综述:R环:癌症炎症反应的关键驱动因素

【字体: 时间:2025年07月09日 来源:Experimental & Molecular Medicine 9.5

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  这篇综述深入探讨了R环(R-loops)——由RNA-DNA杂交形成的三链核酸结构——在癌症相关炎症中的双重作用。文章系统阐述了R环通过激活cGAS-STING通路、TLR3和NF-κB等免疫信号,触发I型干扰素(IFN)反应,进而影响肿瘤微环境(TME)的机制,为靶向R-loop的癌症治疗提供了新视角。

  

R环:癌症炎症反应的双刃剑

引言
细胞基因组持续面临结构变化,其中R环作为RNA与互补DNA链杂交形成的三链结构,在生理和病理过程中扮演关键角色。这种特殊结构既是转录调控的重要元件,又可能引发基因组不稳定性和细胞应激反应。在癌症中,R-loop的调控失衡形成了一种矛盾现象:过度积累会促进肿瘤发生,而激活的先天免疫反应却可能增强抗肿瘤效应。

R环的形成与解析
R-loop的动态平衡依赖于精密调控系统:

  • 分解酶:RNase H1/H2直接切割RNA-DNA杂交链
  • 解旋酶:SETX、DDX19等DEAD-box家族成员负责解开杂交结构
  • 染色质重塑:SWI/SNF复合物通过核小体重排预防R-loop堆积
  • 拓扑异构酶:TOP1缓解DNA超螺旋避免转录-复制冲突(TRCs)

当这些调控机制失效时,R-loop堆积会导致DNA双链断裂(DSBs)和染色体异常,成为癌症基因组不稳定的重要源头。

炎症触发机制
R-loop衍生的核酸片段被多种模式识别受体(PRRs)捕获:

  • TLR3:特异性识别RNA-DNA杂交结构
  • cGAS:感知胞质DNA激活STING-TBK1-IRF3轴
  • 炎症小体:NLRP3和AIM2响应核酸信号释放IL-1β

这些通路共同促使I型IFN(IFN-α/β)大量产生,通过JAK-STAT信号上调MHC分子和趋化因子(如CXCL10),招募CD8+ T细胞和NK细胞形成抗肿瘤免疫。

血液系统恶性肿瘤中的典型案例

  • AML/MDS:DDX41突变导致启动子区R-loop堆积,通过炎症级联反应异常扩增造血干细胞
  • 多发性骨髓瘤:AATF/Che-1缺失破坏核旁斑(paraspeckles)功能,激活RIG-I介导的IFN反应
  • 成人T细胞白血病:组成型活化的NF-κB与R-loop形成正反馈环,选择性地富集核苷酸切除修复(NER)缺陷细胞

实体瘤的特殊调控

  • 乳腺癌:BRCA1-SETX复合物缺失使管腔祖细胞分化阻滞,导致基底样肿瘤发生
  • 肺癌:SAMHD1缺失协同放疗增强IFI16-STING通路激活
  • 肝癌:剪接因子SRSF1缺陷引发R-loop堆积,驱动非酒精性脂肪肝炎(NASH)样炎症

治疗启示
SWI/SNF复合物突变(如ARID1A缺失)肿瘤表现出独特的治疗敏感性:

  1. cBAF复合物失活导致R-loop堆积,触发STING依赖性免疫应答
  2. SMARCAL1缺陷同时抑制PD-L1表达并激活CD8+ T细胞功能
  3. MYCN扩增的神经母细胞瘤中,极光激酶A(Aurora-A)与ATR抑制剂联用可诱导合成致死

未来展望
单细胞技术将揭示R-loop在肿瘤异质性中的作用,而特异性调控R-loop的小分子开发面临挑战——需平衡基因组稳定性维持与免疫激活效应。针对不同癌症亚型的R-loop干预策略,可能成为联合免疫检查点抑制剂(ICIs)的新型治疗范式。

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