Journal of Experimental & Clinical Cancer Research
DNA碱基损伤修复介导G-四链体转录程序驱动非小细胞肺癌EGFR-TKI耐药
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该研究揭示了OGG1和APE1通过调控G-四链体结构重编程转录景观，为克服非小细胞肺癌中靶向治疗耐药提供了新的干预路径，提示联合靶向DNA修复与EGFR抑制的策略可能提升临床疗效。
文献概述
本文《DNA base lesion-containing G-quadruplex mediates transcriptome reprogramming in EGFR-TKI resistance of non-small cell lung cancer》，发表于《Journal of Experimental & Clinical Cancer Research》杂志，系统探讨了氧化性DNA损伤与G-四链体结构在非小细胞肺癌（NSCLC）获得性耐药中的协同作用。研究整合多组学分析与功能验证，揭示了碱基切除修复（BER）通路关键酶OGG1和APE1在耐药细胞中重分布至EMT及干性相关基因启动子区，通过稳定G-四链体（G4）结构激活转录重编程。这一机制独立于经典EGFR突变，为耐药异质性提供了新解释。背景知识
1. 非小细胞肺癌中约85%患者携带EGFR敏感突变，一线使用EGFR-TKI（如厄洛替尼）显著改善无进展生存期，但几乎全部患者最终出现获得性耐药，成为临床治疗的核心瓶颈。目前耐药机制研究聚焦于T790M或MET扩增等遗传变异，然而近半数耐药病例缺乏明确驱动突变，提示非遗传性机制如细胞可塑性（plasticity）可能主导表型转换。
2. G-四链体作为非B型DNA二级结构，富集于启动子区，可调控基因表达，但其在肿瘤耐药中的动态调控机制尚不清晰。OGG1和APE1是碱基切除修复通路的核心酶，传统认为其功能限于修复8-oxoG损伤，近年发现其可能具备转录调控潜能，但如何协调DNA修复与转录重编程仍属机制盲区。
3. 本研究切入点在于探索内源性DNA碱基损伤是否作为表观遗传样信号，通过BER因子调控G4结构稳定性，进而驱动EMT和干性表型转换。通过整合SSiNGLe-AP、CUT&Tag-seq与WGBS等技术，系统解析了损伤修复、G4结构与甲基化状态的互作网络，填补了耐药机制中“动态染色质结构-转录重编程”轴的认知空白。
研究方法与核心实验
作者采用NSCLC细胞系HCC827和HCC4006（均携带EGFR 19号外显子缺失）构建厄洛替尼耐药模型（ER），通过长期梯度暴露建立耐药细胞系。使用SSiNGLe-AP技术全基因组定位AP位点，结合RNA-seq和ATAC-seq分析转录与染色质开放性变化。通过CUT&Tag-seq绘制OGG1、APE1及G4结构的全基因组结合图谱，并利用ChIP-qPCR、EMSA验证蛋白-DNA互作。在体内采用裸鼠异种移植模型评估APE1抑制剂的治疗潜力。
关键证据包括：耐药细胞中AP位点数量显著增加，且OGG1和APE1表达上调；CUT&Tag数据显示二者在耐药细胞中富集于EMT（如SNAIL、ZEB）和干性（如CD44、OCT4）相关基因启动子区；BG4-CUT&Tag显示G4结构在这些区域共定位增强；功能实验表明OGG1或APE1敲低可逆转EMT表型并抑制肿瘤球形成；APE1结合G4依赖其核酸酶活性而非氧化还原功能；WGBS揭示G4结构偏好位于低甲基化CpG岛，且AP-1家族转录因子可能介导其转录激活。关键结论与观点
研究意义与展望
该研究将DNA损伤修复从“基因组守门人”拓展至“转录调控者”，提出OGG1/APE1-G4轴作为非小细胞肺癌耐药的表观遗传样开关，为开发克服耐药的新型组合疗法提供了理论依据。未来可探索小分子G4稳定剂或APE1抑制剂在PDX模型中的疗效，推动精准干预。
从临床监测角度，APE1表达水平或可作为EGFR-TKI耐药的液体活检标志物，结合ctDNA中G4形成潜能分析，有望实现耐药早期预警。此外，该机制可能适用于其他靶向治疗耐药，如ALK或ROS1抑制剂，值得在多癌种中验证。
结语
本研究确立了OGG1和APE1介导的DNA碱基损伤修复通过稳定G-四链体结构，驱动非小细胞肺癌细胞向EMT和干性表型转化，从而获得EGFR-TKI耐药性的新机制。这一发现不仅揭示了DNA二级结构与表观遗传调控的交叉对话，更提供了可靶向的分子节点。从实验室到临床，靶向BER-G4轴有望打破耐药循环，提升靶向治疗持久性。结合现有免疫治疗或化疗方案，此类联合策略可能重塑NSCLC的治疗格局。此外，该机制的保守性提示其可能在多种上皮癌中发挥类似作用，为泛癌种耐药干预提供新思路。未来需开发更具特异性的APE1抑制剂，并在临床样本中验证其预测价值，加速转化落地。
