长链非编码RNA MEG3调控作用相关的信号通路研究进展①

邹 燕 戴盛明

(广西医科大学第四附属医院医学检验科,柳州 545005)

长链非编码RNAMEG3调控作用相关的信号通路研究进展①

邹 燕 戴盛明

(广西医科大学第四附属医院医学检验科,柳州 545005)

随着基因组学的不断发展，越来越多的研究表明lncRNA表达水平的改变与疾病的发展和状态有明显的联系，尤其在肿瘤中发挥举足轻重的作用[1]。LncRNA是长度大于200个核苷酸的转录RNA，保守性低，在体内通过控制蛋白质的合成、RNA的成熟和转运以及改变染色体结构从而使转录基因沉默等机制发挥调控作用[2]。MEG3是一类重要的lncRNA，具有肿瘤抑制作用[3]，有望成为肿瘤诊断的生物标志物和肿瘤治疗的靶点，以下就MEG3在肿瘤及多种相关疾病关系密切的信号通路的作用及其机制作一综述。

1 MEG3与P53信号通路

MEG3通过活化P53抑癌基因发挥抑癌作用，MEG3异位表达抑制肿瘤生长可能与活化p53，调控p53抑癌作用有关[4]。一方面，MEG3通过p53依赖途径激活p53，发挥抑癌效应；另外一方面，MEG3也可通过p53非依赖途径发挥抑癌作用及治疗缺血性脑卒[5,6]。低氧可以诱导p53通路的活化，同时该过程又与HIF-1α，Noxa 和Bid密切相关，其中Noxa 和Bid可以促进细胞增殖抑制凋亡。在神经母细胞瘤中，MEG3可以通过转录后水平调控HIF-1α，Noxa 和Bid的表达，在肿瘤中MEG3过表达后降低了Noxa 和Bid的水平从而促进肿瘤细胞的凋亡[7]。在胰腺癌和乳腺癌中，MEG3可以抑制MDM2蛋白的表达从而活化p53 通路达到抑癌作用[8,9]。p53 和 MDM2的作用机制已有详细研究报道[6]。相似的研究也表明，在胶质瘤和肺癌中DNA甲基化转移酶DNMT1的高表达可以促进MEG3的甲基化，使MEG3表达降低激活了MDM2通路从而降低了P53蛋白的表达，促进胶质瘤的发生发展[10,11]。另外，在卵巢癌颗粒细胞中环磷酰胺可以显著增加MEG3的表达量，活化p53 -p66 Shc通路，进而活化凋亡相关蛋白及caspase 3，抑制肿瘤生长[12]。

2 MEG3与miR-181b-12/15-LOX信号通路

在大脑局部缺血的时候，受损的脑组织中神经源性的脂氧合酶12/15-LOX会发生活化并通过缺氧反应杀伤神经元细胞[13,14]。Liu等[15]在大脑中动脉闭塞(MCAO)小鼠模型和低糖低氧(OGD)诱导的神经元HT22细胞中分别证实了MEG3和12/15-LOX呈时间依赖性的升高，而miR-181b表达下降。MEG3与miR-181b的表达呈负相关而与12/15-LOX 的表达呈正相关。与MEG3相反的是，miR-181b 的过表达会抑制低氧诱导的HT22细胞的凋亡，同时抑制12/15-LOX 表达引起的低氧损伤。并通过荧光素报告分析确定了miR-181b 直接与12/15-LOX 3′-UTR 区连接负调控12/15-LOX 的表达。

3 MEG3与线粒体信号通路

Wang等[16]在肾细胞癌(RCC)中的研究表明，MEG3可通过活化线粒体通路诱导RCC细胞凋亡。细胞凋亡相关信号通路主要有两种：受体通路和线粒体通路。在受体通路中主要由caspase-8的活化启动而在线粒体通路中启动者主要是caspase-9的活化[17]。在RCC细胞中，过表达的MEG3可降低Bcl-2 和 caspase-9前体蛋白的表达而使组织活性caspase-9蛋白高表达，促进了细胞色素C释放入细胞质。同时，Bcl-2的mRNA表达水平在MEG3过表达时是降低的[16]。Bcl-2在线粒体通路中具有重要的作用，它通过改变线粒体膜的渗透性来调控细胞的凋亡，同时还可以通过减少细胞色素C释放入细胞质来抑制Apaf-1介导的caspase-9的活化[18]。所以MEG3是通过抑制Bcl-2的表达，活化了线粒体通路从而诱导RCC细胞的凋亡。

4 MEG3与PTEN/PI3K/AKT信号通路

在Yang等[19]的研究中，证实MEG3通过与miR-1297相互作用于PTEN/PI3K/AKT信号通路调控睾丸生殖细胞癌(TGCT)的发生发展。在TGCT组织样本中，MEG3与miR-1297的表达水平显著降低，而PTEN的蛋白水平显著降低mRNA水平没有改变。miR-1297可以分别与PTEN mRNA的3′-UTR区和MEG3相连接，呈现一个竞争性连接。MEG3的过表达可以抑制miR-1297与PTEN的结合，从而使Akt失活，抑制TGCT细胞存活，见图1。

5 MEG3与Notch信号通路

在缺血性脑卒中研究中，Liu等[20]的研究表明下调MEG3可以通过活化Notch信号通路促进缺血性脑损伤的血管生成。过表达MEG3抑制缺血性脑卒中后脑组织功能恢复并降低了毛细血管密度。在大鼠MCAO模型中，敲减MEG3表达后从而通过增加上皮细胞的迁移、增殖、芽生和管腔形成来达到促进血管生成的效果。同时MEG3又可以在体内外负调控Notch信号通路。Notch信号通路在血管生成调控中具有重要的作用，当上皮细胞缺血时会发生活化[21-23]。当Notch信号通路被抑制后，会影响下调MEG3的促血管生成作用。所以MEG3被认为是一种通过活化Notch信号通路发挥调控血管生成的因子。在MCAO 大鼠模型和上皮细胞中，Notch 和它的靶基因(外源发状分裂相关增强子1，Hairy-enhancer of split 1 and Hey-1，Hes-1)在Meg3过表达时均被抑制，而当Meg3下调时表达增加。另外，MEG3还可以通过抑制Notch信号通路抑制子宫内膜癌(EC)的增殖。Notch信号通路在调控肿瘤的发生发展中发挥着重要作用[24]。Guo等[25]的研究表明，在EC中MEG3的表达明显降低而Notch1和Hes1的蛋白水平明显升高。当过表达MEG3时，细胞的增殖受到显著抑制，在MEG3被敲减的细胞中则相反。MEG3的作用却可以被Notch1所调控，即MEG3的过表达通过抑制Notch信号通路显著抑制了肿瘤的体内生长。Hes1作为HES家族重要成员之一，是一种转录抑制因子，可以负调控基因修复细胞增殖和分化[24]。Notch信号通路可以促进EC细胞的增殖，而抑制Notch信号通路可以降低Notch1和Hes1的蛋白水平起到抑制细胞周期促进凋亡的作用，因此Jagged-1/Fc作为Notch1的激活因子，GSI作为抑制因子在Notch信号通路的靶向治疗作用研究中也起到了重要的作用。

6 MEG3与Rb信号通路

Kruer等[26]的研究表明，在肺癌细胞中pRb-DNMT1通路的干预会降低MEG3的表达从而促进细胞的增殖。视网膜母细胞瘤肿瘤抑制因子(pRb)通路在许多癌症中是缺失的。pRb通过与转录因子家族的E2F相连接来调控细胞周期和增殖[27]，还可以调控细胞的发生发展、凋亡、分化和上皮间质转化[28-30]。当细胞周期开始时，pRb必须在cyclin依赖的激酶(CDKs)如CDK4和CDK6的作用下发生磷酸化失活。这种pRb的磷酸化使它与E2F脱离，此过程是S期和G2/M所必需的。同时，Rb信号通路还可以调控下游的非编码RNA，如miRNAs和lncRNAs[31]。鉴于MEG3的表达与DNMT1密切相关，pRb/E2F1又可以负调控DNMT1，当pRb/E2F1失活时会发生高度的甲基化使抑癌因子失活[32]。所以当使用CDK4和CDK6的抑制剂palbociclib活化pRb后就可以通过抑制DNMT1的表达而使MEG3表达增加达到抑制肿瘤增殖的作用。综上可以说明MEG3是Rb信号通路下游的一个重要因子，在促进肺癌细胞增殖中发挥了重要的作用。

7 MEG3与Wnt/β-catenin信号通路

Wnt/β-catenin信号通路在调控细胞进展如增殖、侵袭、分化和其他信号通路中发挥着重要的作用。这些功能的实现都与Wnt/β-catenin信号通路中具有多功能的β-catenin蛋白密切相关[33]。Wnt/β-catenin信号通路在许多疾病中是活化的，其中包括了对视网膜母细胞瘤干细胞的调控[34-37]。Xiao等[38]的研究表明抑制Wnt/β-catenin信号通路可以抑制视网膜母细胞瘤的增殖。Gao等[39]的研究也表明在视网膜母细胞瘤中MEG3作为肿瘤抑制因子可以通过负调控Wnt/β-catenin信号通路的活化。MEG3通过抑制Wnt/β-catenin信号通路的活化抑制视网膜母细胞瘤细胞的生长。另外，也有研究表明Wnt/β-catenin信号通路在非小细胞肺癌(NSCLC)细胞中也是活化的[40]。当Wnt信号通路抑制因子发生高度甲基化后，NSCLC 的发生发展和治疗耐药会受到重要的影响。而 Xia等[40]的研究发现，MEG3通过活化P53抑制β-catenin/survivin来调控肿瘤细胞的凋亡、细胞周期和化疗耐药。下调MEG3的表达可以通过活化Wnt/β-catenin信号通路增强肺癌细胞对顺铂的耐药。β-catenin作为Wnt信号通路的重要组成部分，可以被GSK-3β磷酸化从而发生泛素化降解目的蛋白。GSK-3β除了可以磷酸化β-catenin，还可以活化Wnt/β-catenin信号通路抑制多种蛋白复合物的形成。

8 结语

随着基因组学的不断发展与科研技术的不断进步，使人们对MEG3的认识不断深入，其在肿瘤及其他多种相关疾病中的作用机制也逐渐被发掘及完善。在肿瘤发病率居高不下的现状下，MEG3少见的抑癌特性促使研究者们想要进一步剖析它的生物学作用机制，其中关于信号通路的研究更是尤为突出。因此，了解MEG3在疾病中发挥作用的重要相关通路，是将其作为相应的生物标志物或治疗靶点并为实际应用到临床提供坚实的理论基础。

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[收稿2017-05-27 修回2017-06-14]

(编辑 许四平 刘格格)

10.3969/j.issn.1000-484X.2017.11.031

①本文为柳州市肿瘤疾病防治重点实验室建设(No.2014G020403)和广西医科大学青年科学基金(No.GXMUYSF201639)。

R32

A

1000-484X(2017)11-1741-04

邹 燕(1985年-)，女，硕士，主治医师，主要从事结肠癌肿瘤免疫相关研究，E-mail：marszouyan@126.com。

及指导教师：戴盛明(1968年-)，男，博士，主任，主任检验技师，博士生导师，主要从事肿瘤免疫相关研究，E-mail：daishm@sina.com。