综述：肝细胞癌一线靶向药物耐药性：表观遗传调控机制

《Cell Death & Disease》：Resistance of first-line targeted drugs in hepatocellular carcinoma: the epigenetic regulation mechanisms

本综述系统阐述了表观遗传调控在肝细胞癌（HCC）对索拉非尼（Sorafenib）和仑伐替尼（Lenvatinib）产生耐药性中的核心作用。文章详尽梳理了非编码RNA（ncRNA）、DNA甲基化、RNA甲基化（如m6A）及组蛋白修饰等表观遗传机制如何通过影响程序性细胞死亡（PCD）逃逸、代谢重编程、耐药细胞形成与维持、异常增殖信号通路及转运过程，进而导致耐药。同时，综述展望了表观遗传疗法、个性化治疗及纳米医学等在克服耐药性方面的转化潜力与挑战，为未来HCC治疗策略的开发提供了重要见解。

　　

（以下内容为基于原文的归纳总结）

表观遗传调控与肝细胞癌靶向治疗耐药

肝细胞癌（HCC）是全球癌症相关死亡的主要原因之一，其治疗面临巨大挑战。索拉非尼和仑伐替尼作为晚期HCC的一线靶向药物，虽能延长患者生存期，但耐药性的出现严重限制了其临床疗效。近年研究发现，表观遗传调控在HCC靶向药物耐药中扮演着关键角色。表观遗传学改变不涉及DNA序列变化，却能通过调控基因表达，深刻影响肿瘤细胞的行为和药物反应。

表观遗传修饰的主要形式

表观遗传调控是一个复杂的网络，主要包括以下几种核心形式：

非编码RNA（ncRNA）调控：包括微RNA（miRNA）、长链非编码RNA（lncRNA）和环状RNA（circRNA）等。它们虽不编码蛋白质，却能通过转录及转录后水平精细调控基因表达。例如，miRNA可通过与靶信使RNA（mRNA）结合导致其降解或翻译抑制；lncRNA和circRNA则可作为竞争性内源RNA（ceRNA）吸附miRNA，间接调控下游基因。

DNA甲基化：主要由DNA甲基转移酶（DNMT）催化，在胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤（CpG）二核苷酸的胞嘧啶第五位碳原子上添加甲基，形成5-甲基胞嘧啶（5mC）。启动子区CpG岛的高甲基化通常导致肿瘤抑制基因沉默，而全局性低甲基化则可能激活原癌基因。

组蛋白修饰：组蛋白是染色质的基本结构单位，其N端尾部可发生多种翻译后修饰，如乙酰化、甲基化、磷酸化等。这些修饰通过改变染色质结构或招募特定蛋白复合物来调控基因转录活性。例如，组蛋白H3第4位赖氨酸三甲基化（H3K4me3）常与基因激活相关，而H3K27me3则与基因抑制相关。

RNA甲基化：其中N6-甲基腺嘌呤（m6A）是真核生物mRNA中最常见的内部化学修饰。该过程由甲基转移酶（如METTL3/METTL14复合物）、去甲基酶（如FTO、ALKBH5）和识别蛋白（如YTHDF家族）动态调控，影响mRNA的剪接、出核、稳定性、翻译及降解等多个环节。

这些表观遗传机制的异常是HCC细胞逃避索拉非尼和仑伐替尼杀伤作用的重要途径。

表观遗传调控介导的索拉非尼耐药机制

程序性细胞死亡（PCD）逃逸

肿瘤细胞可通过表观遗传修饰逃避由靶向药物诱导的程序性死亡，主要包括凋亡、铁死亡和自噬。

凋亡逃逸：索拉非尼主要通过内源性线粒体途径诱导细胞凋亡。表观遗传调控可通过影响B细胞淋巴瘤-2（BCL-2）蛋白家族成员或半胱天冬酶（Caspase）活性来干扰此过程。例如，细胞质中稳定的KDM1A可通过去甲基化上调FKBP8，进而增加抗凋亡蛋白BCL-2的表达。lncRNA TTN-AS1可通过抑制miR-16-5p激活PTEN/Akt信号通路上调BCL-2。另一方面，miR-494过表达可抑制p53上调凋亡调控因子（PUMA），导致Caspase活性降低。miR-518d-5p则通过沉默c-Jun阻碍PUMA转录，从而削弱索拉非尼的促凋亡作用。lncRNA NEAT1通过下调miR-335激活c-Met-Akt通路，减少凋亡蛋白产生。而miR-10b-3p的耗竭可通过上调细胞周期蛋白E1（Cyclin E1）抑制Caspase-3的切割。

铁死亡抵抗：铁死亡是一种铁依赖性的脂质过氧化驱动的细胞死亡形式。索拉非尼本身可抑制系统Xc-活性诱导铁死亡，但HCC细胞可通过表观遗传机制进行抵抗。系统Xc-/GPX4通路方面，lncRNA CASC11、DUXAP8以及m5C甲基化轴促进的MALAT1表达均可上调SLC7A11。circRNA circTTC13通过海绵吸附miR-513a-5p间接升高SLC7A11。lncRNA PVT1通过结合miR-195-5p上调PLAG1，进而增加GPX4表达。脂质过氧化通路方面，miR-23a-3p上调可直接抑制ACSL4。lncRNA HNF4A-AS1缺失导致DECR1过表达，加速多不饱和脂肪酸（PUFA）β-氧化，耗竭PUFA储备。铁代谢通路方面，miR-654-5p下调导致HSPB1增加，抑制转铁蛋白受体1（TFR1）介导的铁摄取。EZH2增强H3K27me3可导致TFR2表达下调。lncRNA URB1-AS1可抑制NCOA4，减少铁蛋白降解和游离铁释放。DUSP4可通过磷酸化YTHDC1，减少FTH1/FTL mRNA的核滞留，提升其翻译效率，增强铁储存。

自噬的复杂角色：自噬在耐药中扮演“双刃剑”角色，既可能促进细胞死亡，也可能起保护作用。保护性自噬的增强可导致耐药。例如，索拉非尼处理可促进lncRNA SNHG1表达，后者通过激活Akt/mTOR通路抑制自噬（此处原文指出是抑制自噬，但语境暗示SNHG1高表达与耐药相关，可能通过抑制促死亡性自噬或存在更复杂调控）。miR-25通过降解FBXW7 mRNA上调微管相关蛋白1轻链3-II（LC3-II）水平，促进自噬。miR-21-5p通过上调USP24，后者与SIRT7相互作用减少其泛素化，上调LC3-II/I比值和Beclin-1水平，增强保护性自噬。相反，miR-30a-5p的下调导致其靶点ATG5和Beclin-1表达升高，促进自噬体富集。lncRNA CRNDE通过吸附miR-543上调ATG4B，触发保护性自噬。METTL3下调可通过m6A依赖性方式影响FOXO3，诱导ATG3、ATG5、ATG7等多种自噬相关基因（ATG）转录，增加自噬流。

肿瘤代谢重编程

HCC细胞通过表观遗传重编程代谢途径以适应药物压力并获得耐药性。

糖代谢重编程：糖酵解增强是耐药HCC的常见特征。持续索拉非尼刺激下miR-374b下调，减少对hnRNPA1的抑制，导致丙酮酸激酶（PKM）基因剪接从PKM1向PKM2转换，增强糖酵解。内质网应激（ERS）可通过下调miR-188-5p直接上调hnRNPA2B1，进而上调PKM2。miR-30a-5p下调导致其靶点CLCF1过表达，激活PI3K/AKT通路和糖酵解相关基因。高miR-494水平负调控G6pc，抑制葡萄糖-6-磷酸向葡萄糖的转化，导致G6P积累促进糖酵解和糖原储存，同时通过激活HIF-1A通路抑制氧化磷酸化，促进脂滴储存。

脂代谢重编程：lncRNA LINC01468通过调控CUL4A介导的SHIP2泛素化降解，激活PI3K/AKT/mTOR通路，促进从头脂质生成。相反，lncRNA LINC01056敲除则导致脂肪酸氧化（FAO）活性升高，细胞优先利用FAO而非糖酵解产能（ATP）。这表明代谢通路间存在互补，双向调控FAO均可能促进耐药。

氨基酸代谢重编程：lncRNA LINC01234通过结合ASS1启动子抑制其转录激活，抑制天冬氨酸向尿素的转化，增加细胞内天冬氨酸水平，进而激活mTORC1通路。

耐药细胞的形成与维持

癌症干细胞（CSC）特性（干细胞性）和上皮-间质转化（EMT）是耐药细胞库形成和维持的关键。

CSC扩增：miR-3677-3p通过抑制FBXO31，减少FOXM1泛素化降解，稳定FOXM1并激活OCT4，增强CSC扩增。DNMT3a与TET2在CSC中高表达并协同作用，促进成球能力和肿瘤重建能力。HDAC11上调可通过触发下游LKB1启动子区H3K9乙酰化（H3K9ac）抑制LKB1表达，进而抑制AMPK信号通路，间接增强糖酵解并持续激活CSC。miR-93通过下调MTMR3增强肝脏肿瘤起始细胞（T-IC）的自我更新。miR-361-3p通过负调控SOX1促进肝脏T-IC扩增。组蛋白去甲基酶KDM5B通过激活PI3K/Akt通路和增强CSC特性驱动耐药。白细胞介素-6（IL-6）可通过STAT3依赖性通路上调DNMT3b和OCT4表达，促进HCC细胞向干细胞样细胞转化。METTL3介导的m6A修饰可稳定lncRNA LARP4B，后者通过激活SPINK1/EGFR通路促进癌症干细胞性。METTL3还能通过m6A-IGF2BP1机制稳定lncRNA KIF9-AS1，其通过USP1介导的SHOX2去泛素化增强干细胞性和耐药性。

EMT增强：lncRNA LINC01089（LIMT）下调导致miR-665表达增加，促进EMT。lncRNA H19通过促进miR-675表达降低E-钙黏蛋白（E-cadherin）表达。LINC00540通过竞争性结合miR-4677-3p上调AKR1C2表达并促进EMT。miR-125b-5p通过靶向Ataxin-1增强EMT。m6A甲基转移酶KIAA1429异常上调可通过m6A甲基化增强EMT。相反，circMEMO1可通过海绵吸附miR-106b-5p增强TET1表达，提高TCF21 mRNA的5hmC水平，从而抑制EMT和干细胞性，但其在HCC组织中表达下调。

异常细胞增殖信号通路激活

HCC细胞可通过表观遗传修饰激活替代信号通路绕过索拉非尼的靶点抑制。

PTEN/AKT/mTOR通路：miR-19a-3p通过抑制PTEN促进HCC转移和耐药。circITCH表达下调会解除对miR-20b-5p的吸附，后者对PTEN的负调控作用增强，削弱PTEN的肿瘤抑制活性。

Ras/Raf/MEK/ERK通路：HBV编码的X蛋白（HBx）诱导lncRNA TRERNA1上调，后者通过靶向miR-22-3p激活Ras/Raf/MEK/ERK通路。circRNA-SORE通过阻碍PRP19介导的YBX1降解，阻止YBX1核转位，导致AKT、Raf-1、ERK等下游靶标过表达。Shc3上游启动子低甲基化增强c-Jun结合，形成正反馈环路，通过MVP桥接增强Shc3介导的MEK和ERK磷酸化，形成不依赖于c-Raf的耐药通路。

替代通路激活：PLEKHG5在耐药细胞中高表达，HDAC2介导的赖氨酸去乙酰化促进其稳定性。PLEKHG5过表达促进Rac1及其下游AKT/NF-κB磷酸化。

异常药物转运过程

药物在细胞内的浓度取决于膜转运蛋白的表达。表观遗传调控可通过影响转运蛋白导致耐药。

药物转运蛋白：miR-138-1-3p下调导致其靶点PAK5上调，PAK5增强β-catenin的磷酸化和核转位，促进药物外排蛋白ABCB1的转录。另一方面，METTL3依赖性m6A甲基化上调lncRNA NIFK-AS1，导致负责索拉非尼摄取的转运蛋白OATP1B1和OATP1B3下调。METTL14依赖性m6A修饰下调HNF3γ表达，而HNF3γ可激活OATP1B1和OATP1B3。

外泌体作用：耐药细胞分泌的外泌体可将耐药特性传递给敏感细胞。循环外泌体中miR-4669高表达可通过上调SIRT1和lncRNA MVIH促进微血管浸润和耐药。癌症相关成纤维细胞（CAF）来源的细胞外囊泡（EV）富含miR-1228-3p，可通过调控PLAC8/PI3K/AKT轴增强耐药。GOLPH3癌蛋白可通过上调外泌体miR-494-3p水平增强PTEN靶向，提高BCL-2/Bax比值。circUPF2在耐药细胞外泌体中富集，可作为分子支架招募IGF2BP2，稳定SLC7A11 mRNA，抑制铁死亡。miR-93被选择性包装进耐药细胞分泌的外泌体，通过靶向PTEN重新激活PI3K/AKT通路。

表观遗传调控介导的仑伐替尼耐药机制

仑伐替尼作为另一线HCC靶向药物，其耐药机制同样涉及复杂的表观遗传调控。

ncRNA调控：lncRNA lncMT1JP通过竞争性结合miR-24-3p增加BCL-2表达，减少Caspase-3切割，抵抗仑伐替尼诱导的凋亡。miR-128-3p下调导致c-Met/Akt/ERK信号轴过度激活，通过抑制GSK3β磷酸化，进而阻断Caspase-9和Caspase-3的蛋白水解活化。circPIAS1通过海绵吸附miR-455-3p增强NUPR1表达，进而转录激活FTH1，抑制铁死亡。lncRNA HOTAIRM1通过抑制miR-34a激活自噬相关因子Beclin-1，触发保护性自噬。miR-183-5p过表达诱导MUC15下调，解除其对T-IC扩增的限制。miR-3154通过下调HNF4a促进自我更新。lnc-ZEB2-19通常下调，其缺失通过结合TRA2A诱导RSPH14 mRNA降解，促进干细胞性和转移。circ0007386通过海绵吸附miR-507缓解其对CCNT2的抑制，驱动EMT。LINC01532通过m6A介导的上调与hnRNPK相互作用，促进G6PD前体mRNA剪接，增强磷酸戊糖途径（PPP）通量和NADPH生物合成，增强抗氧化防御。circCCNY可招募E3泛素连接酶SMURF1诱导HSP60泛素化降解，从而解放RKIP，灭活MAPK生存信号通路，但其在HCC中下调。Aurora-A正调控hsa-circ-0058046，后者竞争性抑制miR-424-5p，激活FGFR1信号。

RNA甲基化：METTL3催化FZD10 mRNA的m6A甲基化，YTHDF2负责稳定修饰后的FZD10 mRNA。FZD10通过激活β-catenin和YAP1促进肝脏CSC自我更新，并通过激活β-catenin/c-Jun/MEK/ERK轴降低敏感性。METTL3还可通过m6A修饰上调USP15，USP15通过阻断泛素-蛋白酶体系统介导的降解稳定LGALS3，从而激活AKT/mTOR轴。METTL1/WDR4复合体通过tRNA N7-甲基鸟苷（m7G）甲基化修饰促进EGFR通路蛋白翻译。CRTC2扩增可与PABP1相互作用，招募YTHDF2增强特定m6A-mRNA的翻译，如c-Jun。NAT10介导的mRNA N4-乙酰胞苷（ac4C）修饰可增强HSP90AA1 RNA的ac4C修饰，在内质网应激（ERS）下增强仑伐替尼耐药。

组蛋白修饰：lncRNA XIST与组蛋白修饰酶EZH2结合，导致NOD2启动子区H3K27me3增加，抑制NOD2表达，下游ERK靶点激活。乳酸化修饰可促进IGF2BP3的K76位点乳酸化，增强其与m6A修饰的PCK2和NRF2 mRNA结合，提升HCC细胞抗氧化能力。PCK2上调将碳流转向丝氨酸代谢和一碳单位合成，维持高S-腺苷甲硫氨酸（SAM）水平，反过来强化PCK2和NRF2 mRNA的m6A修饰，形成正反馈环路。

其他机制：circMED27通过海绵吸附miR-655-3p解除其对USP28的抑制，促进USP28蛋白表达。circPIK3C3下调解除对miR-452-5p的负调控，导致Wnt/β-catenin信号通路激活和SOX15下调。

索拉非尼与仑伐替尼的共同表观遗传耐药机制与靶点

部分表观遗传机制可同时导致对索拉非尼和仑伐替尼的耐药。例如，lncRNA NEAT1v1可通过SOD2将HCC生长模式从MEK/ERK依赖转换为AKT依赖。lncRNA AC026401.3可促进OCT1招募至E2F2启动子，促进其转录。YTHDF1过表达可驱动CSC更新，并通过直接与m6A修饰的NOTCH1转录本相互作用稳定其表达。ADAMTSL5高甲基化与TKI耐药相关，其可通过RTK信号激活增强耐药。分子靶点也存在共享，例如IGF2BP3在索拉非尼耐药（LARP4B/IGF2BP3/SPINK1轴）和仑伐替尼耐药（IGF2BP3乳酸化-PCK2-SAM-m6A轴）中均发挥作用。

靶向表观遗传耐药的治疗策略与临床转化前景

针对上述表观遗传耐药机制，多种策略正在探索中：

表观遗传药物：DNA甲基转移酶抑制剂（DNMTis，如5-氮杂胞苷、地西他滨）和组蛋白去乙酰酶抑制剂（HDACis，如伏立诺他、resminostat）与靶向药物联用显示潜力。例如，resminostat联合索拉非尼在索拉非尼难治性HCC患者中表现出疾病控制率。伏立诺他可逆转仑伐替尼耐药。EZH2抑制剂（如他泽司他）与索拉非尼联用可增强铁死亡。选择性DNMT1抑制剂GSK3685032等新药也在开发中。

靶向ncRNA：利用小干扰RNA（siRNA）或短发夹RNA（shRNA）沉默致癌ncRNA（如SNHG1、circRNA-SORE），或通过 mimics 恢复肿瘤抑制性ncRNA（如miR-128-3p mimics）的表达。MALAT1抑制剂MALAT1-IN1与索拉非尼联用也显示协同效应。

靶向m6A修饰：METTL3抑制剂STM2457可改善仑伐替尼的肿瘤反应。PROTAC降解剂WD6305可降解METTL3-METTL14复合物。YTHDC1敲除可诱导FTH1/FTL转录本核内积累，部分抵消索拉非尼耐药。天然产物如rabdosilin、lobeline也被发现可通过调节m6A逆转耐药。

其他疗法：补充多不饱和脂肪酸（PUFA）与索拉非尼协同治疗可克服由HNF4A-AS1/DECR1/PUFA轴诱导的耐药。糖酵解抑制剂2-DG可抑制IGF2BP3积累及其乳酸化。人月经血来源干细胞（MenSCs）可通过增强TET2表达逆转BNIP3/BNIP3L启动子高甲基化，放大索拉非尼诱导的线粒体自噬。

耐药类型、肿瘤异质性与个性化治疗

耐药可分为原发性耐药（治疗前即存在）和获得性耐药（治疗过程中产生）。表观遗传治疗干预时机至关重要，对于获得性耐药，应在耐药演化早期进行干预。HCC具有显著的病因学异质性（如HBV、HCV、MAFLD），不同病因背景下的耐药机制和治疗反应可能存在差异，这要求发展个性化的表观遗传治疗策略。例如，针对组蛋白去甲基酶KDM1A或KDM5B的特异性抑制剂可能对由相应分子驱动的耐药有效。HDAC2抑制剂CAY10683与索拉非尼联用可延缓耐药肿瘤生长。

表观遗传治疗的复杂性与纳米医学前景

表观遗传调控具有双向性（同一因子可能对不同下游靶标有相反作用）和网络化特点（DNA/RNA甲基化、组蛋白修饰、ncRNA间存在广泛交互对话），这增加了治疗复杂性，联合针对多种表观遗传机制的药物可能是方向。纳米医学为靶向递送表观遗传药物或核酸药物（如siRNA、miRNA mimics）提供了新平台，例如抗体修饰的聚合物纳米颗粒可特异性将miRNA递送至耐药HCC细胞，提高治疗效果并减少副作用。

总结与展望

尽管表观遗传研究为克服HCC靶向耐药带来了新希望，但仍面临诸多挑战，包括机制研究的深度和广度、表观遗传药物的研发与临床转化、肿瘤异质性和耐药网络复杂性等。未来研究需进一步阐明共享耐药机制，验证联合治疗策略，推动个性化表观遗传疗法的发展，并积极探索纳米技术等创新手段，最终为改善HCC患者预后开辟新的途径。