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为解决非小细胞肺癌(NSCLC)免疫治疗耐药机制不明及新靶点缺乏的问题,研究人员开展了关于 NSCLC 中 VIRMA/ADAR/TGF-β 轴的研究。结果发现该轴促进 NSCLC 进展和免疫逃逸,为开发新免疫治疗靶点提供理论依据。
肺癌是全球死亡率最高的癌症之一,非小细胞肺癌(NSCLC)占肺癌新发病例的约 85% 。目前,NSCLC 的治疗手段多样,包括放疗、化疗、靶向治疗和免疫治疗等,这些治疗方法在一定程度上提高了患者的生存率。然而,长期临床研究表明,只有部分 NSCLC 患者能从免疫治疗中获益,这凸显了深入了解免疫检查点抑制剂(ICIs)耐药机制、寻找新治疗靶点的迫切性。
在众多 RNA 修饰中,N6- 甲基腺苷(m6A)修饰广泛存在于真核生物的 mRNA 和 lncRNA 中,参与多种生理和病理过程,在癌症发展中也扮演着重要角色。VIRMA 作为 m6A 甲基转移酶复合物的关键成分,其在 NSCLC 中的具体作用及机制尚不清楚。同时,ADAR 基因是 VIRMA 的下游修饰靶点之一,研究发现肿瘤中 ADAR 缺失有助于克服 ICIs 耐药,但 VIRMA 和 ADAR 在 NSCLC 中的作用机制仍未被揭示。此外,TGF-β 信号通路与肿瘤免疫抑制密切相关,是免疫检查点阻断治疗耐药的关键驱动因素。基于这些问题,南京医科大学附属常州市第二人民医院等机构的研究人员开展了关于 VIRMA-ADAR-TGF-β 轴在 NSCLC 中的研究,旨在探索其在肿瘤进展和免疫逃逸中的作用,为 NSCLC 免疫治疗寻找新靶点,相关研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:收集常州市第二人民医院的 NSCLC 患者样本;培养多种肺癌细胞系和正常支气管上皮细胞系;运用生物信息学分析从数据库获取相关信息;通过实时荧光定量 PCR(RT-qPCR)、蛋白质免疫印迹(Western blot)、免疫组织化学(IHC)等实验检测基因和蛋白表达;利用细胞增殖、克隆形成、Transwell 迁移和侵袭、细胞凋亡、CCK-8 等实验检测细胞表型变化;开展动物实验验证相关作用。
研究结果
- VIRMA 在 NSCLC 中表达上调:通过分析 TCGA 数据库中 NSCLC 肿瘤样本和正常组织的转录组数据,发现 VIRMA 在 NSCLC 组织中显著升高,且在 III 期和 IV 期患者中表达更高。 Kaplan-Meier 曲线分析显示,VIRMA 高表达与患者低生存率相关。RT-qPCR 和 Western blot 实验在细胞系中进一步验证了这一结果,免疫组化检测也表明肿瘤组织中 VIRMA 表达高于正常组织。
- 沉默 VIRMA 抑制 NSCLC 细胞增殖、迁移和侵袭,促进细胞凋亡:体外实验中,转染 siRNA 沉默 A549 和 PC9 细胞系中的 VIRMA 后,细胞克隆形成能力和增殖能力下降,凋亡率增加,细胞迁移和侵袭能力也受到显著抑制。
- 动物实验证实 VIRMA 促进肿瘤增殖:将转染 sh-VIRMA 和 sh-NC 的 A549 细胞分别接种到裸鼠体内,发现 sh-VIRMA 组肿瘤体积明显小于 sh-NC 组;接种高表达 VIRMA 细胞的小鼠肿瘤体积则显著大于对照组,表明 VIRMA 在体内可促进 NSCLC 肿瘤生长。
- ADAR 表达依赖于 m6A 修饰:从 M6A2Target 数据库获得 VIRMA 的下游甲基化修饰靶点,预测到 ADAR 可能是其靶点之一。通过生物信息学分析发现 VIRMA 和 ADAR 基因表达呈正相关,且 ADAR 在 NSCLC 肿瘤组织中高表达。体外实验中,构建高表达 VIRMA 细胞并用甲基化抑制剂处理后检测 ADAR 表达,结果表明 ADAR 蛋白水平变化证实其表达依赖于 m6A 修饰。
- VIRMA-ADAR 调节轴通过 TGF-β 信号通路促进 NSCLC 进展:生物信息学分析发现 VIRMA 增强 NSCLC 中的 TGF-β 信号通路。体内外实验表明,VIRMA 过表达上调 TGF-β 信号通路关键基因,沉默 VIRMA 则下调这些基因。进一步研究发现,VIRMA 可能通过 T 细胞介导肿瘤免疫抑制。此外,VIRMA 和 ADAR 协同增强 TGF-β 信号通路,过表达 ADAR 可逆转沉默 VIRMA 对肺癌细胞活力、迁移和侵袭能力的抑制作用,且上调相关基因表达。
研究结论表明,m6A 甲基转移酶 VIRMA 在 NSCLC 中表达上调,与患者预后不良相关。沉默 VIRMA 可抑制 NSCLC 细胞生长、迁移和侵袭,促进细胞凋亡。VIRMA 通过 m6A 甲基化增强 ADAR 表达,进而激活 TGF-β 信号通路,促进 NSCLC 进展和免疫抑制。该研究揭示了 VIRMA/ADAR/TGF-β 这一新型调控通路,为 NSCLC 的免疫治疗提供了新的潜在靶点和理论依据。
然而,该研究存在一定局限性。如未充分控制遗传背景、吸烟史和合并症等因素对 NSCLC 进展的影响;在研究 VIRMA 对肿瘤免疫抑制作用时,使用的小鼠模型限制了对 T 细胞介导免疫抑制的全面评估;未直接测量 ADAR mRNA 上的 m6A 水平及其稳定性,也未探究 VIRMA 的潜在替代靶点;缺乏临床样本的验证,限制了研究成果的临床转化。尽管如此,该研究仍为后续深入探究 NSCLC 的发病机制和治疗策略奠定了重要基础,有望推动 NSCLC 免疫治疗领域的进一步发展。