RNA m6A甲基化调控长链非编码RNA通过激活PI3K信号介导癌症耐药的新机制

《Cell Death & Disease》：The RNA N6-methyladenosine methylome coordinates long non-coding RNAs to mediate cancer drug resistance by activating PI3K signaling

本研究针对酪氨酸激酶抑制剂(TKI)耐药这一白血病治疗难题，创新性地揭示了RNA N6-甲基腺苷(m6A)甲基化组通过协调长链非编码RNA(lncRNA)表达激活PI3K信号通路的新机制。研究人员发现FTO介导的m6A低甲基化可稳定lncRNA转录本，进而上调PI3K信号介质表达，最终导致TKI耐药。该研究不仅为癌症耐药提供了新的生物标志物，还证实PI3K抑制剂阿培利司(Alpelisib)能够有效清除耐药细胞，为克服临床耐药问题提供了新策略。

　　

在癌症治疗领域，酪氨酸激酶抑制剂(TKI)的出现曾为白血病患者带来曙光，尤其是针对慢性髓系白血病(CML)的BCR-ABL1融合基因靶向治疗。然而，随着临床应用的深入，一个棘手问题逐渐浮现：相当比例的患者会在治疗后产生耐药性，导致疾病复发甚至死亡。传统观点认为这种耐药主要源于基因突变，但令人困惑的是，约三分之二的患者并未检测到已知的耐药突变，这提示存在非遗传性耐药机制。

近期发表在《Cell Death and Disease》的研究揭开了这一谜团的关键面纱。该研究团队发现，RNA表观转录组学修饰——特别是N6-甲基腺苷(m⁶A)甲基化——与长链非编码RNA(lncRNA)之间存在着精密的调控关系，这种互动在TKI耐药形成中扮演着关键角色。

研究人员采用多组学整合分析策略，结合临床样本验证和功能实验，系统阐明了耐药机制。关键技术包括m⁶A测序和RNA测序分析耐药细胞模型（K562、MV4-11、Kasumi-1细胞系），临床样本队列分析（来自Mayo Clinic和山西医科大学第二医院的AML和CML患者样本），体内外功能验证（基因敲降、药物干预、异种移植模型），以及生物信息学分析（基因集富集分析、生存分析）。

耐药细胞模型的建立与表征

通过长期暴露于逐步增加浓度的尼洛替尼或伊马替尼，研究人员成功培育出具有稳定耐药性的白血病细胞株。这些耐药细胞展现出显著特征：在含药培养基中正常增殖，靶向激酶活性降低却仍能存活，表明其增殖不依赖于原有的激酶信号通路。

m⁶A甲基化组与lncRNA的交互作用

全转录组m⁶A测序揭示了一个有趣现象：耐药细胞中虽然整体m⁶A峰值富集度下降，但lncRNA特异的m⁶A含量反而增加。研究人员鉴定出315个上调、97个下调的lncRNA，其中40个上调lncRNA在耐药样本中含有m⁶A位点。PROX1-AS1、SENCR和LINC00892(LN892)这三个lncRNA因含有m⁶A基序且表达显著上调而被选为重点研究对象。

临床相关性验证

研究团队在临床样本中验证了这些发现的转化价值。在CML患者中，TKI应答不佳者的PROX1-AS1、SENCR、LN892等lncRNA表达显著高于治疗应答良好者。更值得注意的是，这些lncRNA的高表达与患者较短生存期显著相关，表明它们可作为预测预后的生物标志物。

FTO介导的m⁶A去甲基化机制

机制探索发现，耐药细胞中m⁶A去甲基化酶FTO表达上调，导致整体m⁶A水平降低。特别重要的是，FTO通过降低特定lncRNA转录本上的m⁶A甲基化水平，延长了这些lncRNA的半衰期，从而增加其稳定性。当研究人员敲低FTO或使用FTO抑制剂(甲氯芬那酸和FB23-2)处理时，PROX1-AS1、SENCR和LN892的表达显著下降。

功能验证：lncRNA调控TKI敏感性

为验证这些lncRNA的功能重要性，研究团队在耐药细胞中敲低了PROX1-AS1、SENCR或LN892，发现这能显著恢复细胞对尼洛替尼的敏感性，抑制耐药细胞生长，证明这些lncRNA在维持TKI耐药中发挥关键作用。

PI3K信号通路的核心作用

通过生物信息学分析SENCR敲低后的差异表达基因，研究发现PI3K信号通路是lncRNA下游的关键效应通路。该通路中的ITGA2、COL6A1、细胞周期蛋白D1(Cyclin D1)、PKN1、PDGFRA、F2R和HSP90AB1等基因在lncRNA敲低后表达下降，在耐药细胞和TKI不应答患者中高表达，且与不良预后相关。

靶向治疗的新策略

基于上述发现，研究人员测试了PI3K抑制剂阿培利司(Alpelisib)的治疗潜力。体外实验表明，阿培利司能有效抑制耐药细胞增殖，并与TKI产生协同效应。更重要的是，在移植了尼洛替尼耐药K562细胞的NSGS小鼠模型中，阿培利司治疗显著降低了白血病负荷，延长了小鼠生存期。

本研究系统阐明了FTO-m⁶A-lncRNA-PI3K信号轴在白血病TKI耐药中的核心作用，揭示了表观转录组调控在非遗传性耐药机制中的重要性。这一发现不仅为理解癌症耐药提供了新视角，还为临床预测和治疗TKI耐药提供了新的生物标志物和治疗靶点。特别值得注意的是，针对无激酶结构域突变的耐药患者——这一临床治疗中最棘手的群体，FTO和其调控的lncRNA可能成为特异性治疗靶点。

研究的创新性在于首次将m⁶A甲基化、lncRNA和PI3K信号通路整合到一个统一的耐药机制框架中，并验证了PI3K抑制剂阿培利司在克服TKI耐药中的治疗潜力。这一发现不仅适用于白血病，还可能作为一种泛癌种耐药机制，为更广泛的癌症耐药问题提供新的解决思路。未来，针对这一信号轴的干预策略可能为改善TKI耐药患者的预后开辟新的治疗途径。