衰老相关基因特征揭示肺腺癌化疗耐药新机制：RELA/NF-κB通路的激活作用

　　本研究针对肺腺癌(LUAD)中衰老相关化疗耐药机制不明的难题，通过整合转录组数据分析构建了六基因(H2AX/IGFBP1/CCL20/TFAP2A/TNFRSF11A/TNFRSF13C)衰老特征模型，发现高风险组患者生存率显著降低。实验验证表明衰老细胞通过激活RELA/NF-κB通路诱导紫杉醇(PTX)耐药，而特异性抑制该通路可逆转耐药表型而不影响衰老状态，为克服LUAD化疗耐药提供了新策略。

　　

肺腺癌作为肺癌最常见的亚型，是全球癌症相关死亡的主要原因之一。尽管近年来诊断和治疗方法不断进步，但患者5年生存率仍低于15%，提示其发病机制比既往认知更为复杂。值得注意的是，衰老已被确定为肺腺癌的重要风险因素——流行病学数据显示，随着年龄增长，肺腺癌的发病率和死亡率显著上升。更令人关注的是，加速衰老的个体比同龄人具有更高的肺癌发病风险。这种衰老与预后的关联虽已被多项研究通过生物信息学手段证实，例如张（Zhang）和茹（Ru）团队分别建立了衰老相关基因签名用于风险分层，但这些研究缺乏实验验证和机制探索，且由于转录组数据存在批次效应和技术变异，难以建立统一的临床应用阈值。

针对这一研究空白，朱成月（Chengyue Zhu）、董颖（Ying Dong）和董越（Yue Dong）作为共同第一作者，在《Respiratory Research》发表了题为"衰老相关特征通过RELA/NF-κB通路激活促进肺腺癌化疗耐药"的研究。该研究不仅建立了具有临床预测价值的衰老相关基因特征模型，更重要的是通过实验验证揭示了细胞衰老导致化疗耐药的具体分子机制，为克服肺腺癌治疗抵抗提供了新的理论基础和治疗策略。

研究人员采用多组学整合分析策略，主要关键技术包括：从TCGA和GEO数据库获取LUAD转录组与临床数据；通过差异表达分析、单变量和多变量Cox回归筛选预后相关的衰老基因；利用蛋白互作网络和功能富集分析探索生物学机制；通过免疫组化验证蛋白表达；建立博来霉素诱导的细胞衰老模型；采用RNA干扰、Western blot、qPCR等技术验证机制；最后通过scRNA-seq分析单细胞水平的衰老与NF-κB通路激活相关性。

Identification of the prospective aging-signature genes

研究人员首先对TCGA数据库中489例LUAD患者的转录组数据进行分析，筛选出6523个差异表达基因（DEGs），其中82个与衰老相关基因（ARGs）重叠。通过单变量Cox回归分析，进一步鉴定出132个与预后相关的衰老基因，最终获得37个重叠基因用于后续分析。蛋白互作网络分析显示这些基因形成三个显著簇，其中簇1（包含PCNA、TOP2A、CDK1等）与DNA复制应激密切相关，这是衰老细胞的典型特征。

Aging-related signature predicts the risk of mortality

通过多变量Cox回归，研究团队最终确定了包含六个基因（H2AX、IGFBP1、CCL20、TFAP2A、TNFRSF11A、TNFRSF13C）的衰老特征模型。风险评分计算显示，高风险组患者死亡率显著升高（130:115 vs 182:62），中位随访时间也更短（1.59年 vs 2.03年）。KM分析表明高风险组5年生存率仅为0.27，而低风险组为0.54。该模型在独立验证集GSE31210中同样表现出良好的预测性能，证实了其稳健性。

Tissues from high-risk patients performed aberrant TF activity

差异表达分析发现高风险组中存在531个上调基因和715个下调基因。GSEA分析显示转录相关生物学过程发生显著改变。通过筛选与风险评分相关的转录因子（TFs），研究人员发现RELA、RFXAP和LDB1这三个TF与预后显著相关。其中RELA在高风险组织和衰老细胞中特异性上调，而RFXAP和LDB1则下调。

Senescence promotes chemoresistance and increases RELA expression

实验研究表明，博来霉素诱导的衰老A549细胞中，衰老标志物（CDKN1A、CDKN2A）和SASP因子（IL6、TNF、MMP1）表达显著上调，SA-β-gal染色阳性率增加。重要的是，这些衰老细胞对紫杉醇（PTX）的耐药性显著增强，IC₅₀值升高。机制上，RELA在衰老细胞中在mRNA和蛋白水平均显著上调，而RFXAP和LDB1的表达趋势与组学分析结果不一致。

RELA KD enhances chemosensitivity without affecting senescence

通过siRNA敲低RELA表达，研究人员发现虽然RELA缺失降低了PTX的IC₅₀值，恢复了药物敏感性，但衰老标志物（p21、p53）的表达和SA-β-gal染色强度并未减少，表明RELA敲低逆转了化疗耐药但不影响衰老状态本身。

Senescence mediates chemoresistance via activation of the NF-κB signaling

scRNA-seq分析显示，衰老细胞与NF-κB通路激活细胞在空间上共定位，74.9%的细胞同时具有衰老和NF-κB激活特征。实验证实博来霉素诱导的衰老细胞中IKK和p65磷酸化水平增加。使用NF-κB抑制剂JSH-23处理，能够恢复衰老细胞对PTX的敏感性而不影响β-gal阳性率。ChIP-seq分析进一步发现RELA结合多个抗凋亡基因（BIRC2/BIRC3、BCL2）的启动子区域，提示其通过调控凋亡平衡介导化疗耐药。

研究结论表明，细胞衰老通过激活RELA/NF-κB信号通路促进肺腺癌化疗耐药，而特异性抑制该通路可逆转耐药表型而不影响衰老状态。这为解决衰老相关化疗耐药提供了新的治疗思路：针对NF-κB通路的治疗策略可能成为改善LUAD患者预后的有效手段。

该研究的重要意义在于首次将衰老相关基因特征与NF-κB信号通路激活联系起来，揭示了衰老微环境中肿瘤细胞获得性耐药的新机制。不同于传统观点认为需要逆转衰老表型才能克服耐药，本研究证明可以通过特异性靶向下游信号通路而保持衰老状态，这为开发联合治疗策略提供了重要理论基础。同时，研究中建立的六基因衰老特征模型虽然由于技术限制难以直接临床应用，但为机制探索和患者分层提供了有价值工具，未来可能指导个体化治疗决策。