Zingiberensis new saponin 通过靶向 lncRNA TCONS-00026762/AKR1C1 并调节肝细胞癌中的自噬和铁死亡机制，逆转了索拉非尼的耐药性

《Toxicology and Applied Pharmacology》：Zingiberensis new saponin reverses sorafenib resistance by targeting lncRNA TCONS-00026762/AKR1C1 and modulating autophagy and ferroptosis in hepatocellular carcinoma

肝癌治疗新策略：姜黄新皂苷通过调控lncRNA TCONS-00026762/AKR1C1轴抑制自噬、促进铁死亡并增强索拉非尼敏感性。

　　

梁罗|周平生|何克清

中国江西省吉安市井冈山大学附属医院医学肿瘤科，邮编343000

摘要

引言

从姜科植物Dioscorea zingiberensis中提取的Zingiberensis新皂苷（ZnS）具有抗肿瘤活性。我们之前的研究发现，ZnS可以通过调节lncRNA TCONS-00026762来发挥抗肝细胞癌（HCC）的作用。此外，lncRNA TCONS-00026762可能与AKR1C1协同作用。然而，它们之间以及ZnS抗HCC的具体分子机制尚未阐明。本研究旨在从自噬、铁死亡和索拉非尼耐药性的角度探讨lncRNA TCONS-00026762/AKR1C1和ZnS在HCC细胞中的作用。

方法

利用生物信息学分析评估了TCGA肝癌数据中AKR1C1的预后意义和表达水平。在体外实验中，研究了TCONS-00026762敲低或ZnS对HCC细胞（Huh7）中AKR1C1表达、自噬和铁死亡的影响，并通过拯救实验进一步确认了它们的功能。此外，构建了一个索拉非尼耐药细胞系（Huh7-SR），以探索TCONS-0026762或ZnS对细胞活力的调控作用。

结果

AKR1C1在HCC中过度表达，并与预后相关。它参与了与自噬和铁死亡相关的通路。TCONS-00026762敲低抑制了AKR1C1的表达。TCONS-00026762敲低和ZnS处理降低了Huh7细胞中的自噬标志物（LC3）和铁死亡标志物（GPX4、SLC7A11）的水平，并降低了Huh7-SR细胞在索拉非尼处理后的增殖和侵袭能力。值得注意的是，这些效应可以通过AKR1C1过表达或TCONS-00026762过表达来消除。

结论

我们的发现表明，ZnS通过lncRNA TCONS-00026762/AKR1C1轴抑制自噬，促进铁死亡，并提高HCC细胞对索拉非尼的敏感性。

引言

肝癌是全球癌症发病率的重要负担。在过去几十年中，许多国家的肝癌发病率持续上升（McGlynn等人，2021年）。预计从2020年到2040年，全球新发肝癌病例将增加55%，到2040年将达到约140万例（Rumgay等人，2022年）。肝细胞癌（HCC）是肝癌的主要类型，占所有病例的约90%（Llovet等人，2021年）。由于HCC的症状和体征难以检测，超过80%的患者在诊断时无法接受根治性治疗（Yin和Li，2020年）。尽管在过去十年中为开发新型药物和治疗策略付出了巨大努力，但在HCC的治疗方面进展有限（Huang等人，2020年）。因此，探索新的治疗方法和药物对于HCC的治疗具有重要意义。

越来越多的证据表明，长链非编码RNA（lncRNAs）在各种癌症的发生、进展和扩散中起着关键作用，包括HCC（Liu等人，2023a；Liu等人，2023b；Xia等人，2023）。例如，lncRNA RP11-620J15.3通过靶向miR-326/GPI来促进HCC细胞的增殖和转移，从而增强糖酵解（Liu等人，2023a）。此外，越来越多的证据表明lncRNAs的表达与多种形式的细胞死亡（包括自噬和铁死亡）密切相关（Jiang等人，2021；Wang等人，2021；Chen等人，2022）。例如，在乳腺癌中，二甲双胍通过lncRNA H19抑制自噬来诱导铁死亡（Chen等人，2022）。我们之前的研究发现，Zingiberensis新皂苷（ZnS）通过下调一种新的lncRNA TCONS-00026762的表达来抑制HCC的生长（Liu等人，2021）；然而，lncRNA TCONS-00026762抑制HCC生长的确切机制尚不清楚。

lncRNA TCONS-00026762位于10p15.1染色体上，与醛酮还原酶家族1成员C1（AKR1C1）基因有显著重叠，这种蛋白质在包括HCC在内的多种癌症中过度表达（Itoh等人，2010）。此外，AKR1C1不仅是自噬调节的联合蛋白，还参与了铁死亡和药物敏感性的调节（Chang等人，2019；Gagliardi等人，2019；Chang等人，2022）。生物信息学分析表明，AKR1C1可能作为HCC的预后生物标志物。此外，它是一个有吸引力的靶点，可用于调节HCC细胞中的自噬、铁死亡和药物敏感性。索拉非尼在治疗晚期HCC方面具有独特优势，但药物耐药性的出现限制了其临床效果（Tang等人，2020）。因此，了解索拉非尼耐药性的机制受到了研究人员越来越多的关注。最近的证据表明，自噬和铁死亡在逆转HCC的索拉非尼耐药性中起着关键作用（Zhang等人，2023）。基于这些见解，我们假设ZnS可以通过lncRNA TCONS-00026762/AKR1C1轴调节HCC中的这些细胞过程，从而抑制疾病的恶性进展。

鉴于上述背景，本研究旨在确定ZnS是否通过lncRNA TCONS-00026762/AKR1C1轴调节HCC细胞中的自噬、铁死亡和索拉非尼敏感性。我们旨在提供新的机制见解，并确定HCC综合治疗的潜在治疗靶点。

数据收集和差异表达分析

从UCSC Xena数据集中检索了TCGA-LIHC的表达谱和临床数据，包括371个肿瘤（其中365例具有完整的生存信息）和50个正常癌旁样本。使用wilcox检验检测了LIHC和正常样本之间AKR1C1表达的差异。根据AKR1C1的表达情况，使用survminer包中的surv_cutpoint函数将临床样本分为低表达（LE）组和高表达（HE）组。

AKR1C1是HCC的预后标志物，并与自噬和铁死亡相关

为了研究lncRNA TCONS-00026762/AKR1C1轴在HCC中的作用，我们首先利用生物信息学技术阐明了AKR1C1在HCC发病机制中的参与情况。与正常组相比，HCC肿瘤队列中AKR1C1显著上调（P<0.05；图1A）。值得注意的是，AKR1C1表达水平较低的HCC患者总体生存期更长（P<0.05；图1B）。

讨论

近年来，lncRNAs在癌症发生中的作用日益明显，越来越多的文献支持它们作为治疗靶点的潜力（Liu等人，2023a；Liu等人，2023b；Xia等人，2023）。在本研究中，我们发现ZnS是一种有前景的治疗剂，可以通过lncRNA TCONS-00026762/AKR1C1轴抑制HCC中的索拉非尼耐药性。它通过调节自噬和铁死亡来抑制细胞生长和侵袭。此外，我们的工作提供了新的见解。

结论

我们的研究通过详细阐述lncRNA TCONS-00026762/AKR1C1轴在HCC细胞中对自噬、潜在的铁死亡和索拉非尼敏感性的调节作用，丰富了现有的文献。这突显了针对这一轴的预后和治疗潜力，为HCC的进一步研究和药物开发开辟了新的途径。

作者贡献声明

梁罗：撰写——原始草案，可视化，资金获取，正式分析。周平生：撰写——审稿与编辑，资源，方法学。何克清：项目管理，资金获取，正式分析，数据管理，概念构思。

伦理声明

不适用。

资助

本工作得到了江西省教育厅的科学技术研究项目（GJJ2201639）、井冈山大学博士研究启动基金项目（JZB2117）和江西省中医药管理局的科学技术项目（2021B695）的支持。

利益冲突声明

作者未报告任何潜在的利益冲突。