靶向NFE2L2 mRNA去甲基化通过TET2-m5C-YBX1-NRF2-SLC7A11轴逆转膀胱癌顺铂耐药与铁死亡抵抗

《Cellular and Molecular Life Sciences》：Targeted RNA m5C demethylation of NFE2L2 mRNA by dCas13b-TET2 restores ferroptosis and overcomes cisplatin resistance in bladder cancer

摘要

背景

以顺铂为基础的化疗仍然是治疗晚期膀胱癌的基石；然而，耐药性的出现严重限制了其临床疗效。铁死亡受到抑制被认为与化疗耐药有关，但其上游表观转录组机制尚不清楚。在此，我们研究了RNA m5C修饰在顺铂耐药中的作用，并评估了靶向RNA去甲基化的治疗潜力。

方法

使用公开数据集、临床样本和顺铂耐药膀胱癌细胞模型分析了NFE2L2 mRNA和NRF2蛋白的表达。机制研究包括m5C-RIP、RNA免疫沉淀（RIP）、RNA pull-down、NRF2染色质免疫沉淀结合qPCR（ChIP-qPCR）、启动子和RNA报告基因检测，以及放线菌素D追踪实验。使用可编程的dCas13b–TET2 RNA去甲基化系统靶向NFE2L2转录本。在体外及异种移植模型中评估顺铂敏感性和与铁死亡相关的终点指标。

结果

NFE2L2 mRNA和NRF2蛋白在膀胱癌组织和顺铂耐药细胞中上调，并与预后不良相关。TET2表达降低与NFE2L2 mRNA上m5C富集增加、YBX1依赖性转录本稳定以及NRF2表达升高相关。TET2-RIP回收对照显示亲本细胞与耐药细胞中免疫沉淀的TET2蛋白量相当。NRF2 ChIP-qPCR以及野生型与突变型SLC7A11启动子报告基因检测支持NRF2在所检测启动子区域的占据以及依赖于序列的启动子激活。靶向NFE2L2 mRNA去甲基化降低了m5C富集，加速转录本衰减，降低NRF2表达，增强脂质过氧化，耗竭谷胱甘肽，并提高顺铂敏感性。SLC7A11的恢复部分逆转了这些效应。在体内，靶向NFE2L2 mRNA去甲基化增强了顺铂疗效，在实验条件下未观察到体重变化或明显的器官组织病理学改变。

结论

本研究鉴定出一条驱动膀胱癌铁死亡耐药和顺铂耐药的TET2–m5C–YBX1–NRF2–SLC7A11调控轴。使用dCas13b–TET2系统对NFE2L2 mRNA进行靶向RNA去甲基化可恢复铁死亡敏感性并增强顺铂应答，为膀胱癌的RNA表观遗传治疗提供了一种概念验证策略。