N6-甲基腺苷修饰的GPX2通过调控氧化还原代谢影响癌症干细胞特性及TKI耐药性

本研究针对非小细胞肺癌（NSCLC）中EGFR-TKI（表皮生长因子受体-酪氨酸激酶抑制剂）耐药性难题，揭示了谷胱甘肽过氧化物酶GPX2通过m6A（N6-甲基腺苷）修饰调控氧化还原代谢的关键作用。研究人员发现GPX2通过清除活性氧（ROS）激活Hedgehog通路，促进癌症干细胞（CSC）特性及耐药性，而METTL14介导的m6A修饰可降低GPX2 mRNA稳定性。该研究为克服EGFR-TKI耐药提供了新靶点，发表于《Cell Death and Disease》。

　　

研究背景与意义
非小细胞肺癌（NSCLC）占肺癌病例的85%，EGFR（表皮生长因子受体）突变是其重要驱动因素。尽管EGFR-TKIs（如吉非替尼、奥希替尼）显著改善了患者预后，但原发性与获得性耐药仍是临床难题。耐药机制复杂，包括EGFR依赖性（如C797S突变）和非依赖性（如MET扩增）途径。此外，野生型EGFR（WT-EGFR）肿瘤对TKIs反应有限，亟需新策略。活性氧（ROS）在癌症中扮演双重角色：适度水平促进肿瘤进展，过量则导致细胞死亡。谷胱甘肽（GSH）代谢是核心抗氧化系统，其关键酶GPX2在耐药中的作用尚不明确。

研究方法
海军军医大学第三附属医院等机构的研究团队通过生物信息学分析筛选耐药相关通路，结合体外实验（ECIS阻抗分析、ROS检测、球体形成实验）和体内异种移植模型（CDX），验证GPX2功能。采用甲基化RNA免疫沉淀（MeRIP）和qPCR分析m⁶A修饰，利用TCGA数据库进行临床相关性分析。患者样本（12例敏感/8例耐药）通过免疫组化评估GPX2表达。

研究结果

1. 谷胱甘肽代谢在耐药细胞中激活

   • 耐药细胞（A549、HCC827-GR）表现出GSH消耗和NADP⁺/NADPH比值升高，而敏感细胞（HCC827）ROS水平显著上升。
     
     

2. GPX2缺失逆转TKI耐药

   • GPX2在耐药细胞中高表达，敲除后降低IC₅₀值，抑制GSH代谢并恢复药物敏感性。临床样本显示GPX2高表达与Ki-67增殖指数正相关。
     
     

3. GPX2通过Hedgehog通路维持干细胞特性

   • GPX2缺失下调干细胞标志物（CD133、ALDH1A1），抑制球体形成。Hedgehog激活剂20(S)-OHC可逆转此效应。
     
     

4. METTL14介导m⁶A修饰调控GPX2

   • METTL14过表达增加GPX2 mRNA的m⁶A修饰，降低其稳定性，抑制Hedgehog通路活性。
     
     

结论与讨论
该研究首次阐明GPX2通过m⁶A依赖的转录后调控促进TKI耐药的机制：GPX2清除ROS激活Hedgehog通路，维持CSC特性；METTL14通过m⁶A修饰负调控GPX2，为耐药逆转提供新靶点。体内实验证实GPX2敲除联合TKI显著抑制肿瘤生长。研究不仅揭示了氧化还原代谢与表观遗传的交叉调控网络，还为NSCLC精准治疗提供了双重策略——靶向GPX2或增强METTL14活性。未来需探索GPX2抑制剂与现有TKIs的联用效果，并验证METTL14在临床样本中的预后价值。