王新宇 舒琦瑾★ 李心蕓 李俊超 李欣
人類基因組測序[1]鑒定了2萬個編碼蛋白質的基因,然而這些編碼基因占<2%人類基因組。70%的人類基因組被轉錄成RNA,繼而產生了成千上萬的非編碼RNA。非編碼RNA可被分為以下幾種類型﹑持家RNA(housekeeping RNA)﹑短鏈非編碼RNA(sncRNA)和長鏈非編碼RNA(lncRNA)。多種lncRNA參與細胞分化,維持干細胞的多能性,以及組織或器官的發育。近年研究[2]發現,lncRNA作為癌基因或是抑癌基因在多種腫瘤中表達失調。膽囊癌(GBC)是一種起源于膽管上皮的高度惡性腫瘤,其發病率呈逐年上升趨勢,居膽道惡性腫瘤第一位,消化道惡性腫瘤第六位。膽囊癌的病因迄今未完全闡明,危險因素包括高齡﹑女性性別﹑膽石癥﹑瓷樣膽囊﹑膽囊息肉﹑先天性膽囊囊腫﹑慢性感染和吸煙等。因早期癥狀不典型及缺乏特異性的腫瘤標志物,多數患者就診時腫瘤已侵及鄰近器官或發生了遠處轉移,僅有約20%的GBC患者在診斷時腫瘤局限于膽囊,5年總生存率<5%。一個世紀以來,靶向治療在膽囊癌的治療中作用有限,膽囊癌總生存率始終無明顯改善。近年研究發現與膽囊癌相關的lncRNA有MALAT1﹑HOTAIR﹑KIAA0125等[3],本文對其最新進展作一綜述。
HOXA-AS2(HOXA cluster antisense RNA 2) 定 位 于HOXA家族HOXA3和HOXA4之間的位點上,編碼長度1048bp,被認為是急性早幼粒細胞白血病和胃癌的致癌基因。近年研究發現,HOXA-AS2在多種惡性腫瘤[4]中呈高表達,如肝細胞癌﹑乳腺癌﹑結直腸癌等,且表達水平與腫瘤直徑﹑TNM分期﹑淋巴結轉移密切相關。在結直腸癌中,HOXAAS2可以調控細胞周期﹑影響細胞凋亡,通過與EZH2﹑LSD1的結合以抑制P21﹑KLF2的表達促進腫瘤的浸潤及轉移。在乳腺癌中,HOXA-AS2充當miR-520c-3p的海綿并與miR-520c-3p結合,上調其靶基因TGFBR2﹑RELA的表達促進乳腺癌細胞的增殖﹑浸潤和轉移。Peng Zhang等[5]發現,相較于鄰近正常組織,膽囊癌組織中的HOXA-AS2的表達明顯升高,且過表達的HOXA-AS2與瘤體大小﹑T分期﹑N分期密切相關。體外實驗表明,沉默表達HOXA-AS2顯著抑制了膽囊癌GBD- SD細胞系細胞的增殖,轉染了HOXAAS2 siRNA的膽囊癌GBC-SD細胞系細胞較對照組細胞凋亡率高。沉默表達HOXA-AS2導致癌細胞周期停留于G1期,過表達HOXA-AS2則導致S期細胞增加,G0/G1期細胞減少,表明HOXA-AS2能通過促進細胞凋亡﹑調控細胞周期,促進膽囊癌細胞的增殖。上皮間充質轉化是一種上皮細胞失去極性轉化為間充質細胞的生物學進程,伴有上皮標記物如E-黏鈣蛋白表達降低,間充質標記物如波形蛋白﹑N-黏鈣蛋白﹑slug表達升高,在腫瘤浸潤﹑轉移中起關鍵作用。進一步研究表明,HOXA-AS2可通過促進波形蛋白﹑N-黏鈣蛋白的表達,抑制E-黏鈣蛋白的表達誘導上皮細胞-間充質轉化,促進膽囊癌細胞的浸潤及轉移。
Linc00152(Long intergenic non-coding RNA 152) 定 位于人類染色體2p11.2上,編碼長度828 bp,因在肝癌發生進程中差異去甲基化被發現。近年研究發現,Linc00152在多種腫瘤如肺腺癌﹑胃癌﹑肝癌﹑乳腺癌中均表達上調,且與預后不良顯著相關[6]。在腎細胞癌中,Linc00152通過后生抑制P16,并對miR-205進行負調控促進腫瘤進展。在神經膠質瘤中,Linc00152通過影響miR-103a-3p/FEZF1/CDC25A通路促進腫瘤細胞的增殖。Qiang Cai等[7]發現在膽囊癌組織中,Linc00152表達水平較鄰近無瘤組織明顯升高。Linc00152表達水平與腫瘤狀態及淋巴結轉移呈正相關,但與性別﹑年齡﹑組織學級別﹑臨床分期無顯著相關,Linc00152高表達組較Linc00152低表達組的總生存期較縮短。進一步研究發現,膽囊癌組織中miR-138表達下調,其表達水平與Linc00152呈負相關。既往研究[8]表明,miR-138 能夠抑制細胞轉移及上皮間充質轉化在多種腫瘤中發揮抑癌作用。HIF-1a是一種低氧反應蛋白,能夠激活上皮間充質轉化調控因子,常在人類癌癥中過度表達,miR-138可下調HIF-1a的表達進而抑制上皮間充質轉化。Linc00152部分通過充當miR-138海綿并與其結合促進膽囊癌浸潤﹑轉移和上皮間充質轉化進程。Linc00152/miR-138/HIF-1a信號通路可能是膽囊癌的一個新的治療靶點。
Linc-RoR(long intergenic non-coding RNA,regulator of reprogramming)最初發現于誘導性多功能干細胞,定位于人染色體18q21.31上,由4個外顯子組成,編碼長度為2.6 kb,在腫瘤的發展及化療耐藥中起重要作用。Linc-ROR在多種腫瘤中表達上調,包括口腔癌﹑子宮內膜癌﹑乳腺癌﹑胰腺癌﹑肝細胞癌和鼻咽癌,在乳腺癌中,Linc-RoR通過下調miR - 34a表達逆轉了吉西他濱誘導的癌細胞凋亡和自噬。在鼻咽癌中,Linc-RoR部分通過抑制p53信號通路引起鼻咽癌耐藥。然而Linc-RoR也可部分通過阻斷KLF4的表達在神經膠質瘤中發揮抑癌作用。Shou-Hua Wang等[9]研究發現,與鄰近無瘤組織相比,Linc-RoR在膽囊癌組織中表達明顯升高,且其表達水平與腫瘤直徑及淋巴結轉移密切相關,但與年齡﹑性別﹑臨床分期﹑組織學分級無明顯相關。Kaplan Meier生存分析及時序檢驗顯示Linc-RoR表達水平高的膽囊癌患者較Linc-RoR表達水平低的患者總生存期明顯縮短。進一步研究表明,沉默表達Linc-RoR使膽囊癌SGC-996細胞系細胞和膽囊癌Noz細胞系細胞的增殖受到抑制。此外,Linc-RoR沉默后,處于S期的細胞數量明顯減少,侵襲性細胞的數量較對照組亦明顯減少。體外實驗表明,利用si-RNA抑制Linc-RoR的表達后,E-黏鈣蛋白的表達水平顯著上升,而Twist1和波形蛋白的表達水平顯著下降。這些研究表明Linc-RoR能通過調控細胞周期﹑誘導上皮間充質轉化促進膽囊癌細胞的增殖﹑浸潤轉移。
SPRY4-IT1(long non-coding RNA SPRY4 intronic transcript 1)首先發現于脂肪組織中,并從SPRY4基因的第2個內含子轉錄,定位于人染色體]5q31.3上。SPRY4-IT1在多種惡性腫瘤[10-11]中表達水平升高,如骨肉瘤﹑卵巢癌﹑食管鱗狀細胞癌﹑黑色素瘤﹑肝細胞癌,并與腫瘤細胞增殖﹑浸潤﹑轉移﹑上皮間充質轉化密切相關。在食管鱗狀細胞癌中[11],過表達的spry4 - it1可以通過增加波形蛋白及纖連蛋白的表達,減少E-黏鈣蛋白和zo -1的表達誘導上皮-間充質轉化(EMT)以增加癌細胞的體外活性,也能直接促進Snail的轉錄﹑表達及細胞核定位誘導腫瘤細胞上皮-間充質轉化進程。在肝細胞癌中,過表達的SPRY4-IT1既能通過上調轉錄因子Twist1和波形蛋白的表達,抑制E - 黏鈣蛋白表達,促進上皮-間充質轉化,又能通過招募EZH2至E-鈣粘蛋白啟動子引起表觀遺傳抑制。Liang Yang等[12]發現,與鄰近正常組織相比,膽囊癌組織中SPRY4-IT1的表達水平明顯升高,并且其表達水平與腫瘤大小﹑腫瘤狀態﹑淋巴結轉移密切相關,但與性別﹑年齡無關。體外實驗表明,SPRY4-IT1沉默后膽囊癌Noz細胞系細胞的增殖及集落形成能力明顯受到抑制,過表達SPRY4-IT1可促進膽囊癌GBC-SD細胞系細胞的浸潤及轉移。進一步研究發現,過表達SPRY4-IT1使膽囊癌GBC-SD細胞中E-黏鈣蛋白的表達升高,波形蛋白表達降低。而沉默表達SPRY4-IT1使膽囊癌Noz細胞系細胞中E-黏鈣蛋白表達降低,波形蛋白的表達升高,表明SPRY4-IT1可能部分通過誘導上皮間充質轉化進程促進膽囊癌細胞轉移。
TUG1(taurine- upregulated gene 1,也被稱作TI- 227H﹑Linc00080﹑ lnc RNA00080)最初發現于新生小鼠視網膜細胞中,位于人染色體22q12.2上,包含4個外顯子,編碼長度598bp。近年研究發現,TUG1在多種腫瘤[13-14]如小細胞肺癌﹑宮頸癌﹑乳腺癌﹑食管鱗狀細胞癌﹑肝細胞癌﹑膀胱上皮癌﹑骨肉瘤﹑直腸癌中表達上調,在非小細胞肺癌及神經膠質瘤中表達下調。過表達的TUG1與腫瘤浸潤﹑轉移及化療耐藥密切相關。Fei Ma等[15]研究發現,相較于鄰近正常組織,膽囊癌組織中的TUG1表達明顯上調,且其表達水平與淋巴結轉移密切相關。瘤體直徑>5cm的膽囊癌組織中TUG1的表達水平高于瘤體直徑<5cm的膽囊癌組織,但差異并不顯著。沉默表達TUG1明顯抑制了膽囊癌SGC-996細胞系細胞的增殖,但TUG1介導的GBC細胞增殖與誘導細胞凋亡無關。進一步研究發現TUG1表達與波形蛋白平行,與E-粘鈣蛋白相反,證實沉默TUG1部分影響EMT進程進而抑制腫瘤細胞轉移。mi R-300在膽囊癌組織中明顯下調,其表達水平與TUG1呈顯著負相關,沉默表達TUG1使SGC-996 及GBC-SD細胞系中miR-300明顯上調,證實TUG1部分通過抑制miR-300的表達促進膽囊癌的進展。總之,TUG1充當miR-300的海綿并與其結合消除miR-300的內源性效應,促進了膽囊癌細胞的增殖﹑浸潤及轉移。TUG1 / miR-300調控通路可能成為膽囊癌治療中的一個新的靶點。
綜上所述,lncRNA廣泛地參與腫瘤的增殖﹑浸潤﹑轉移及化療耐藥,并成為腫瘤領域的研究熱點。然而關于膽囊癌與lncRNA的研究并不充分,且大部分研究停留在檢測lncRNA在腫瘤組織中表達水平及調控細胞周期﹑促進細胞凋亡方面,如何影響膽囊癌細胞增殖﹑浸潤﹑轉移﹑化療耐藥的分子機制尚未明確。不過,目前研究已證實 lncRNA可協助判斷膽囊癌的預后并且為膽囊癌的靶向治療提供新的方向。更深入的研究有待于展開以明確lncRNA如何影響膽囊癌發生﹑發展﹑化療耐藥的分子機制。
[1] Weidle UH,Birzele F,Kollmorgen G,et al.Long non-coding RNAs and their role in metastasis.Cancer Genomics-Proteomics, 2017,14(3):143-160.
[2] Khandelwal A,Malhotra A,Jain M,et al.The emerging role of long non-coding RNA in gallbladder cancer pathogenesis.Biochimie,2017,132:152-160.
[3] 趙占學,李帥.長鏈非編碼RNA與膽囊癌關系的研究進展.現代腫瘤醫學,2016,24(19):3158-3161.
[4] Fang Y,Wang J,Wu F,et al.Long non-coding RNA HOXA-AS2 promotes proliferation and invasion of breast cancer by acting as a miR-520c-3p sponge.Oncotarget,2017,8(28):46090.
[5] Zhang P,Cao P,Zhu X,et al.Upregulation of long non-coding RNA HOXA-AS2 promotes proliferation and induces epithelialmesenchymal transition in gallbladder carcinoma.Oncotarget, 2017,8(20):33137.
[6] Zhang P,Wang Y,Weng W,et al.Linc00152 promotes Cancer Cell Proliferation and Invasion and Predicts Poor Prognosis in Lung adenocarcinoma.Journal of Cancer,2017,8(11):2042.
[7] Cai Q,Wang Z,Wang S,et al.Long non-coding RNA LINC00152 promotes gallbladder cancer metastasis and epithelial-mesenchymal transition by regulating HIF-1α via miR-138.Open biology,2017,7(1):160247.
[8] Sha HH, Wang DD, Chen D, et al. MiR-138:A promising therapeutic target for cancer.Tumor Biology,2017,39(4):1010428317697575.
[9] Wang SH,Zhang MD,Wu XC,et al.Overexpression of LncRNA-ROR predicts a poor outcome in gallbladder cancer patients and promotes the tumor cells proliferation,migration,and invasion.Tumor Biology,2016,37(9):12867-12875.
[10] Li H,Liu C,Lu Z,et al.Upregulation of the long non-coding RNA SPRY4-IT1 indicates a poor prognosis and promotes tumorigenesis in ovarian cancer.Biomedicine & Pharmacothera py,2017,88:529-534.
[11] Zhang CY,Li RK,Qi Y,et al.Upregulation of long noncoding RNA SPRY4-IT1 promotes metastasis of esophageal squamous cell carcinoma via induction of epithelial-mesenchymal transition.Cell biology and toxicology,2016,32(5):391-401.
[12] Yang L,Cheng X,Ge N,et al.Long non-coding RNA SPRY4-IT1 promotes gallbladder carcinoma progression.Oncotarget,2017,8(2):3104.
[13] Hu Y,Sun X,Mao C,et al.Upregulation of long noncoding RNA TUG1 promotes cervical cancer cell proliferation and migration.Cancer medicine,2017,6(2):471-482.
[14] Li T,Liu Y,Xiao H,et al.Long non-coding RNA TUG1 promotes cell proliferation and metastasis in human breast cancer.Breast Cancer,2017,24(4):535-543.
[15] Ma F,Wang S,Cai Q,et al.Long non-coding RNA TUG1 promotes cell proliferation and metastasis by negatively regulating mir-300 in gallbladder carcinoma.Biomedicine & Pharmacothera py,2017,88:863-869.