近幾十年來，包括鉑類藥物在內的細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動的內在或適應性機制可導致化療耐藥的產生。增加癌細胞對化療藥物的敏感性或使用具有不同靶點的化療藥物是減少細胞毒藥物不良反應的兩種常用策略。近年來出現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出良好的效果，而對其他癌癥亞型沒有表現出療效。即使在敏感的癌癥亞型中，越來越多的證據表明，靶向治療和傳統的細胞毒性化學治療劑的組合取得了更好的結果。對于其他不適合新型靶向治療的癌癥亞型，傳統的細胞毒性化療藥物仍然是一線治療。已經進行了許多嘗試以使癌細胞對化學治療劑敏感或恢復化學敏感性。然而，化療耐藥的潛在機制在很大程度上仍未確定。定義之前未知的耐藥機制有助于鑒定克服化療耐藥的新靶點，特別是在治療主要依賴于傳統化學治療劑的癌癥類型中。
癌細胞中的代謝重編程已被認為是癌癥發生和進展的一個重要過程。然而，越來越多的研究表明，癌癥代謝重編程是一個依賴于環境的過程，而不是一個統一的現象。例如，近100年前確定的“Warburg效應”受到了最近幾項研究的挑戰，這些研究提出氧化磷酸化（OXPHOS）在癌細胞存活中起著關鍵作用。此外，盡管多種癌癥中通常會發生脂質攝取、脂質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具有抗癌作用。作為普遍存在的一類脂質代謝相關酶的成員，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介導的PC水解之外，PA還可以通過以下兩種代謝途徑產生：溶血磷脂酸?；D移酶（LPAAT）催化溶血磷脂酸（LPA）轉化為PA，二?；视图っ福―GK）磷酸化二?；视停―AG）生產PA。有趣的是，只有通過PLD產生的PA才能通過調節大腫瘤抑制激酶1（LATS1）來促進致癌的Yes相關蛋白（YAP）信號。盡管YAP信號通路的激活通過TEAD介導的轉錄調控參與多種癌癥的化療耐藥，但YAP介導鱗狀細胞癌（SCC）化療耐藥的具體機制仍不清楚。此外，在化療耐藥發生過程中，YAP信號是如何被調控的還需要進一步探索。
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胞分化標志物和基因突變。幾種SCCs的一線化療以具有代表性的傳統細胞毒性藥物鉑類為主。然而，SCC患者通常由于治療抵抗和復發而預后不良。因此，SCC是一種用于定義化療耐藥機制的典型研究模型，而確定的新治療靶點反過來又可以使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過程，包括生理過程（如分化和發育）以及疾病相關過程（如癌癥和心臟?。?。然而，在每種情況下介導特定功能的關鍵lncRNA在很大程度上仍未被探索。
近日，Cancer Research（IF13.312）期刊在線發表了題為DLGAP1-AS2-Mediated Phosphatidic Acid Synthesis Activates YAP Signaling and Confers Chemoresistance in Squamous Cell Carcinoma的研究論文。報道了一個可誘導SCC化學耐藥的關鍵脂質相關lncRNA DLGAP1–AS2（D-AS2）。揭示了D-AS2/FAM3D介導的PLD/PA脂質信號通路對SCC化療耐藥至關重要，表明D-AS2可被靶向從而使SCC對細胞毒性化學治療劑敏感。
首先，為了確定癌細胞化療耐藥的機制，研究人員用幾輪高劑量順鉑（DDP）處理SCC細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耐藥細胞模型：YES2/DDP和KYSE450/DDP。為了進一步評估化療耐藥SCC細胞的特征并確定導致化療耐藥的關鍵基因，研究人員對YES2/DDP、KYSE450/DDP、YES2和KYSE450細胞進行了全轉錄組測序，并分析了化療耐藥細胞系和親本細胞系中差異表達的mRNAs和ncRNAs。結果在YES2/DDP和KYSE450/DDP細胞中分別鑒定出352/153個和311/173個顯著上調/下調的ncRNAs，其中26/12顯著上調/下調的ncRNAs在兩種化療耐藥細胞系中表現出一致的上調/下調。對兩種化療耐藥細胞系中一致差異表達的mRNAs進行KEGG富集分析表明，這些mRNAs富集于幾種癌癥調節通路。有趣的是，差異表達的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。這些結果強烈表明，代謝重編程發生在獲得化療耐藥期間。
Fig1. 全轉錄組測序揭示化療耐藥細胞系和親本細胞系中差異表達的mRNAs和ncRNAs
隨后，研究人員確定了在化學耐藥和代謝重編程中起重要作用的ncRNA，即NR_119377.1（D-AS2）。RT-qPCR分析證實了D-AS2在化療耐藥SCC細胞中表達升高。進一步的研究發現，在DDP暴露后D-AS2表達以時間依賴性方式升高，表明D-AS2表達的升高在短期和長期暴露于細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，結果顯示D-AS2的高表達與兩個SCC隊列的不良預后顯著相關。
Fig2. D-AS2在化療耐藥SCC細胞中升高并與代謝事件相關
接下來，研究人員進行了功能研究以闡明D-AS2在SCC細胞化療耐藥中的作用。結果顯示，通過ASO沉默D-AS2使兩種化療耐藥細胞系都對DDP處理敏感，D-AS2的敲低降低了NCI-H1703和KYSE30細胞對DDP的抗性。進一步的體內功能研究顯示，體內給藥靶向D-AS2的ASO使SCC對順鉑治療敏感。
Fig3. D-AS2在SCC中誘導細胞周期停滯和化療耐藥
機制研究顯示，D-AS2影響FAM3D（FAM3 metabolism regulating signaling molecule D）的組蛋白標記H3K27ac周圍的染色質可及性，從而減少FAM3D mRNA轉錄和細胞外蛋白分泌。FAM3D與Gαi偶聯的GPCRs（G蛋白偶聯受體）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。此外，活化的PLD促進了磷脂酸（PA）的產生和隨后YAP（yes相關蛋白）的核轉位，導致YAP信號的激活和化療耐藥性。
Fig4. D-AS2通過調節脂質代謝和激活YAP信號來賦予化療耐藥
總之，本研究鑒定了一個有助于SCC化療耐藥的關鍵非編碼RNA DLGAP1-AS2（D-AS2），其在化療耐藥SCC細胞中升高并與代謝事件相關。研究結果表明DLGAP1-AS2介導的磷脂酸合成激活YAP信號通路并賦予鱗狀細胞癌的化療耐藥。
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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