综述：miRNA与自噬在白血病中的相互作用机制及治疗见解

《Hormones & Cancer》：The crosstalk between MiRNAs and autophagy in leukemia: mechanisms and therapeutic insights

本综述深入探讨了自噬（Autophagy）与微小核糖核酸（miRNAs）在白血病中的复杂相互作用网络。文章系统阐述了自噬在白血病中的双重角色（促生存与促死亡），并重点分析了miR-21、miR-155、miR-29等关键miRNA如何通过调控自噬相关基因（如ATG蛋白、Beclin-1）及PI3K/AKT/mTOR等信号通路，影响白血病进展、耐药性及治疗反应。最后，文章展望了靶向“自噬-miRNA轴”以克服耐药性、改善白血病治疗结局的转化潜力与临床挑战。

　　

白血病是一种影响血液和骨髓的癌症，以异常白细胞的不可控增殖为特征。自噬作为细胞内降解和循环的过程，在白血病中扮演着双重角色：既可作为保护性过程促进癌细胞存活，也可在某些条件下触发细胞死亡。微小核糖核酸（miRNAs）是重要的基因表达调控因子，通过调控自噬相关基因，深刻影响着白血病的进程。

分子机制自噬

巨自噬（以下简称自噬）是降解和回收细胞成分的主要途径之一。该过程涉及自噬相关（ATG）蛋白的激活，导致产生双膜囊泡（即自噬体），其捕获内容物后与溶酶体融合以降解细胞内物质。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路在调节自噬中起关键作用，最终根据内部细胞应激和营养可用性调节该过程。自噬过程包括五个主要阶段：起始、成核、延伸与成熟、融合及降解。起始阶段：mTOR在此阶段至关重要，其被蛋白激酶B（Akt）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号激活会抑制自噬，相反，其被5' AMP活化蛋白激酶（AMPK）和P53信号抑制则会促进自噬。在应激条件下，mTOR失活，导致ULK1复合物（由UNC51样激酶1（ULK1）、FAK家族相互作用蛋白200 kDa（FIP200）和Atg13组成）激活。成核阶段：Beclin-1在自噬体形成中起关键作用，随后与 vacuolar protein sorting 34 (Vps34) 和 Atg14L 形成称为III类磷脂酰肌醇3激酶复合物（PI3KC3）的复合物，该复合物支持成核阶段并吸引细胞质中的蛋白质。延伸和成熟阶段：在这两个阶段，两个类泛素化结合系统对于促进自噬体膜的生长是必需的。第一个系统的特点是微管相关蛋白轻链3（LC3）与磷脂酰乙醇胺（PE）之间形成的复合物。Atg4切割LC3的C末端，产生胞内LC3-I，然后通过Atg7和Atg3介导的类泛素化反应与PE结合。LC3的脂质形式，称为LC3-II，被整合到自噬体膜中。第二个系统由Atg12-Atg5-Atg16复合物组成，其中Atg12通过Atg7和Atg10介导的类泛素化反应与Atg5结合。Atg12-Atg5结合物非共价地与Atg16相互作用形成更大的复合物。融合和降解阶段：在融合阶段，自噬体与溶酶体结合形成自噬溶酶体，而在降解阶段，这些自噬溶酶体内包含的各种物质被系统性地分解和清除，从而回收必需营养并清除废物。

白血病中的自噬

在正常和白血病细胞中，自噬是维持造血干细胞（HSCs）功能和正常造血过程所必需的。在白血病细胞中，自噬具有双重作用：一方面，它通过提供代谢适应性和促进对肿瘤微环境的适应来支持癌细胞存活；另一方面，它通过降解促癌蛋白和减少细胞损伤来抑制肿瘤生长。例如，在白血病细胞中抑制自噬可以增强其对化疗药物（如阿糖胞苷）的敏感性。自噬与细胞周期密切相关，并在调节细胞周期和维持细胞分裂与凋亡之间的平衡中起关键作用。自噬与凋亡的相互作用决定了白血病细胞在应激条件下的命运，自噬可以通过降解促凋亡因子等方式抑制凋亡，从而在治疗中促进细胞存活和潜在耐药性。药物耐药性是白血病治疗的主要障碍之一，自噬在其中扮演重要角色。通过分解和回收细胞成分，自噬帮助白血病细胞在化疗的破坏性作用下存活下来。

自噬在癌症中扮演着生存与死亡的双重角色。在肿瘤促进的背景下，自噬有助于癌细胞在营养缺乏条件下的生存和生长。肿瘤微环境（TME）中的低氧、营养不足和高酸度会触发癌细胞的自噬。自噬还通过抑制凋亡信号通路、调节TME中的免疫反应等方式支持癌细胞存活。另一方面，在某些情况下，自噬可以促进细胞死亡（即自噬性细胞死亡），从而抑制肿瘤生长。例如，在胶质母细胞瘤中，增强自噬会导致细胞死亡。自噬通过维持线粒体功能、减少氧化应激、增强肿瘤抗原呈递以及分解促炎因子等方式发挥肿瘤抑制作用。

自噬作为白血病细胞对细胞应激的反应也至关重要。由于白血病细胞快速增殖并处于侵袭性肿瘤环境中，它们经常经历代谢和氧化应激。自噬通过清除受损部分和提供能量生产及新细胞成分合成所需的资源，帮助这些细胞存活。自噬与细胞周期的相互作用，以及其与凋亡的复杂关系，共同决定了应激条件下白血病细胞的命运。

MiRNA与癌症

miRNA是一类小分子非编码RNA，根据其影响的基因和具体环境，既可以促进癌症发展，也可以帮助抑制癌症。miRNA在调控癌症耐药性方面起着关键作用，例如miR-155通过靶向FOXO3a基因导致乳腺癌细胞对化疗药物耐药。miRNA也参与肿瘤血管生成（由Angio-miRs调控）和肿瘤微环境中的免疫调节。外泌体miRNA可以从肿瘤细胞传播到其他细胞，增强癌细胞的转移和侵袭能力。循环miRNA作为非侵入性生物标志物，在癌症诊断和预后中显示出巨大潜力。此外，miRNA通过调控细胞周期和生存通路（如miR-17~92簇通过靶向PTEN影响Akt-mTOR通路）来影响细胞增殖和凋亡。

在白血病中，多种miRNA的表达异常与其发生发展密切相关。例如，miR-29家族通过靶向DNA甲基转移酶（DNMT3A/DNMT3B）在AML中发挥抑癌作用；miR-15a/16-1的缺失导致BCL2上调，促进CLL细胞存活；miR-155在AML和CLL中高表达，通过靶向SHIP1激活PI3K/AKT通路；miR-34a作为肿瘤抑制因子，其低表达与AML和CLL的不良预后相关；miR-125b通过靶向促凋亡蛋白（如PUMA, BAK1）抑制细胞死亡。值得注意的是，某些miRNA的功能具有环境依赖性，例如miR-21在AML中通过下调PTEN促进生存和自噬，而在CLL中可能表现出更复杂的、甚至抑癌的特性。

MiRNA如何调控自噬相关基因

miRNA是自噬通路的关键调控因子之一，影响自噬相关基因的表达。大量miRNA被鉴定出通过靶向自噬过程不同阶段的关键基因来影响自噬。例如，miR-7通过靶向ATG5抑制自噬，从而降低肝细胞癌细胞的侵袭性。ATG-4B等自噬体形成关键基因的过表达与多种侵袭性癌症的肿瘤进展和不良预后相关。在宫颈癌中，miR-34的下调通过稳定其mRNA增加了ATG-4B蛋白水平，从而促进自噬。Beclin-1是自噬调控的另一个关键基因，主要通过其与PI3KC3的直接相互作用。通过miR-409靶向Beclin-1可以抑制化疗诱导的自噬，从而增强结肠癌细胞的化疗敏感性。

此外，miRNA可以通过影响调控自噬相关基因（ATGs）表达的上游信号通路来间接调节自噬。PI3K/AKT/mTOR信号通路已被认为是各种癌症类型中自噬的重要调节器。例如，在前列腺癌中，miR-146通过下调PTEN促进AKT/mTOR信号通路介导的自噬。在白血病中，miRNA相互作用塑造自噬的模式更为复杂。不同的miRNA可以在信号节点和/或核心 machinery 上影响自噬，导致环境依赖性的协同或拮抗作用。例如，在AML中，miR-155通过靶向SHIP1激活PI3K/AKT-mTOR通路并抑制自噬，而miR-29家族可通过下调ATG9A损害自噬体运输和通量，两者可能协同下调自噬。另一方面，在缺氧/先天免疫信号下，miR-155也可能通过靶向Rheb/mTOR成分支持自噬，而miR-29仍通过下调ATG9A/TFEB损害通量，产生可能取决于细胞状态和miRNA靶点相对丰度的拮抗影响。

MiRNA对慢性和急性白血病自噬通路的影响

在B细胞慢性淋巴细胞白血病（CLL）中，miR-155是B细胞基因表达的重要调控因子，与CLL患者不良临床结局相关。miR-15/16基因缺失是CLL中最常见的遗传改变，其通过直接抑制BCL2发挥肿瘤抑制作用。特定的miRNA如miR-130a可通过靶向ATG-2B基因降低原代CLL细胞的自噬通量。

在急性淋巴细胞白血病（ALL）中，许多miRNA参与复发、耐药、细胞生长、分化和凋亡。例如，miR-124的高表达与ALL患者不良预后和复发风险增加相关。miR-100、miR-99和miR-125b的过表达与不良结局及对长春新碱、柔红霉素等药物的耐药性相关。

急性髓系白血病（AML）和慢性髓系白血病（CML）也受到多种miRNA的调控，这些miRNA通过影响自噬等相关通路，在疾病进展和治疗反应中发挥作用。

自噬在白血病治疗中的应用

针对不同化疗药物的自噬激活可导致细胞死亡或存活，从而影响治疗效果或耐药性。大多数化疗策略会触发癌细胞的自噬作为对抗应激损伤的防御机制。例如，小分子拮抗剂GX15-070（obatoclax）可通过促进糖皮质激素（GCs）耐药性ALL细胞的自噬，使其重新敏感。在CLL细胞中，自噬与细胞存活和耐药性相关。研究表明，将自噬抑制剂（如氯喹）与venetoclax等化疗药物联合使用可产生协同促凋亡效应。此外，许多研究显示了多种miRNA在影响急慢性白血病细胞对细胞毒性治疗敏感性方面的复杂作用。例如，在CML细胞中，下调miR-21可增强自噬相关蛋白的表达，从而提高白血病细胞对多柔比星的敏感性。将自噬抑制剂与miRNA调节剂联合使用可增强疗效。临床前证据表明，自噬抑制可以增强AML的化疗效果，而miRNA调节可以重编程自噬以改变对药物的反应。

涉及MiRNA和自噬调节的癌症治疗方法

迄今为止，尚无明确以自噬调节为主要机制的治疗性miRNA进入癌症临床试验。已进入人体试验的miRNA药物包括MRX34（miR-34a模拟物）、TargomiR（miR-16模拟物）和cobomarsen（抗miR-155），它们主要靶向与增殖、存活和免疫调节相关的通路，可能间接影响自噬，但自噬并非其临床试验方案或报告中的主要作用机制。相比之下，自噬抑制剂，特别是氯喹/羟氯喹（CQ/HCQ）以及最近出现的ULK1/2抑制剂（如DCC-3116）已进入临床开发阶段，尽管尚未获得肿瘤学监管批准。CQ/HCQ已在少数癌症中与标准护理联合使用，例如在黑色素瘤、可切除胰腺癌和胶质母细胞瘤的临床试验中。下一代抑制剂如DCC-3116目前正在临床开发中。

安全性考虑是临床应用的重要障碍。鉴于自噬在健康组织细胞质量控制中的作用，抑制全身自噬可能导致受损蛋白质/细胞器的积累和组织损伤。CQ/HCQ存在眼部（视网膜病变）和心脏（QT间期延长，罕见心肌病）风险。miRNA疗法则面临先天免疫激活（TLR7/8）、输注相关反应和脱靶基因调控等风险，MRX34项目曾因免疫介导的严重不良事件而提前终止。

临床应用的其他障碍包括递送（快速核酸酶降解、骨髓生物分布差、内体逃逸效率低）、安全性和特异性（miRNA靶向范围广，增加对正常组织脱靶效应的风险）。成功的miRNA和抗miRNA应用可能需要更安全的载体、靶向递送、更好的内体逃逸以及某种形式的基于生物标志物的患者选择。

此外，微生物组也可能影响药物疗效。虽然自噬抑制剂的直接细菌生物转化在人类中尚未明确，但CQ/HCQ可改变肠道微生物群落，药物-微生物组相互作用可能影响吸收、生物利用度、宿主免疫状态，从而改变抗肿瘤疗效和毒性。而当前的miRNA治疗药物是全身给药，不太可能经历直接的肠道微生物代谢，但微生物组可能被调节并改变先天免疫通路，最终影响寡核苷酸的安全性和活性。

结论

自噬作为基本的细胞过程，在白血病细胞中扮演双重角色，既有助于癌细胞存活和耐药性，也可作为肿瘤抑制因子增加化疗敏感性，使其成为白血病新治疗策略的潜在靶点，特别是克服耐药性这一主要挑战。miRNA通过调控自噬相关基因和信号通路的表达，在白血病进展和治疗反应中起关键作用。识别关键miRNA并理解其调控机制有助于改善治疗结果并减少副作用。总之，自噬与miRNA之间的相互作用为白血病研究和治疗提供了新的视角，有望提高治疗有效性。