《Frontiers in Oncology》：Insight into the emerging role of long non-coding RNAs in BRAF inhibitor resistance in melanoma
编辑推荐：
这篇综述深入探讨了长链非编码RNA（lncRNA）在黑色素瘤获得性BRAF抑制剂（BRAFi）耐药中的新兴角色。文章系统梳理了lncRNA（如SAMMSON、TINCR、BANCR等）通过调控MAPK/ERK通路、代谢重编程、表观遗传修饰及充当竞争性内源RNA（ceRNA）等关键机制，介导耐药性的产生。它强调了lncRNA作为潜在预后标志物和治疗靶点的价值，为克服黑色素瘤靶向治疗耐药、推动精准肿瘤学发展提供了重要洞见。
引言：黑色素瘤与BRAF抑制剂的挑战
黑色素瘤是最致命的皮肤癌，其全球发病率持续上升。在多种体细胞突变中，BRAF突变最为普遍。FDA批准的BRAF突变黑色素瘤靶向疗法（BRAFi）显著提高了大量患者的总体生存率，但绝大多数患者最终会对BRAFi产生获得性耐药，其潜在机制仍在探索中。近年研究发现，长链非编码RNA与包括黑色素瘤在内的多种恶性肿瘤的发展和进展密切相关，但其表达谱与BRAFi获得性耐药之间的联系尚处于研究早期阶段。本篇综述旨在总结lncRNAs如何恢复黑色素瘤细胞对BRAFi的敏感性或导致耐药，并讨论其作为BRAFi治疗反应和耐药性预后指标的潜力。
BRAF抑制剂作为单药疗法的兴衰
最初，多激酶抑制剂索拉非尼被用于治疗携带致癌BRAF突变的患者，但因对突变BRAF的亲和力较差，临床效果不显著。随后，选择性BRAF抑制剂（如维莫非尼、达拉非尼、恩考芬尼）被开发出来，它们能特异性结合BRAFV600E的ATP结合口袋，提高了疗效和特异性。维莫非尼于2011年获得FDA和EMA批准用于治疗BRAFV600E突变的转移性黑色素瘤，标志着BRAFi单药疗法的兴起。然而，这些益处是短暂的，大多数患者因获得性耐药而出现疾病进展，导致单药疗法在2014年左右开始衰落，治疗策略随之转向BRAF和MEK抑制剂联合等方法。
长链非编码RNA：生物学功能与机制
长链非编码RNA通常被定义为长度超过200个核苷酸、由RNA聚合酶II转录的RNA分子，具有poly(A)尾巴但缺乏开放阅读框。它们功能多样，不单独由启动子或增强子身份决定，而是取决于转录本序列、二级结构、亚细胞定位以及与DNA、RNA和蛋白质伙伴的相互作用。lncRNA通过多种方式调控转录：a) 与染色质修饰酶相互作用并将其招募至靶基因位点；b) 与异质核核糖核蛋白相互作用形成RNA-蛋白质复合物，通过将所需蛋白质招募到启动子位点或与现有阻遏物结合来促进或抑制基因转录；c) 通过改变染色质结构并将转录蛋白招募至靶基因来作为转录增强子。此外，某些lncRNA在转录后作为microRNA的分子诱饵或作为剪接、mRNA衰变、蛋白质翻译和稳定性的调节因子发挥作用。
lncRNA在癌症进展中的决定性作用
从分子角度看，癌症是由癌基因和抑癌基因的异常表达和活动驱动的遗传性疾病。除了蛋白质编码基因，越来越多的lncRNA作为癌基因或肿瘤抑制因子发挥作用。lncRNA通过与染色质、蛋白质和其他RNA直接或间接相互作用，在细胞质和细胞核中发挥转录和/或转录后调控活性。因此，在健康和疾病状态下，几乎所有重要的细胞过程都受lncRNA介导。
lncRNA也通过相互作用种染色质修饰酶和ATP依赖性染色质重塑因子参与染色质量塑。迄今为止，已发现超过50个lncRNA是这些复合物的调节因子，从而影响基因表达、DNA复制和修复过程。例如，前列腺癌中过表达的lncRNA SchLAP1可与hSNF5结合，抵消SWI/SNF复合物的肿瘤抑制作用，从而促进肿瘤侵袭和扩散。microRNA（miRNA）和lncRNA的表达失调已被确定为癌症进展的标志和癌症患者的独立预后指标。lncRNA可以通过隔离miRNA作为miRNA诱饵，与内源性RNA竞争并导致miRNA靶基因的重新表达，形成复杂的ceRNA网络。
lncRNA在获得BRAF抑制剂耐药性中的新兴作用
BRAF是黑色素瘤中最有影响的癌基因之一。其突变导致MAPK通路持续激活，促进不受控制的细胞增殖。BRAFi耐药涉及ERK通路重新激活、其他RAF亚型（如ARAF和CRAF）的激活以及PI3K/AKT通路激活等常规机制。新的临床前研究表明，lncRNA在驱动治疗耐药性，特别是对BRAFi的耐药性方面起着关键作用。lncRNA通过调节药物代谢、转运和细胞存活途径的多个方面，以及与染色质修饰复合物相互作用以影响基因表达的表观遗传调控，并影响MAPK/ERK等关键分子通路，从而促进BRAFi耐药。
涉及BRAF抑制剂耐药的主要lncRNA
多项基因组和转录组学研究已证明黑色素瘤与lncRNA失调密切相关。一项研究分析了27种不同组织类型的7,256个RNA测序文库，确定了339个与黑色素瘤特异性相关的lncRNA。研究发现，在正常黑色素细胞中异位表达BRAFV600E突变可诱导39个lncRNA和70个新的非编码转录本。其中，一个先前未表征的lncRNA BANCR，在原发性黑色素瘤中与正常黑色素细胞相比差异表达。功能上，沉默BANCR会导致CXCL11水平升高，这是一种已知可抑制MAPK信号传导并抑制肿瘤生长和迁移的趋化因子。类似地，研究证明了lncRNA RMEL3与BRAFV600E突变之间的强相关性，表明RMEL3可能有助于黑色素瘤细胞存活和增殖。
EMICERI
通过针对10,000多个lncRNA转录起始位点的基因组规模CRISPR-Cas9激活筛选，发现了11个新的lncRNA位点，当激活子被招募时，每个位点都能介导黑色素瘤的BRAFi耐药。对其中一个候选基因EMICERI的全面评估表明，其转录激活以剂量依赖性方式诱导四个邻近蛋白编码基因的表达，其中有一个直接与耐药表型相关。通过证明EMICERI/MOB3B轴的激活在两个额外的BRAFi敏感黑色素瘤细胞系中赋予了维莫非尼耐药性，并显示其与TCGA黑色素瘤患者中维莫非尼耐药基因表达特征相关，作者得出结论，EMICERI–MOB3B调控轴在介导维莫非尼耐药中起决定性作用。
SNHG16/NDUFV2-AS1/LINC01502
通过RNA-Seq和ChIP-Seq分析，并结合名为lncRNA-Screen的内部自动化流程，在BRAFi耐药克隆中鉴定出162个显著过表达的lncRNA。随后的CRISPRa筛选验证了其中15个lncRNA的功能。另一项研究利用基因组规模转录激活测定结合CRISPR-Cas9协同激活介质系统，确定了三个与BRAFi耐药相关的lncRNA基因：SNHG16、NDUFV2-AS1和LINC01502。这三个lncRNA的表达水平与达拉非尼的IC50值呈强正相关，表明它们参与了BRAFi耐药。这些lncRNA在黑色素瘤患者样本中差异表达，并参与涉及代谢和信号相关mRNA的调控网络。其中，SNHG16与GPI和FAH呈正相关，这些基因功能上与mTOR激活、ERK/MAPK信号传导和代谢重编程相关，这些都是已知导致BRAFi耐药的通路。
SAMMSON
大约10%的黑色素瘤存在3p13–3p14染色体的局灶性扩增，该区域包含SAMMSON，并与不良预后相关。该扩增子的中心是黑色素瘤特异性癌基因MITF。既往研究表明，lncRNA SAMMSON与MITF持续共表达。无论黑色素瘤细胞具有BRAF、NRAS还是TP53突变，或处于何种转录细胞状态，敲低SAMMSON都会显著降低其存活率。SAMMSON通过与p32（线粒体代谢和稳态的主要调节因子）相互作用来增加其促癌活性和线粒体靶向。研究表明，在暴露于ERK信号抑制剂后6小时，SAMMSON在突变BRAF黑色素瘤细胞中即上调。外源性表达SAMMSON可保护黑色素瘤细胞免受维莫非尼诱导的凋亡，而敲低SAMMSON则会增强药物诱导的细胞死亡。机制上，SOX10是维莫非尼诱导的SAMMSON表达的关键调节因子，其赖氨酸55的苏素化在此调节过程中起关键作用。
MIRAT
长基因间非编码RNA MIRAT与癌症发展有关，特别是在具有NRAS和BRAF突变的黑色素瘤中。与任何其他lncRNA不同，MIRAT位于黑色素瘤细胞的细胞质中，尤其是在对MEK抑制剂耐药的细胞中。MIRAT通过附着在支架蛋白IQGAP1上，稳定它并防止其降解，从而促进MAPK通路信号传导。IQGAP1在促进从MEK到ERK的信号转导中起着至关重要的作用。MIRAT敲低后，在两个测试的细胞系中均出现转录本上调占主导的情况，通路富集分析表明这些转录本与细胞表面受体相关信号转导的基因相关，这与MIRAT在调节信号网络中的作用一致。虽然作者未直接研究MIRAT在BRAFi耐药细胞中的生理作用，但可以认为MIRAT不是BRAFi耐药的直接介质，而是MAPK信号传导的背景调节因子。
TINCR
人类染色体19p13.3上的lncRNA TINCR在多种人类癌症中异常表达。在转移性黑色素瘤中，lncRNA TINCR表达下调。相比之下，痣样初始黑色素瘤中TINCR表达水平显著增强，这可能有助于维持非侵袭性特征。功能研究表明，在增殖表型黑色素瘤细胞系中沉默TINCR会诱导表型向侵袭性转换，表现为常规侵袭标志物表达增加、体外迁移增强以及对BRAFi和MEKi的耐药性。相反，TINCR过表达导致体外细胞迁移和体内转移潜能降低。机制上，作者发现TINCR沉默降低了磷酸化EEF2水平，但ATF4蛋白及其转录程序显著上调。总体而言，研究结果表明TINCR参与调节黑色素瘤细胞的侵袭和耐药表型。
TSLNC8
肿瘤抑制lncRNA TSLNC8在多个癌细胞系和肿瘤组织中表达改变。通过参与各种肿瘤相关过程，TSLNC8调节耐药性并有助于多种人类恶性肿瘤的发生和扩散。在BRAFi耐药的组织和细胞系中，lncRNA TSLNC8显著下调。额外的测定结果表明，TSLNC8下调可防止用BRAFi处理的BRAFi敏感细胞发生凋亡。TSLNC8在机制上可以与蛋白质PP1α结合，当TSLNC8下调时，PP1α在细胞质中积累，MPK信号进一步被激活。最重要的是，在BRAFi耐药细胞中上调TSLNC8可恢复抑制剂的效应。此外，在体内实验中，作者发现过表达TSLNC8增强了BRAFi的细胞毒性效应，表现为肿瘤生长速率降低。
结论与未来方向
尽管针对突变BRAF、MAPK通路和免疫检查点的黑色素瘤疗法取得了显著进展，但低反应率和对这些方案的获得性耐药仍然是复发和患者死亡的主要原因。尽管关于lncRNA在化疗耐药中作用的研究仍处于早期阶段，但越来越多的证据表明它们可能作为未来疗法的分子靶点。目前，黑色素瘤中的BRAFi耐药是一个复杂的生物学过程，对lncRNA的功能和机制知之甚少。大多数研究在体外系统进行，因此体内研究对于获得有意义的功能见解至关重要。然而，在老鼠中建立lncRNA功能模型仍然具有挑战性。一个重要需要考虑的点是，与蛋白质编码基因相比，lncRNA的序列保守性显著较低。因此，在动物模型中有效验证的lncRNA可能不适合在临床环境中使用。如本综述所讨论，CRISPR-Cas9和单细胞测序等先进工具在揭示lncRNA在BRAFi耐药中的作用方面发挥了重要作用。肿瘤异质性和细胞可塑性是批量转录组分析无法完全捕捉的另外两个显著限制。单细胞RNA测序已开始发现与BRAFi耐药相关的罕见药物耐受亚群和适应性转录状态，例如与侵袭性和MITF-low表型相关的lncRNA。通过将单细胞数据与功能扰动平台整合，可能直接将lncRNA活性与耐药相关的细胞状态联系起来。这些策略共同为克服当前限制、推动lncRNA研究朝着机制理解和BRAFi耐药黑色素瘤的转化意义方向发展提供了路径。
然而，目前存在一些挑战限制了其临床转化，因为它们通常表现出强烈的组织和环境特异性表达，并且许多表达量低，使得在循环中可靠检测变得复杂。此外，区分肿瘤来源的lncRNA与正常组织释放的背景转录本仍然困难。通过无创液体活检可检测的循环lncRNA，似乎是监测获得性耐药性的有用生物标志物。但循环lncRNA的稳定性、分析前样品处理的变异性以及缺乏标准化的RNA分离和定量方案是主要障碍。虽然外泌体相关lncRNA可能提供更好的稳定性，但其分离和分析方法仍然不统一。在精准肿瘤学时代，lncRNA基于诊断和治疗的临床开发需要严格的功能验证、大规模纵向研究和监管标准化。解决这些挑战对于将lncRNA的发现从实验室转化到临床应用、实现其在精准黑色素瘤治疗中的潜力至关重要。
