NOVA1在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中作用的研究進(jìn)展

杜利莉,吳劉成

惡性腫瘤嚴(yán)重危害人類(lèi)健康,有多種因素參與其發(fā)生、發(fā)展,包括基因改變、慢性炎癥、環(huán)境影響等。研究顯示,RNA結(jié)合蛋白通過(guò)調(diào)控剪接等多種作用機(jī)制影響腫瘤細(xì)胞增殖、遷移、侵襲,促進(jìn)腫瘤發(fā)生、發(fā)展,成為新的生物學(xué)標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)[1]。本文現(xiàn)就神經(jīng)-腫瘤腹側(cè)抗原1(neuro-oncological ventral antigen 1, NOVA1)在腫瘤中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,以期為腫瘤的早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療提供新思路。

1 NOVA1的結(jié)構(gòu)與功能

NOVA最初被發(fā)現(xiàn)是副腫瘤性斜視性眼肌陣攣-肌陣攣-共濟(jì)失調(diào)(paraneoplastic opsoclonus-myoclonus-ataxia, POMA)的抗原,有NOVA1和NOVA2兩個(gè)成員。1993年NOVA1首先被發(fā)現(xiàn)[2],隨后Yang等[3]利用抗血清實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)NOVA2。中樞神經(jīng)系統(tǒng)中NOVA1主要表達(dá)于間腦、腦干和脊髓腹側(cè)的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元中,而NOVA2主要表達(dá)于大腦皮質(zhì)、海馬、脊髓背側(cè)神經(jīng)元中[3-4]。

NOVA1含有3個(gè)RNA結(jié)合KH結(jié)構(gòu)域,其功能為調(diào)控RNA剪接,成為第1個(gè)被確認(rèn)的哺乳動(dòng)物神經(jīng)特異性剪接因子。KH1參與RNA識(shí)別,KH2參與蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)作用,KH3是NOVA1與pre-mRNA結(jié)合的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)域,含有3個(gè)α螺旋和3個(gè)反向平行的β折疊,按S1-H1-H2-S2-S3-H3的方式進(jìn)行排列[5-6]。在H1-H2之間存在由Gly-X-X-Gly構(gòu)成的不變環(huán),是NOVA1與RNA結(jié)合的部位。NOVA1的作用機(jī)制是通過(guò)KH結(jié)構(gòu)域與pre-mRNA的YCAY(Y為嘧啶,U或C)基序結(jié)合參與mRNA剪接調(diào)控,而YCAY位置決定NOVA1的剪接作用、結(jié)果[7]。文獻(xiàn)報(bào)道“CA”是YCAY基序中的核心部分,將YCAY突變?yōu)閅AAY,能夠消除NOVA1的剪接調(diào)控作用[8]。作者在前期研究中發(fā)現(xiàn),NOVA1靶向結(jié)合UCAC基序可促進(jìn)脊髓性肌萎縮癥相關(guān)基因SMN2外顯子7的列入,并通過(guò)定點(diǎn)突變證實(shí)“CA”為NOVA1靶向結(jié)合該基序的核心序列[9]。

NOVA1作為神經(jīng)特異性剪接因子,對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)育和功能維持至關(guān)重要。NOVA1缺失小鼠出生時(shí),神經(jīng)元具有正常的形態(tài)發(fā)生和神經(jīng)肌肉接頭的軸突尋路,隨后出現(xiàn)神經(jīng)元凋亡、進(jìn)行性運(yùn)動(dòng)功能障礙,并在出生后7～10天死亡[10]。NOVA1可調(diào)控剪接介導(dǎo)神經(jīng)元遷移、軸突生長(zhǎng)、導(dǎo)向、功能維持[11]。最新研究顯示,靶向NOVA1可上調(diào)腦中GSH水平增加其神經(jīng)保護(hù)活性[12]。富含于GAD2+抑制性神經(jīng)元中的NOVA1缺失,也可影響下丘腦功能,包括產(chǎn)熱降低、激素減少、焦慮多動(dòng)等[13]。

2 NOVA1在各類(lèi)腫瘤中的研究現(xiàn)狀

近年研究發(fā)現(xiàn)NOVA1除參與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育功能維持,還在各類(lèi)腫瘤中異常表達(dá),與腫瘤發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后密切相關(guān)。

2.1 膠質(zhì)瘤Jin等[14]研究發(fā)現(xiàn),膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(glioblastoma, GBM)中NOVA1上調(diào)與GBM增殖、遷移、侵襲密切相關(guān),與腫瘤分期、大小、浸潤(rùn)深度顯著相關(guān);NOVA1可部分逆轉(zhuǎn)miR-193a-5p介導(dǎo)的PTEN/PI3k/AKT通路對(duì)神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的抑制作用。研究顯示,可變剪接(alternative splicing, AS)事件與神經(jīng)膠質(zhì)瘤患者生存期、免疫細(xì)胞浸潤(rùn)有關(guān),而NOVA1等剪接因子表達(dá)下調(diào)可導(dǎo)致神經(jīng)膠質(zhì)瘤存活率低[15]。總之,NOVA1可促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移、侵襲或改變免疫細(xì)胞浸潤(rùn)加速膠質(zhì)瘤進(jìn)展,影響患者預(yù)后,可作為預(yù)測(cè)腫瘤發(fā)生和預(yù)后的分子學(xué)標(biāo)志物、治療靶點(diǎn)。

2.2 肺癌Ludlow等[16]報(bào)道非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)中敲除NOVA1可調(diào)控hTERT剪接縮短端粒,減少癌細(xì)胞的生長(zhǎng)表型。Qu等[17]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),NOVA1表達(dá)與患者年齡、性別、組織學(xué)類(lèi)型均無(wú)關(guān),其高表達(dá)與低分化、晚期TNM分期、T分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān),并可通過(guò)調(diào)控Wnt/β-catenin通路促進(jìn)NSCLC細(xì)胞增殖、侵襲。NOVA1能夠被腫瘤分化程度相關(guān)基因circ-UBR5結(jié)合,參與NSCLC中的RNA剪接調(diào)控[18]。此外,小細(xì)胞肺癌中NOVA1在細(xì)胞核中高表達(dá),與腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腦轉(zhuǎn)移、副腫瘤神經(jīng)綜合征顯著相關(guān),并與小細(xì)胞肺癌患者的低存活率密切相關(guān)[19]。因此,NOVA1有望成為多種類(lèi)型肺癌的生物學(xué)標(biāo)志物。

2.3 肝細(xì)胞癌Zhang等[20]發(fā)現(xiàn)NOVA1在肝細(xì)胞癌中高表達(dá),與預(yù)后不良有關(guān),并能調(diào)控GABAARγ2促進(jìn)裸鼠皮下腫瘤生長(zhǎng)。近期報(bào)道顯示,NOVA1不僅促進(jìn)肝細(xì)胞癌細(xì)胞增殖、遷移、侵襲,并在阿霉素耐藥組織和細(xì)胞中高表達(dá),通過(guò)逆轉(zhuǎn)miR-3129-5p參與介導(dǎo)肝細(xì)胞癌阿霉素耐藥[21]。此外,Zhao等[22]根據(jù)癌癥基因組圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)中的多組學(xué)綜合分析發(fā)現(xiàn),NOVA1突變?cè)诟渭?xì)胞癌組織中尤為頻繁,提示NOVA1有可能成為肝細(xì)胞癌診斷和治療的靶點(diǎn)。

2.4 結(jié)直腸癌多位學(xué)者根據(jù)生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn),NOVA1等甲基化驅(qū)動(dòng)基因涉及多個(gè)生物過(guò)程,并與結(jié)直腸癌患者預(yù)后相關(guān)[23];3個(gè)與結(jié)直腸癌最為相關(guān)的m6A-SNP中包含NOVA1,且與結(jié)直腸癌中基因表達(dá)改變相關(guān)[24];發(fā)現(xiàn)與結(jié)直腸癌發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)的RNA結(jié)合蛋白NOVA1[25],提示其有可能成為結(jié)直腸癌重要的分子靶標(biāo)。Hong等[26]發(fā)現(xiàn)NOVA1在結(jié)直腸癌細(xì)胞系和組織中高表達(dá),且與結(jié)直腸癌低分化、TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān),可獨(dú)立預(yù)測(cè)結(jié)直腸癌的侵襲性和預(yù)后。另有研究表明,NOVA1可調(diào)控IL-6、SORBS2等介導(dǎo)的與結(jié)直腸癌進(jìn)展相關(guān)STAT3、Notch信號(hào)通路,影響結(jié)直腸癌細(xì)胞增殖、侵襲[26-27],提示NOVA1是結(jié)直腸癌有價(jià)值的分子標(biāo)志物和治療的潛在靶點(diǎn)。

2.5 胃癌Li等[28]發(fā)現(xiàn),沉默NOVA1可促進(jìn)胃癌細(xì)胞EMT,其表達(dá)降低與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移分期、總生存期縮短有關(guān),可能是其治療靶點(diǎn)。此外,AS介導(dǎo)胃癌進(jìn)展,剪接因子NOVA1與預(yù)后不良的AS呈正相關(guān),與預(yù)后良好的AS呈負(fù)相關(guān)[29]。文獻(xiàn)報(bào)道NOVA1與胃腺癌預(yù)后模型中患者的總生存期相關(guān)[30],表明NOVA1可作為預(yù)測(cè)胃癌預(yù)后的生物學(xué)標(biāo)志物。Kim等[31]早期研究發(fā)現(xiàn),胃癌微環(huán)境中NOVA1表達(dá)抑制,導(dǎo)致部分調(diào)節(jié)性T細(xì)胞浸潤(rùn)減少、巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)增加、腫瘤分期晚和總生存率差,提示NOVA1是胃癌中免疫細(xì)胞失調(diào)的關(guān)鍵因子。

2.6 骨肉瘤研究顯示,NOVA1在骨肉瘤組織中表達(dá)水平高于癌旁組織,敲低NOVA1可抑制骨肉瘤細(xì)胞的生存力、集落形成、侵襲能力[32]。此外,NOVA1可與骨肉瘤腫瘤分期、患者生存密切相關(guān)的LncSNHG16-miRNA-146a-5p調(diào)控軸[33]或miR-582-5p[34]靶向結(jié)合,改變其生物學(xué)功能,發(fā)揮腫瘤抑制作用;提示NOVA1有望成為骨肉瘤治療的靶點(diǎn)。

2.7 黑色素瘤研究顯示黑色素瘤組織和細(xì)胞系中NOVA1表達(dá)上調(diào),抑制NOVA1可促進(jìn)參與調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡、自噬、腫瘤進(jìn)展的FoxO3A表達(dá),并抑制AKT表達(dá)影響腫瘤細(xì)胞增殖、遷移、侵襲[35]。目前,NOVA1在黑色素瘤中的作用報(bào)道較少,其為黑色素瘤的診治提供新思路。

2.8 胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤研究顯示,胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤中剪接機(jī)制嚴(yán)重失調(diào),關(guān)鍵剪接因子在腫瘤中過(guò)度表達(dá),并與惡性特征相關(guān)。Pedraza-Arevalo等[36]發(fā)現(xiàn),高表達(dá)NOVA1與體重減輕、原發(fā)性腫瘤壞死、Ki67增殖指標(biāo)等密切相關(guān)。臨床樣本研究顯示,NOVA1免疫染色可用于正確鑒別腫瘤與非腫瘤樣本;沉默NOVA1可下調(diào)細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子CCND1和染色質(zhì)重塑相關(guān)蛋白ATRX、DAXX、PTEN、PDK1,并顯著增強(qiáng)關(guān)鍵治療藥物依維莫司的抗增殖作用。重要的是,這些被下調(diào)的基因或蛋白,是獨(dú)立或協(xié)同驅(qū)動(dòng)胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤進(jìn)展的高頻失調(diào)基因或通路[37]。綜上所述,NOVA1能夠靶向多種“癌基因”,可作為胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤新生物學(xué)標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。

2.9 頭頸部鱗狀細(xì)胞癌Kim等[38]研究發(fā)現(xiàn),頭頸部鱗狀細(xì)胞癌(head and neck squamous cell carcinoma, HNSCC)組織微環(huán)境中炎癥免疫信號(hào)能夠誘導(dǎo)NOVA1,其與T淋巴細(xì)胞、基質(zhì)梭形細(xì)胞的表達(dá)狀態(tài)相關(guān)。此外,CD8+T細(xì)胞相關(guān)基因CD8A、CD8B、EMT信號(hào)基因TWIST、SNAI1上調(diào),SNAI2(SLUG)、TGFB1下調(diào),均與NOVA1高表達(dá)顯著相關(guān)。同時(shí),NOVA1表達(dá)也與HNSCC解剖部位、患者預(yù)后相關(guān),提示NOVA1有望成為HNSCC預(yù)后生物學(xué)標(biāo)志物和治療靶標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)

NOVA1作為神經(jīng)特異性表達(dá)的RNA結(jié)合蛋白,能調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元存活、神經(jīng)肌肉接頭形態(tài)、功能等,參與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、功能維持。大量研究表明,NOVA1在腫瘤中異常表達(dá)與臨床病理特征密切相關(guān),其調(diào)控腫瘤細(xì)胞增殖、遷移、侵襲,參與腫瘤發(fā)生、發(fā)展。目前,NOVA1在眾多腫瘤中的具體作用機(jī)制仍不明確,需積累更多病例進(jìn)一步分析,為相關(guān)腫瘤的診斷治療提供新靶點(diǎn)。