婷|滕媛音|李梦溪|吴凡|田宇
山东省职业健康与职业医学研究院职业肺病科,山东第一医科大学职业病医院(山东省医院职业病医院),中国济南

摘要

多柔比星(DOX)被广泛用于治疗多种癌症,但其疗效受到药物耐药性频繁出现的限制。越来越多的证据表明,长链非编码RNA(lncRNAs)作为DOX耐药性的主要调节因子,影响生存信号传导、凋亡逃避、自噬、上皮-间充质转化和表观遗传重塑。尽管这些机制各不相同,但lncRNAs主要作用于少数几个可干预的通路,包括PI3K/AKT/mTOR通路、抗凋亡调节因子(BCL-2、MCL1)以及与自噬相关的网络。本文综合了跨癌症的研究结果,重点介绍了ceRNA轴和信号传导枢纽,并探讨了通过直接沉默lncRNAs、靶向下游效应因子以及使用脂质纳米颗粒和工程化外泌体等创新递送平台进行治疗的可能性。我们进一步提出了一个转化医学框架,强调关键的耐药性节点、可药物干预的通路以及基于生物标志物的患者分层,概述了从临床前验证和药物化学(CMC)开发到适应性临床试验设计及伴随诊断共同开发的路径。通过将机制理解与转化策略相结合,针对lncRNAs的干预措施有望克服DOX耐药性并推动精准肿瘤学的发展。

引言

根据世界卫生组织和GLOBOCAN的最新估计,癌症仍然是全球主要的发病率和死亡率原因,每年新增病例近2000万例,死亡人数达1000万例(Siegel等人,2024年;Bray等人,2024年)。尽管在靶向治疗和免疫疗法方面取得了显著进展,传统化疗仍然是许多实体瘤和血液系统恶性肿瘤治疗的基石,尤其是在新疗法可及性有限的低收入和中等收入地区(Wu等人,2024年;Webb和Jordan,2024年;Kroemer和Pouyssegur,2008年)。其中,多柔比星(DOX)作为一种蒽环类抗生素,在乳腺癌、肝癌、骨肉瘤、肉瘤、淋巴瘤和白血病的一线或联合治疗方案中占据核心地位(Gabizon等人,2003年;Bisht等人,2025年)。其广泛的应用和已被证实的疗效使其在肿瘤学实践中不可或缺。其抗肿瘤作用主要依赖于与DNA的结合、拓扑异构酶II的抑制以及活性氧的生成,这些因素共同导致DNA损伤和细胞凋亡(Kciuk等人,2023年;Kong等人,2022年)。然而,DOX的临床应用受到药物耐药性的频繁出现及其剂量依赖性心脏毒性的严重限制(Wu等人,2022a年;Carvalho等人,2009年)。从机制上看,DOX耐药性源于多种适应性表型。其中最突出的是ATP结合盒(ABC)转运蛋白(如P-糖蛋白ABCB1)的过度表达,这些转运蛋白增强了药物的外排作用,降低了细胞内的DOX浓度。同时,肿瘤细胞通常上调抗凋亡蛋白(如BCL-2、MCL1)并下调促凋亡通路,从而逃避细胞死亡(El-Agamy等人,2019年;Rivankar,2014年)。此外,上皮-间充质转化(EMT)赋予肿瘤细胞迁移和侵袭性,这与化疗耐药性相关(Mattioli等人,2023年;Speth等人,1988年)。自噬的适应性调整在基因毒性压力下通过回收细胞成分帮助肿瘤细胞存活于DOX诱导的细胞毒性中(Kciuk等人,2023年;Christidi和Brunham,2021年;Wang等人,2025年)。这些机制共同作用,形成了一个多因素的耐药性表型,削弱了长期的治疗效果。
近年来,长度超过200个核苷酸且不具备蛋白质编码能力的长链非编码RNA(lncRNAs)被确定为多柔比星耐药性的关键上游调节因子(St Laurent等人,2015年;Kopp和Mendell,2018年)。它们的生物学多样性源于它们能够在基因表达的多个调控层发挥作用。在转录后水平,许多lncRNAs作为“海绵”在竞争性的内源性RNA(ceRNA)网络中发挥作用,捕获微小RNA(miRNAs),从而解除对促癌或促生存信使RNA的抑制(Bugnon等人,2022年;Herman等人,2022年)。这种作用模式在耐药模型中反复被观察到,其中过表达的lncRNAs如MALAT1、TUG1、XIST和CASC9调节miRNA的可用性,进而稳定参与抗凋亡信号传导、上皮-间充质转化(EMT)或药物外排的靶点。除了ceRNA机制外,lncRNAs还发挥表观遗传和转录调控作用(Yoon等人,2015年;Xin等人,2023年;Li等人,2019a年)。它们可以招募染色质重塑复合体(如Polycomb抑制复合体2(PRC2)或组蛋白去乙酰化酶(HDACs),导致与化疗耐药性相关的基因的情境依赖性激活或沉默(Yan和Bu,2021年;Liang等人,2018年)。例如,NORAD调节组蛋白去乙酰化酶的活性,而其他lncRNAs可以影响凋亡相关基因启动子处的DNA甲基化或组蛋白修饰状态(Jia等人,2021年;Lee等人,2016年)。在信号通路层面,lncRNAs调控多种经典的癌症相关级联反应。研究表明它们可以激活或抑制PI3K/AKT/mTOR、WNT/β-连环蛋白和NF-κB通路,这些通路共同控制细胞增殖、细胞周期进展和应激反应(Tang等人,2021a年;Wang等人,2022a年;Naveed等人,2024年)。此外,lncRNAs还调节自噬和代谢适应,使肿瘤细胞能够在DOX诱导的细胞毒性下存活。这些相互作用凸显了它们作为网络枢纽的角色,能够整合细胞外刺激与细胞内适应性程序(Fei等人,2023年;Liu等人,2021年;Yu等人,2024a年)。重要的是,lncRNAs还参与调节药物外排转运蛋白(如ABCB1和ABCC1),并精细调节细胞死亡方式,包括焦亡和铁死亡,这两种方式越来越被认为是化疗反应的决定因素。lncRNAs的这种多功能影响强调了它们为何常被视为化疗结果的“主要调节因子”,而不仅仅是单一通路的调节因子(Tan等人,2021年;Zhang,2024年;Hashemi等人,2022年)。从转化医学的角度来看,异常的lncRNA表达谱不仅在肿瘤组织中可检测到,也在循环外泌体和体液中存在,这为预测治疗反应或监测疾病进展提供了潜在的非侵入性生物标志物(Bhan等人,2017年;Park等人,2022年;Liu,2025年)。此外,lncRNAs能够在多种分子机制上游发挥作用,使它们成为有吸引力的治疗靶点:理论上,沉默致癌lncRNAs或恢复肿瘤抑制性lncRNAs可以同时逆转多种耐药机制。
本文旨在全面总结当前关于lncRNAs介导的多种癌症类型中DOX耐药性通路的知识。我们强调了反复出现的ceRNA轴和共同的信号传导枢纽,总结了作为耐药性促进因子或敏感因子的lncRNAs,并强调了潜在的可药物干预靶点,如BCL-2、EGFR、HDAC8和ABC转运蛋白。此外,我们还讨论了包括反义寡核苷酸、RNA干扰、基于CRISPR的工具以及脂质纳米颗粒和工程化外泌体在内的转化策略。通过将分子机制与治疗应用相结合,我们旨在制定一条从实验室到临床的路径,最终为基于生物标志物的治疗和新干预措施提供信息。

部分摘录

癌症特异性证据

我们使用表1重新组织了癌症特异性部分,以提高可读性。

ceRNA网络:经典的lncRNA–miRNA–mRNA轴

lncRNAs调节多柔比星(DOX)耐药性的最常描述的机制之一是通过竞争性的内源性RNA(ceRNA)网络。在这种模型中,lncRNAs作为分子“海绵”,结合并捕获特定的微小RNA(miRNAs),从而解除对促癌或促生存mRNAs的抑制,最终在化疗压力下重塑细胞表型(Fei等人,2023年;Liu等人,2021年;Chen等人,2023年;Zhu等人,2017年)。越来越多的证据表明……

直接靶向lncRNAs

直接靶向lncRNAs已成为克服多柔比星耐药性的有前景的策略,目前有多种分子方法正在积极开发中。反义寡核苷酸(ASOs)和Gapmers对核富集的lncRNAs特别有效,因为它们利用RNase H介导的降解(Tan等人,2021年;Zhang,2024年;Hashemi等人,2022年)。为了改善药代动力学和耐受性,现代设计通常包含2′-O-甲基(2′-O-Me)、2′-O-甲氧乙基等修饰

组织和液体活检中的lncRNA表达

越来越多的证据支持lncRNAs作为预测多柔比星(DOX)反应和患者预后的生物标志物的临床价值(Wang等人,2020b年;Zhan等人,2022年;Mirzaei等人,2022年)。MALAT1、PVT1、TUG1和CASC9的表达升高与多种癌症类型的化疗反应不良、无进展生存期缩短和复发风险增加密切相关,包括肝癌、乳腺癌、骨肉瘤和膀胱癌

药物开发和药物化学(CMC)考虑

为了使针对lncRNAs的治疗方案超越临床前概念验证阶段,必须建立严格的化学、制造和控制(CMC)框架,以确保质量、安全性和可重复性。对于基于寡核苷酸的药物,这首先需要明确关键质量属性(CQAs),包括长度一致性、序列准确性、化学修饰模式、立体化学构型(例如,硫代磷酸酯手性)和二级结构稳定性

挑战和知识空白

尽管取得了显著进展,但将lncRNA生物学知识转化为针对多柔比星(DOX)耐药性的治疗方法仍面临生物学、技术和临床验证方面的多重障碍。生物异质性和组织特异性仍然是根本性的挑战。lncRNAs的表达和功能通常具有高度的情境依赖性,不仅在不同的癌症类型之间有所不同,而且在同一肿瘤内的亚克隆之间以及原发灶和转移灶之间也存在差异

未来方向

针对多柔比星(DOX)耐药性的lncRNA靶向策略的未来在于多模式整合、精准递送、先进的肿瘤生物学见解和实际应用验证。首先,合理的多模式组合可能会定义下一代治疗方案。鉴于lncRNAs在PI3K/AKT信号传导、凋亡逃避和自噬中的协同作用,结合lncRNA抑制与PI3K/AKT阻断和自噬调节剂的 triple 策略可能会提供更好的治疗效果

结论

越来越多的证据表明,长链非编码RNA(lncRNAs)不仅是次要因素,而是多柔比星(DOX)耐药性的主要调节因子,它们调控生存信号传导、凋亡逃避、自噬适应和表观遗传重塑(Liu等人,2022年;Tonon和Polegato,2024年)。尽管单个lncRNAs参与不同的分子通路,但它们的下游效应主要作用于少数几个可干预的通路,特别是PI3K/AKT/mTOR通路、抗凋亡调节因子等

伦理批准和参与同意

不适用。

出版同意

不适用。

作者贡献

邱梦茹参与了研究设计、数据收集、初步分析以及初稿的撰写。王兆婷负责临床数据收集和分析,并参与了文献综述部分。滕媛音负责构建文章的理论框架和整体结构,并对结果分析进行了深入讨论。李梦溪在数据分析、实验设计等方面做出了重要贡献

资助

本研究未接受特定资助

利益冲突声明

作者声明与本文的发表没有利益冲突。

致谢

不适用。
邱梦茹是山东省职业健康与职业医学研究院职业肺病科的研究员。她的研究兴趣集中在职业性肺病、环境暴露相关的呼吸系统疾病以及炎症引起的肺损伤机制上。

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