FOXO3a/miR-4259/LDHA 通路:胰腺癌吉西他滨耐药与癌干细胞特性调控的关键密码

【字体: 时间:2025年02月11日 来源:Cancer & Metabolism 6

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  为探究乳酸脱氢酶 A(LDHA)在胰腺癌吉西他滨耐药中的作用机制,台北医学大学研究人员开展相关研究,发现 FOXO3a/miR-4259/LDHA 通路可影响胰腺癌吉西他滨耐药和癌干细胞特性,为胰腺癌治疗提供新方向。

  在癌症治疗的战场上,胰腺癌一直是个 “顽固的敌人”。胰腺癌中的胰腺导管腺癌(PDAC)占比超 90%,因其发现晚、难切除、预后差,患者 5 年生存率仅约 6%。吉西他滨作为治疗局部晚期或转移性 PDAC 的标准化疗药物,却因癌细胞产生耐药性,导致治疗效果不佳。这就像给治疗之路设置了重重障碍,让医生和患者都面临巨大挑战。
癌症代谢重编程与肿瘤发展密切相关,其中乳酸脱氢酶(LDH)在癌细胞能量代谢中扮演重要角色。LDH 由 LDHA 和 LDHB 组装而成,LDHA 的改变会影响癌细胞的葡萄糖代谢,参与肿瘤发生和发展。已有研究表明,多种因素可调控 LDHA,但它在 PDAC 吉西他滨耐药中的作用机制仍不明确。同时,微小 RNA(miRNA)可调节癌细胞代谢和癌干细胞(CSC)表型,为癌症治疗带来新希望。基于这些背景,台北医学大学的研究人员开展了一项研究,旨在揭示 LDHA 在 PDAC 吉西他滨耐药和 CSC 特性中的功能及调控机制,寻找潜在治疗靶点。
该研究成果意义重大,为胰腺癌治疗开辟了新思路,有望改善患者预后。目前虽未明确具体发表期刊,但这项研究无疑为胰腺癌研究领域注入了新的活力。
研究人员为开展此项研究,主要运用了以下几种关键技术方法:首先,通过代谢组学分析,比较吉西他滨耐药的 PDAC 细胞和其亲本细胞的代谢物谱;其次,进行功能获得和缺失实验,探究 LDHA 等相关因素对 CSC 特性和吉西他滨耐药性的影响;此外,利用荧光素酶报告实验、染色质免疫沉淀实验等技术,明确相关分子间的靶向关系和调控机制;最后,构建动物模型,在体内验证研究结果,同时使用患者样本进行临床相关性分析。
研究结果如下:
  • LDHA 表达对吉西他滨耐药至关重要:研究人员构建了吉西他滨耐药的 PANC-1/GEM 和 MIA PaCa-2/GEM 细胞系,发现它们比亲本细胞具有更高的 CD133 表达、ALDH 活性和 CSC 基因表达,且产生更多乳酸,LDH 酶活性及 LDHA 的 mRNA 和蛋白表达也更高。功能实验表明,过表达 LDHA 可增加细胞对吉西他滨的耐药性,敲低 LDHA 则降低耐药性,同时 LDHA 还正向调节细胞的成球能力、CSC 表型和肿瘤起始能力。临床数据分析显示,高表达 LDHA 的胰腺癌患者总生存率和无复发生存率较低,且 LDHA 表达与 CSC 标记物呈正相关。这一系列实验结果表明,LDHA 在促进 PDAC 吉西他滨耐药和增强 CSC 群体方面起着关键作用。
  • miR-4259 抑制 LDHA 表达:通过比较 PANC-1/GEM 和 PANC-1 细胞的 miRNA 表达谱,并结合软件预测,研究人员发现 miR-4259 可能参与调控 LDHA 表达。荧光素酶报告实验证实,miR-4259 可靶向 LDHA 的 3’非翻译区(3’UTR)并下调其表达。进一步实验表明,过表达 miR-4259 可抑制 LDHA 表达、LDH 活性、乳酸产生、肿瘤起始能力和吉西他滨耐药性,而抑制 miR-4259 则产生相反效果。这充分说明 miR-4259 对调节 LDHA 表达和 LDHA 介导的胰腺癌吉西他滨耐受性至关重要。
  • miR-4259 受 FOXO3a 转录调控:研究发现,PANC-1/GEM 细胞中 miR-4259 的初级、前体和成熟形式均下调,提示其在 PANC-1/GEM 细胞中的减少可能是转录调控所致。构建 miR-4259 启动子报告基因后发现,PANC-1/GEM 细胞中部分启动子报告基因的荧光素酶活性显著降低。通过软件分析和实验验证,确定 FOXO3a 可结合 miR-4259 启动子,且其结合在 PANC-1/GEM 细胞中减少。功能实验表明,敲低 FOXO3a 可降低 miR-4259 表达并增加 LDHA 表达,而过表达 FOXO3a 则相反。这些结果表明,miR-4259 受 FOXO3a 转录调控,进而抑制胰腺癌中 LDHA 的表达。
  • FOXO3a/miR-4259 调节 LDHA 诱导的吉西他滨耐药:敲低 PANC-1 细胞中的 FOXO3a 可增加 LDHA 表达、LDH 活性、乳酸产生和吉西他滨耐受性,而过表达 miR-4259 可抵消这些影响。在 PANC-1/GEM 细胞中过表达 FOXO3a 则降低 LDHA 表达、CSC 表型、肿瘤起始能力和吉西他滨耐药性,抑制 miR-4259 可部分恢复这些变化。体内实验也证实了 FOXO3a/miR-4259 对 LDHA 表达和吉西他滨敏感性的调节作用。这表明 FOXO3a/miR-4259 轴可调节 LDHA 诱导的吉西他滨耐药和 PDAC 细胞的干性。
  • FOXO3a 和 miR-4259 表达的临床意义:对接受吉西他滨辅助治疗的胰腺癌患者进行分析发现,高表达 FOXO3a 或 miR-4259 的患者无复发生存率更好,且 FOXO3a 表达与 miR-4259 呈正相关,与 LDHA 呈负相关,同时 CSC 标记物表达与 miR-4259 和 FOXO3a 均呈负相关。这说明 FOXO3a 和 miR-4259 的表达与接受吉西他滨治疗的胰腺癌患者的无复发生存率正相关,与 LDHA 和 CSC 标记物的表达负相关。
在结论与讨论部分,研究表明 FOXO3a 介导的 miR-4259 表达抑制 LDHA,从而抑制胰腺癌的吉西他滨耐药和癌干性。高表达的 LDHA 与接受吉西他滨治疗患者的不良无复发生存率相关。虽然本研究未纳入未接受吉西他滨治疗患者作对照,但该研究揭示了胰腺癌代谢重编程与吉西他滨耐药之间的关系,为胰腺癌治疗提供了新的潜在靶点和治疗策略。未来研究可进一步探索该通路在其他癌症中的作用,以及如何更有效地靶向该通路进行癌症治疗,有望为癌症患者带来新的希望。
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