LDHB 沉默：增强肺癌放疗效果的新策略 —— 通过影响核苷酸代谢和促进 DNA 损伤

《Scientific Reports》：LDHB silencing enhances the effects of radiotherapy by impairing nucleotide metabolism and promoting persistent DNA damage

肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因，放疗是不可手术患者的关键治疗方式。研究人员针对 LDHB 对癌细胞放疗反应的影响展开研究，发现 LDHB 沉默可通过损害核苷酸代谢、促进持续性 DNA 损伤增强放疗效果，为肺癌治疗提供了新方向。

　　肺癌，这一 “癌症杀手”，长期以来在全球范围内肆虐，是导致癌症相关死亡的首要原因。其中，非小细胞肺癌（NSCLC）占比超过 80% 。放疗，作为不可手术肺癌患者的重要治疗手段，却面临着局部和远处复发的难题，约 20% 的可手术患者在术后 5 年出现局部复发，34% 接受选择性放疗的患者在治疗后 5 年出现远处复发。

乳酸，曾经被视作无氧细胞代谢的 “废物”，如今却被发现对癌症进展至关重要。乳酸脱氢酶（LDH）可催化丙酮酸和乳酸的相互转化，由 LDHA 和 LDHB 基因编码。LDHB 主要负责将乳酸转化为丙酮酸，参与线粒体代谢。此前研究表明，LDHB 在癌症中的作用复杂，其表达与癌症的关系因癌种而异，且目前关于 LDHB 沉默对癌细胞放疗反应影响的研究较少。为了探索其中的奥秘，来自瑞士伯尔尼大学医院胸外科、伯尔尼大学等机构的研究人员开展了相关研究，研究成果发表于《Scientific Reports》。

研究人员采用了多种技术方法。细胞实验中，运用基因沉默技术（小干扰 RNA（siRNA）和短发夹 RNA（shRNA））沉默 LDHB 基因；借助流式细胞术检测细胞周期分布和 H₂AX 磷酸化水平；通过免疫印迹法分析蛋白质表达；利用衰老 β - 半乳糖苷酶染色检测细胞衰老。动物实验方面，构建了 A549 细胞皮下肿瘤异种移植模型，对荷瘤小鼠进行局部照射，并运用液相色谱 - 质谱（LC - MS）技术分析肿瘤代谢物变化。此外，还通过公共数据库和生物信息学分析挖掘相关数据。

研究结果如下：

• LDHB 表达与 DNA 损伤反应及沉默效果：研究发现，LDHB 表达与 “细胞周期评分”“DNA 修复评分” 正相关。在 NSCLC 细胞系 A549、H358 和原代培养的 PF139 细胞中，LDHB 沉默显著增加了 H₂AX 磷酸化（DNA 损伤的标志）。并且，根据 p53 状态不同，细胞周期分别阻滞在 G₁/S 或 G₂/M 期。
• 长期 LDHB 沉默对放疗敏感性的影响：为避免非特异性转染效应，研究人员构建了稳定沉默 LDHB 的 A549 细胞系。结果显示，长期 LDHB 沉默使细胞对放疗更敏感，照射后出现 G₂/M 期阻滞和 S 期耗尽，H₂AX 磷酸化水平进一步升高。
• LDHB 沉默联合放疗的效果：联合 LDHB 沉默和放疗，在 A549 细胞中可促进 DNA 损伤和细胞衰老。γH₂AX 焦点增多，PARP 蛋白水平增加，微核细胞数量上升，同时 p21 水平和 β - 半乳糖苷酶染色增强，p - Chk₂水平也有所提高。
• LDHB 沉默对核苷酸代谢的影响：代谢物富集分析表明，LDHB 沉默使肺癌肿瘤中的核苷酸代谢减少，特别是嘌呤和嘧啶生物合成。补充核苷酸前体可部分减轻联合处理导致的 DNA 损伤。
• LDHB 沉默联合放疗导致的持续性 DNA 损伤：体内实验显示，联合 LDHB 沉默和放疗会导致肿瘤中持续性 DNA 损伤积累，γH₂AX 和 p21 水平显著升高，肿瘤生长受到明显抑制。

研究结论和讨论部分指出，LDHB 在维持 NSCLC 细胞代谢平衡，尤其是核苷酸代谢方面发挥重要作用，对 DNA 修复至关重要。LDHB 沉默可增强放疗诱导的持续性 DNA 损伤，提高放疗效果。此外，研究还发现微核与免疫识别有关，暗示联合治疗可能引发免疫反应。未来，探索抑制 LDHB 在免疫健全肿瘤模型中对放疗疗效的影响，以及联合免疫检查点阻断是否能进一步增强免疫刺激效果，将为肺癌治疗开辟新的方向。这一研究为肺癌的治疗提供了新的理论依据和潜在治疗靶点，有望改善肺癌患者的预后。