外泌體lncRNA在鱗癌中的研究進展

周興安 蘇尼特 武旭 達林泰 綜述 德樂黑巴特爾 審校

鱗狀細胞癌(Squamous cell carcinoma,SCC)簡稱鱗癌,多見于皮膚、口腔、唇、食管、子宮頸和陰道等有鱗狀上皮覆蓋的部位[1]。目前SCC患者的遠期生存率仍不理想,診斷效率低于預期,尤其是晚期腫瘤患者。因惡性腫瘤的早期診斷在腫瘤治療及預后中的優勢及作用愈發凸顯,尋找更為高效且準確的生物標志物變得尤為重要[2]。外泌體是由細胞外囊泡(EVs)分泌的小膜囊泡,通過轉運蛋白質、RNA和DNA等細胞內成分來促進細胞間通訊[3]。外泌體中多種成分能夠在受體細胞中發揮一定作用,并且根據來源細胞的不同而高度可變,同時細胞在不同的生理和病理條件下可以產生不同的外泌體。長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一類無編碼蛋白能力的長度大于200個核苷酸的RNA,lncRNA能夠通過在轉錄、翻譯和翻譯后水平調節基因表達和功能,從而發揮多種生物學功能。近十年來,國內外多項研究證實,在惡性腫瘤、代謝障礙和心血管疾病等多種疾病的發生機制中,失調的lncRNA都參與了重要的生理及病理過程。特別是lncRNA已被證實其能夠在腫瘤生長和轉移中發揮重要作用,表明這些分子可能與惡性腫瘤發生發展有關[4]。目前有研究發現細胞間通訊,調控受體細胞內基因表達都可通過外泌體攜帶lncRNA實現,進而發揮生物學效應[5]。

1 外泌體lncRNA在SCC發生發展中的作用

有研究表明外泌體衍生的lncRNA能夠通過調節腫瘤細胞凋亡、增殖和遷移并誘導血管生成,進而影響腫瘤的發生發展[6]。外泌體lncRNA的失調可能會影響腫瘤微環境并調節關鍵的腫瘤學行為。另外,lncRNA可以通過調節多種生物學過程來影響腫瘤轉移,例如染色質修飾、轉錄激活、轉錄干擾、RNA穩定性調節及mRNA翻譯。

有研究發現外泌體lncRNA ZFAS1通過miR-124/STAT3軸調控食管鱗狀細胞癌(Esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)細胞生物學行為,通過使STAT3高表達和miR-124低表達從而促進ESCC細胞的增殖、侵襲和遷移并抑制其凋亡,進而影響ESCC的腫瘤發生發展[7]。有國內學者研究發現lncRNA LINC01711可以促進ESCC細胞的增殖、侵襲和遷移并抑制細胞凋亡,其機制為上調FSCN1及下調miR-326,從而促進食管癌的進展[8]。據報道在口腔鱗癌(Oral squamous cell carcinoma,OSCC)組織外泌體中高表達的lncRNA AFAP1-AS1的表達水平與總生存期呈負相關,AFAP1-AS1能夠通過促進Wnt/β-catenin通路的激活和上皮細胞間充質轉化(Epithelial mesenchymal transition,EMT)相關基因的表達來提高OSCC的轉移和侵襲的能力[9]。國內研究發現敲除LINC00152可以抑制OSCC細胞在體外的侵襲、遷移和EMT,從機制上講,LINC00152可能通過競爭性結合miR-139-5p在促進癌癥中發揮作用[10]。除此之外,有國外學者報道miR-193b-3p也是LINC00152的目標,有數據表明LINC00152對miR-193b-3p的抑制作用是通過激活PI3K/Akt信號通路,從而加強OSCC的侵襲和遷移[11]。Jiang等[12]研究顯示宮頸癌組織外泌體中lncRNA LET的表達較癌旁非腫瘤組織顯著下調,lncRNA LET的下調在核因子90蛋白平衡中具有關鍵作用,此階段導致缺氧癌細胞侵襲。lncRNA LET表達降低與FIGO分期、淋巴結轉移和宮頸浸潤深度顯著相關。此外,lncRNA LET表達較低的宮頸癌患者的總生存期顯著低于lncRNA LET表達較高的宮頸癌患者。

外泌體已經被證實是細胞間重要的信息交換橋梁,能夠將核酸、蛋白質和脂質運送到受體細胞[13]。而lncRNA在癌癥進展和轉移中的作用也在業內達成共識。目前多項國內外研究發現外泌體攜帶多種lncRNA,這些lncRNA通過翻譯抑制或作為競爭性內源性RNA來調節基因表達,從而對惡性腫瘤發展及進展產生關鍵性影響[14]。

2 外泌體lncRNA在SCC早期診斷中的作用

由于大多數鱗癌患者初期無典型癥狀,待確診時常常已是晚期或伴發轉移。目前,鱗狀細胞癌抗原(SCCA)和細胞角蛋白19片段(CYFRA21-1)等是臨床上常用的腫瘤標志物,但由于其缺乏足夠的敏感性和特異性,它們在早期檢測方面的效用較為有限。因此,敏感性高、特異性強且可靠的分子生物標志物是目前鱗癌早期篩查及診斷研究領域的熱點。而外泌體lncRNA因其獨特的分子生物學特點在鱗癌早期診斷的腫瘤生物標志物研究方面存在巨大的潛力。多項研究表明,外泌體lncRNA在循環系統中富集且穩定,可防止RNase降解,同時體液中外泌體lncRNA的研究數據表明其在不同類型癌癥的診斷或預后中具有良好的預測應用前景[15]。

有研究表明血清外泌體lncRNA POU3F3對ESCC診斷具有重要研究及應用價值,lncRNA POU3F3的表達與食管癌患者高TNM分期及預后不良呈正相關[16]。有證據表明lncRNAs POU3F3檢測ESCC提高了診斷效能(AUC=0.84,敏感性72.8%,特異性89.4%),表明POU3F3可以作為一種很有前途的ESCC檢測標志[16]。此外,聯合使用POU3F3和SCCA比單獨使用POU3F3或SCCA更有診斷價值。有國內學者研究發現外泌體SOX2-OT/SOX2軸通過Gli1介導的EMT過程來調控肺鱗狀細胞癌(Lung squamous cell carcinoma,LSCC)細胞H520的侵襲和遷徙能力,在LSCC中表達顯著上調,并顯示出較強的檢測LSCC的能力,LSCC患者術后血漿外泌體SOX2-OT水平顯著降低[17-18]。Shen等[19]通過研究發現在喉鱗狀細胞癌中AC026166.2-001和RP11-169D4.1-001明顯失調,AC026166.2-001在癌組織中表達水平下調,RP11-169D4.1-001表達水平上調,后者表達水平與淋巴結轉移呈正相關。AC026166.2-001具有抑制喉鱗狀細胞癌細胞增殖和轉移、促進腫瘤細胞凋亡的作用,其發揮上述功能的分子機制可能與miR-24-3P/P27途徑有關。從生存分析來看,二者表達水平降低標志著較差的預后。AC026166.2-001和RP11-169D4.1-001可作為喉鱗狀細胞癌的新型生物標志物以及可能成為潛在治療靶點。Jin等[20]在研究中發現腫瘤外泌體lncRNA可能有助于基于生物信息學分析結果的OSCC的早期檢測。通過多項嚴格的試驗驗證和生物信息學分析,NR-026892.1、NR-126435.1和NR-036586.1在未來的惡性腫瘤檢測靶標方面具有重要探索價值。

許多外泌體lncRNA在鱗癌中異常表達,并且部分lncRNA具有特異性表達特點。它們中的大多數在體液中能夠穩定表達,并且可以在惡性腫瘤患者的血漿和尿液中檢測到[21]。它們的表達水平表明了惡性腫瘤的發展程度,這些因素同時促成了lncRNA可以作為非侵入性的生物標志物和治療靶點,并且為惡性腫瘤的治療手段選擇提供參考。此外,依賴于lncRNA在多種細胞信號通路和組織特異性表達中發揮了重要作用,其可以用于特定惡性腫瘤亞型的診斷和輔助靶向治療計劃的制定[22]。

3 外泌體lncRNA在SCC治療及預后中的作用

通過對目前多項研究數據的分析及總結發現外泌體lncRNA與鱗癌的治療及預后有密切的關系,并且與其耐藥性的產生也密切相關[23]。有國內研究提示外泌體lncRNA可以在循環中免受降解,并可用于早期監測癌癥以及作為評價預后的指標[24]。有國外學者在研究中發現對比正常對照組,宮頸鱗癌患者中與其惡性進展相關的血清外泌體lncRNA DLX6-AS1表達水平顯著升高;降低DLX6-AS1表達能夠抑制宮頸癌細胞的增殖和侵襲,其機制可能通過調控Wnt/β-catenin信號通路實現[25]。此外,血清外泌體lncRNA DLX6-AS1高表達與淋巴結轉移、分化、FIGO分期和生存期縮短呈正相關,且高表達的血清外泌體lncRNA DLX6-AS1患者更容易復發。此外,單變量和多變量分析表明,血清外泌體lncRNA DLX6-AS1是宮頸鱗癌患者總生存期的潛在預后指標。有研究表明[26],外泌體HEIH通過靶向miR-3619-5p/HDGF軸賦予舌鱗狀細胞癌(Tongue squamous cell carcinoma,TSCC)細胞順鉑耐藥性,這可能為TSCC治療提供新的思路。Gao等[27]發現,通過miR-103a/WEE1軸來自惡性腫瘤相關成纖維細胞(Cancer-associated fibroblasts,CAF)的外泌體UCA1在體外和體內賦予外陰鱗狀細胞癌細胞對順鉑的抗性,這為改善外陰鱗狀細胞癌患者順鉑化療的臨床治療效果提供了一種新的思路。Kang等[28]研究發現在吉非替尼耐藥的ESCC細胞中可以看到外泌體lncRNA PART1增高,lncRNA PART1可以通過調節miR-129/Bcl-2通路來促進吉非替尼耐藥,它有可能成為ESCC患者的潛在治療目標。

外泌體是囊泡樣特性與質膜融合后分泌的納米級囊泡,新出現的證據揭示了外泌體的獨特特性,它們可以作為細胞間信使,通過攜帶轉移細胞間信號分子發揮作用。并且在腫瘤耐藥方面有獨特作用,對于治療靶點的選擇有一定指導意義,影響著腫瘤預后及治療效果,為通過調控相關lncRNA表達來解決SCC化療耐藥提供了新的思路。

4 小結與展望

在過去的一個世紀里,惡性腫瘤的治療在手術、放射治療和免疫治療中已經取得很大的進展[29-30]。然而,惡性腫瘤患者的總生存期仍不理想,診斷效率仍低于預期,尤其是晚期腫瘤患者。隨著癌癥早期診斷和治療的發展,發現理想的生物標志物在早期預防及診斷過程能夠發揮關鍵性作用。目前研究已經證實外泌體lncRNA具備成為重要的惡性腫瘤臨床診斷分子標志物的潛力[31]。lncRNA中存在大量調控相互作用位點,為新型抗癌藥物以結構為基礎的開發提供了更為廣闊的平臺。此外,鑒于它們參與多種細胞信號通路和組織特異性表達,針對特定的癌癥亞型診斷和靶向,lncRNA可被用于制定新的治療策略[32-33]。但是對于外泌體lncRNA在SCC中如何發揮作用以及其具體作用機制還需進一步研究,以期為臨床診療提供更多的指導。