拉帕醇通过调控非编码RNA表达抑制膀胱肿瘤细胞增殖与迁移的机制研究

本刊推荐：为解决膀胱癌化疗耐药性问题，研究人员开展天然化合物拉帕醇(Lapachol)抗肿瘤机制研究。研究发现Lapochol通过诱导细胞周期阻滞和凋亡，显著抑制膀胱癌细胞增殖与迁移，并调控JHDM1D-AS1、SBF2-AS1、RP11-36E7.4等lncRNAs表达。该研究为膀胱癌治疗提供了新的候选药物和潜在作用靶点。

　　

膀胱癌是全球第十大常见癌症，2020年新增病例约57.3万例，死亡21.3万例，治疗面临严峻挑战。膀胱癌通常分为低级别和高级别两种类型，低级别肿瘤侵袭性较弱但复发率适中，高级别肿瘤则具有高进展率和强转移能力。目前标准治疗方案包括外科手术和化疗，然而化疗耐药性问题严重制约治疗效果，这种耐药性与TP53基因突变及长链非编码RNA(lncRNA)表达改变密切相关。lncRNA是一类长度超过200个核苷酸的非编码RNA分子，通过调控细胞信号通路、自噬和microRNA(miRNA)表达等机制参与耐药性形成。面对高发病率和死亡率，从天然产物中寻找新的治疗策略成为研究热点。

拉帕醇是一种天然存在的1,4-萘醌类化合物，从塔贝布亚属植物树皮中提取，在乳腺癌、肝癌、皮肤癌、结肠癌和肾癌等多种癌症中显示出抗肿瘤效果。然而，该化合物在膀胱癌细胞中的活性及其对lncRNA表达的调控作用尚未明确。为此，研究团队在《Scientific Reports》发表了最新研究成果，系统探讨了拉帕醇对膀胱肿瘤细胞增殖、迁移及lncRNA表达的影响。

研究采用MTT法检测细胞毒性，克隆形成实验评估长期效应，划痕实验分析细胞迁移，流式细胞术检测细胞周期和凋亡，RT-qPCR分析基因表达。实验选用三种人膀胱癌细胞系：RT4(低级别肿瘤，TP53野生型)、T24(高级别肿瘤，TP53酪氨酸126缺失突变)和J82(高级别肿瘤，TP53基因外显子8和外显子9多点突变)，以MRC-5人成纤维细胞作为非肿瘤对照。

研究结果

抗增殖效应

拉帕醇对所有细胞系的活力均产生剂量和时间依赖性的抑制效果。在12.5μg/mL浓度处理48小时后，所有细胞系的克隆形成能力均显著降低。拉帕醇处理还抑制了细胞迁移，其中RT4细胞表现出最高的敏感性。这些浓度对非肿瘤细胞(MRC-5)无明显毒性(存活率>70%)。

细胞周期动力学改变和凋亡

在所有测试细胞系中，拉帕醇处理导致sub-G₁期细胞比例显著增加(提示凋亡)，同时G₀/G₁期细胞数量减少。J82细胞S期细胞群体显著增加，而T24细胞G₂/M期和S期细胞数量减少。凋亡检测结果显示，所有细胞系早期凋亡增加，RT4细胞还出现晚期凋亡。

lncRNA表达调控

拉帕醇处理以细胞系特异性方式调控lncRNA表达。在RT4细胞中，JHDM1D-AS1 lncRNA和JHDM1D基因表达上调，SBF2-AS1 lncRNA表达下调。在J82细胞中，JHDM1D-AS1 lncRNA表达降低，RP11-36E7.4 lncRNA表达增加。T24细胞中未检测到这些靶标的表达。

SBF2-AS1是一种在多种癌症中上调的lncRNA，作为竞争性内源RNA(ceRNA)参与lncRNA-miRNA-mRNA交互作用，促进肿瘤发生、增殖、迁移、侵袭、转移和血管生成。在RT4细胞中，拉帕醇降低SBF2-AS1表达，这与先前研究中抑制SBF2-AS1可降低膀胱癌细胞增殖、克隆形成和迁移的结果一致。

RP11-36E7.4是近期发现的在多种癌症中失调的lncRNA。拉帕醇处理使J82细胞中RP11-36E7.4表达增加，该lncRNA可通过抑制癌细胞增殖和迁移发挥肿瘤 suppressor作用。

组蛋白去甲基化酶JHDM1D(又称KDM7A或KIAA1718)被认为是膀胱癌的有潜力的治疗靶点。其反义转录本JHDM1D-AS1在多种肿瘤中过表达，通过激活促炎和促血管生成因子刺激血管生成，从而促进肿瘤生长。拉帕醇处理降低J82细胞中JHDM1D-AS1表达，这与先前研究中使用该细胞系沉默JHDM1D-AS1可抑制克隆形成和细胞迁移、改变细胞周期进程的结果一致。因此，JHDM1D-AS1的减少和RP11-36E7.4的表达增加可能与拉帕醇在J82细胞中的作用相关。

相比之下，RT4细胞中JHDM1D和JHDM1D-AS1表达增加并未影响拉帕醇的抗增殖作用，可能其他通路的调控(包括RP11-36E7.4的增加和SBF2-AS1的同步减少)抵消了JHDM1D和JHDM1D-AS1的上升，使拉帕醇能够在RT4细胞中发挥抑制效果。

RT4细胞对拉帕醇的抗迁移作用最敏感，这与该细胞系TP53野生型状态有关，而J82和T24细胞存在TP53基因突变。TP53突变常见于高级别膀胱肿瘤，与细胞迁移和侵袭能力增强相关。

研究结论与意义

拉帕醇作为膀胱癌治疗药物具有潜力，能够抑制低级别和高级别肿瘤细胞的活力、迁移和克隆形成能力，并影响细胞周期进程。其作用机制与lncRNA表达改变相关，特别是对JHDM1D-AS1、SBF2-AS1和RP11-36E7.4等与膀胱癌进展相关lncRNAs的调控。这些发现为开发新的膀胱癌治疗策略提供了实验依据，表明天然产物拉帕醇可能通过多靶点作用机制发挥抗肿瘤效果，尤其对具有不同TP53状态的膀胱癌细胞均显示活性，具有重要的转化医学价值。