Drug Resistance Updates | 破解膀胱癌吉西他滨耐药新机制！研究发现NCL“自噬护盾”机制并开发新型核酸适体偶联药物

膀胱癌是泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一，全球发病率位居第九，致死率居第十三，已成为严重威胁人类健康的“隐形杀手” 。吉西他滨（Gemcitabine，GEM）是肌层浸润性膀胱癌围手术期治疗及晚期膀胱癌一线化疗的核心药物。 但部分患者最终会出现获得性耐药，导致治疗失败、肿瘤复发及患者生存期显著缩短。因此，阐明GEM耐药维持的分子机制，并开发能够精准递送药物、 逆转耐药的新型治疗策略，是膀胱癌领域亟待解决的重要科学问题。

核仁素蛋白（Nucleolin，NCL）是核仁中最丰富的非核糖体蛋白，参与核糖体生物发生、rRNA加工和mRNA稳定等多个关键生物学过程，并在多种肿瘤细胞中高表达。由于NCL穿梭于细胞核和细胞质之间，并可定位于细胞膜，在多种肿瘤细胞表面异常表达，因此靶向NCL蛋白的核酸适体成为肿瘤治疗和靶向药物递送的有力工具。然而，NCL究竟如何促进肿瘤耐药，以及靶向NCL核酸适体发挥抗肿瘤作用的分子基础，一直缺乏系统阐释。

近日，湖南大学生物学院胡小晓课题组联合美国贝勒医学院ErxiWu教授团队，在国际期刊Drug Resistance Updates发表题为Nucleolinshields PTBP1 fromautophagicdegradation to sustain gemcitabine resistance in bladder cancer的研究论文。研究发现NCL通过构建“自噬护盾（Autophagic Shield）”机制维持膀胱癌吉西他滨耐药，并成功筛选获得新型核酸适体SWL-3及其药物偶联物SWL-3G，为耐药膀胱癌精准治疗提供了全新的理论依据和候选策略。

发现全新“自噬护盾”机制：NCL保护PTBP1逃避自噬降解，持续驱动化疗耐药

研究团队利用自主建立的SWAN核酸适体文库筛选获得新型核酸适体SWL-3，并进一步解析其作用机制。研究发现，NCL能够直接结合RNA剪接因子PTBP1，并竞争性阻断自噬受体LC3B对PTBP1的识别，使PTBP1逃避自噬-溶酶体降解，形成一种 “自噬护盾（Autophagic Shield）”机制（图1）。

图1 NCL与PTBP1相互作用构成自噬屏蔽模型。在BLCA T24细胞中，NCL结合PTBP1，并阻断PTBP1与自噬受体LC3B之间的相互作用，进而屏蔽PTBP1经自噬-溶酶体通路降解，从而稳定PTBP1蛋白水平。

进一步研究表明，被NCL稳定的PTBP1持续促进PKM2表达及糖酵解重编程（Warburg效应），并协同NCL介导的抗凋亡信号通路，共同维持膀胱癌细胞对GEM的耐药状态。该研究将NCL、自噬调控、代谢重编程与化疗耐药整合为统一分子网络，显著拓展了人们对NCL生物学功能的认识。

SWAN文库再获突破：筛选获得高特异性膀胱癌核酸适体SWL-3

为突破传统SELEX筛选周期长、成功率低等瓶颈，研究团队利用自主建立的SWAN文库成功筛选获得膀胱癌特异性核酸适体SWL-3。

流式细胞术结果显示，SWL-3表现出较高的选择性结合多种膀胱癌细胞，而几乎不结合正常膀胱上皮细胞。组织切片实验进一步证明，SWL-3能够显著识别膀胱尿路上皮癌及鳞癌组织，并且在鳞状细胞癌中呈现更强结合能力，提示其具有潜在的临床诊断与分型应用价值。

活体精准靶向膀胱癌，发现PTBP1是SWL-3细胞结合及内吞的重要决定因子

核酸适体能否在体内精准富集肿瘤，是其临床转化的重要评价指标。研究团队发现，经尾静脉注射Cy5标记SWL-3后，其能够持续富集于膀胱癌移植瘤，并在3–8小时内保持明显荧光信号，而随机序列对照几乎无肿瘤富集能力。如图4所示，结合质谱鉴定、ELISA及流式分析，研究进一步证明SWL-3可同时识别NCL和PTBP1，但主要决定细胞结合及内吞过程的是细胞膜PTBP1，而非传统观点认为的NCL。

这一发现挑战了长期以来“NCL决定细胞结合”的认识，提出了NCL/PTBP1双靶点识别的新模式，为未来核酸适体设计提供了新的理论框架。

构建核酸适体-药物偶联物SWL-3G，为耐药膀胱癌精准治疗提供新方案

机制研究进一步发现，NCL与PTBP1之间的结合主要依赖PTBP1的RRM1结构域，并最终建立了“NCL竞争性屏蔽LC3B识别PTBP1”的自噬底物保护模型。

基于这一机制，研究团队通过固相合成将GEM精准偶联至SWL-3，成功构建核酸适体-药物偶联物SWL-3G。与传统GEM不同，SWL-3G能够绕过hENT1介导的经典摄取通路，实现靶向递送及缓释释放，从而缓解耐药细胞药物摄取障碍（图2）。

图2 SWL-3G介导的GEM药物递送模型。 在 PTBP1 富集的 BLCA 细胞中，SWL-3G 可绕过 hENT1 依赖性运输障碍。在BLCA细胞中，SWL-3G能特异性地将GEM递送到富含PTBP1的细胞，同时保持GEM的细胞毒性。

Co-IP、竞争结合实验以及临床生存分析共同证实，NCL-PTBP1轴是维持GEM耐药的重要驱动通路，而SWL-3G则展现出良好的精准治疗和转化应用潜力。

研究意义

本研究取得了三项重要突破：

• 提出NCL通过构建“自噬护盾（Autophagic Shield）”保护PTBP1、维持膀胱癌吉西他滨耐药的新机制；

• 发现PTBP1与NCL共同构成SWL-3的识别靶标，其中PTBP1主要介导细胞结合与内吞，而NCL则负责维持耐药相关生物学功能，建立了NCL/PTBP1双靶点识别新模型。

• 成功开发出核酸适体-药物偶联物SWL-3G，为克服耐药膀胱癌提供了具有转化应用前景的策略。

该研究不仅深化了NCL在肿瘤耐药中的分子功能认识，也拓展了核酸适体作为精准治疗平台的应用边界，为耐药膀胱癌乃至其他恶性肿瘤的精准治疗提供了新的理论基础和潜在研究方向。

湖南大学生物学院助理研究员刘匀毅博士为本论文第一作者，湖南大学生物学院2022级硕士研究生吴亚涛和2020级硕士研究生李娟为本论文的共同第一作者，湖南大学生物学院胡小晓副教授为本论文最后通讯作者，美国贝勒医学院Erxi Wu教授为本论文共同通讯作者，湖南大学生物学院为本论文第一通讯单位。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.drup.2026.101475

制版人：十一

学术合作组织

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