长链非编码RNA BANCR在恶性肿瘤中的研究进展
2017-06-24刘芳腾李金高
董 晴，刘芳腾，周 亮，李金高
长链非编码RNA BANCR在恶性肿瘤中的研究进展
董 晴1,2，刘芳腾3，周 亮4，李金高2
BANCR是由BRAF基因发生突变后产生的长链非编码RNA，在视网膜母细胞瘤、黑色素瘤、甲状腺乳头状癌、胃癌和肝癌中表达上调，而在结直肠癌、肺癌及膀胱癌中低表达。BANCR主要通过MEK/ERK、MAPK信号通路和TSH/TSHR/cAMP等信号通路对癌细胞增殖、转移、凋亡等过程进行调节；随着研究的不断深入，其有望成为潜在的肿瘤标志物。关键词：长链非编码RNA；BANCR；恶性肿瘤；肿瘤标志物
1 BANCR概述
研究表明，至少有90%的基因组序列转录为非编码RNA[1]，其中长链非编码RNA是长度大于200个核苷酸的RNA分子，无编码蛋白质的功能，曾被认为是基因组中的“噪音”[2]。然而，越来越多的证据显示[3-5]，长链非编码RNA在肿瘤基因转录翻译、表观遗传学、细胞分化、细胞迁移等生命活动中发挥重要作用，如BANCR、HOTAIR、SPRY4-ITl等非编码RNA在黑素瘤的致癌过程中发挥作用[6]。BANCR位于第9号染色体，全长693 bp的非编码RNA，由BRAF基因发生突变后产生[3]。目前，研究表明BANCR通过MEK/ERK/EMT、MAPK信号通路和TSH/TSHR/cAMP等信号通路调节恶性肿瘤的生物活性。
2 BANCR的生物学功能
最新研究表明，BANCR在某些肿瘤上调，如视网膜母细胞瘤、黑色素瘤、甲状腺乳头状癌、胃癌和肝细胞癌，而在结直肠癌、肺癌及膀胱癌中低表达。BANCR的重要功能是作为信号分子调控细胞代谢，其表达与多种恶性肿瘤的增殖及迁移密切相关，如在甲状腺乳头状癌中，BANCR可以通过激活自噬促进癌细胞增殖[1]；在结直肠癌中，BANCR通过MEK/ERK信号通路诱导癌细胞上皮-间质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)过程，进而促进结肠癌的转移[7]。由此可见，BANCR涉及不同的信号通路(图1)，并在各癌细胞发挥其独特的作用。
3 BANCR与恶性肿瘤之间的关系
近年，随着对BANCR研究的深入，已发现许多恶性肿瘤的发生、发展与其密切相关，其中包括最早研究的黑色素瘤及随后的甲状腺乳头状癌、肺癌、食管癌、胃癌、结直肠癌等(表1)。
表1 BANCR在肿瘤中表达及其作用
3.1 BANCR与恶性黑色素瘤 BANCR最早由Flockhart等[3]于2012年在黑色素瘤中通过基因测序发现，BANCR调节RNA的转录。进一步分析发现，BANCR的敲除可引起黑色素瘤细胞迁移的重要介质CXCL11下调，减少黑色素瘤细胞的迁移，从而确定BANCR在黑色素瘤细胞迁移中起重要作用。
Li等[1]发现，BANCR在黑色素瘤组织与正常组织相比，其异常过表达。这种过表达与TNM分期呈显著正相关；与患者年龄、性别、地域等无关，且BANCR表达下调可抑制癌细胞增殖。研究发现，MAPK级联反应的异常调节可导致多种恶性肿瘤的发生，其终端的MAPK是ERK1/2、JNK、p38激酶和ERK5[1]。Western blot实验表明，BANCR可通过活化MAPK途径的ERK1/2和JNK成分促进黑色素瘤细胞增殖。此外，生存分析实验表明，BANCR高表达患者其总生存期明显低于低表达患者。提示BANCR在黑色素瘤中的机制及生物活性，为后续实验提供理论基础。
图1 BANCR基本调控途径
3.2 BANCR与甲状腺乳头状癌 Wang等[4]在甲状腺乳头状癌患者中发现BANCR表达上调，通过观察LC3-II/LC3-I的比率，发现BANCR过表达抑制细胞凋亡，促进细胞生长，其可以通过3-MA即自噬抑制剂来抑制。实验结果表明BANCR可通过激活自噬增加癌细胞增殖。在体外实验发现，BANCR对促进癌细胞迁移并无显著效果，这与Flockhart等在黑色素瘤中有关BANCR可调节细胞迁移的结论不一致，从而表明BANCR的功能具有特异性。
Zheng等[8]进一步分析发现，BANCR可通过结合组蛋白甲基转移酶EZH2富集，导致促甲状腺激素受体TSHR启动子转录上调，进而促进TSHR及其靶基因，包括Cyclin D1的表达，使处于G0/G1期的细胞减少，从而调控细胞生长和细胞周期。因此，BANCR可能是通过调节TSHR的表达影响甲状腺乳头状癌细胞的增殖和生长[9]。
Liao等[10-11]通过RT-PCR法证明BANCR在甲状腺乳头状癌组织和细胞系中表达下调，BANCR过表达可抑制细胞增殖、迁移和促进凋亡，从而提出BANCR可能作为甲状腺乳头状癌的肿瘤抑制物。这与文献报道有差异，可能是由于来自不同数量的组织样本及应用不同的细胞系有关。进一步实验证明，BANCR的过表达灭活ERK1/2和p38，提示BANCR通过ERK/MAPK信号通路发挥肿瘤抑制作用。上述结果提示BANCR可以作为人类甲状腺乳头状癌的潜在分子靶标。
3.3 BANCR与非小细胞肺癌 Sun等[5]在非小细胞肺癌的实验中发现，采用qRT-PCR等技术检测BANCR在肺癌组织中的表达明显低于正常组织，BANCR下调促进肿瘤细胞的侵袭和迁徙能力，并与肿瘤大小、病理分期、淋巴结转移及总生存期相关。同时，通过一系列细胞实验，证实BANCR过表达能上调E-cadherin蛋白的表达，下调E-cadherin、vimentin蛋白表达，影响EMT，从而抑制癌细胞的增殖和侵袭；但是BANCR调节EMT具体的分子机制仍需进一步探讨。Jiang等[12]报道肺癌中MAPK信号通路与BANCR调节之间的关系，发现BANCR过表达抑制p38蛋白和JNK的活化，进而影响肺癌细胞的增殖和迁移。在治疗肺癌过程中，Chen等[13]通过Western blot和免疫沉淀法发现通过HDAC3的介导，BANCR在暴露于辐射的组织中增加。这些发现进一步揭示了肺癌的癌变机制，从而促进该疾病诊疗的发展。
3.4 BANCR与消化系统肿瘤
3.4.1 BANCR与食管癌 Liu等[14]研究表明，在血浆中食管癌患者比正常对照组的BANCR水平明显升高，且BANCR高表达与食管癌患者TNM分期、淋巴结转移及更短的生存期相关。同时首次分析BANCR在食管癌发生、发展过程中的变化及其临床意义，证明从低级别到高级别上皮内病变时BANCR表达显著增加，但在手术后随着时间的推移，血浆中BANCR水平明显下降。因此，对于食管癌及食管鳞状上皮不典型增生患者，BANCR可能成为一种新型无创的早期检测肿瘤标志物。
3.4.2 BANCR与胃癌 最新的研究表明[15]，BANCR在胃癌组织和细胞中高表达，并与临床分期、肿瘤浸润深度、淋巴结转移及远处转移呈正相关；BANCR过表达与患者的总生存期呈负相关。研究表明[16]，NF-κB通路在多种肿瘤细胞中存在，NF-κB1是在炎症、应激反应、细胞分化/增殖和细胞死亡过程中的核心因素。Zhang等[17]通过大量细胞实验发现NF-κB1参与BANCR在胃癌细胞生长和凋亡过程。BANCR下调显著降低NF-κB1蛋白和NF-κB的30UTR的活性，并抑制细胞迁移及促进细胞凋亡，而NF-κB1的过表达逆转BANCR下调对癌细胞的生长和凋亡的影响。有文献报道[18]芬太尼通过NF-κB下调和PTEN上调，抑制胃癌细胞增殖。目前，还需进一步探讨BANCR在胃癌的调控过程中确切的分子机制。
3.4.3 BANCR与结直肠癌 Guo等[19]于2014年首次发现BANCR在结直肠癌中高表达，且BANCR高表达组的TNM分期更高，进一步调查BANCR表达与人类结直肠癌中HCT116细胞系迁移的关系时发现，BANCR下调与上调的E-cadherin蛋白和下调的vimentin蛋白表达相关联，并证明BANCR经由MEK/ERK信号通路适度诱导结直肠癌的EMT过程，从而促进癌细胞的转移。
然而与Guo等报道不同，Shi等[20]通过一系列细胞实验证实，BANCR的表达在结肠癌组织中显著下调，可能是由于个体差异的影响，同时发现BANCR与p21蛋白相互作用抑制结直肠癌细胞的生长。实验表明，BANCR可能在结直肠癌的治疗过程中被用作潜在的分子靶点。最近有研究表明[18]芬太尼对结直肠癌有潜在的抗肿瘤作用，其机制为芬太尼在结直肠癌细胞诱导BANCR上调和ETS-1下调，提示芬太尼有望应用于结直肠癌的治疗。
3.4.4 BANCR与肝癌 Zhou等[21]通过临床病理分析表明，BANCR高表达的肝癌患者具有更高的TNM分期，且总生存率明显缩短。王浩联等[22]采用RT-PCR检测肝癌组织中BANCR与E-cadherin、vimentin蛋白的表达关系，分析发现BANCR与E-cadherin蛋白的表达呈负相关，而与vimentin蛋白呈正相关。进一步实验表明，在肝癌组织中BANCR表达可能通过MEK/ERK通路影响EMT过程，参与肝癌的恶性发展过程。提示BANCR不仅在肝癌发生、发展中可充当预后的标志物，而且将来可能成为肝癌治疗的潜在靶标。
3.4.5 BANCR与膀胱癌 He等[23]采用RT-PCR法、流式细胞仪检测54例膀胱癌组织与正常组织中的BANCR表达，结果显示BANCR在癌组织中显著下调，并与TNM分期显著相关，其过表达能抑制细胞增殖和迁移，诱导细胞凋亡。因此，有学者提出可将BANCR作为膀胱癌新的肿瘤标志物；而BANCR在膀胱癌中发挥作用的具体分子机制仍有待进一步分析。
3.4.6 BANCR与视网膜母细胞瘤及骨肉瘤 最新研究表明[24-25]，在视网膜母细胞瘤及骨肉瘤中，BANCR表达显著增加，并与肿瘤发展相关联。通过体外实验分析证明，BANCR敲除后可明显抑制恶性细胞的增殖、迁移、侵袭。此外，多因素分析表明，BANCR过表达是患者独立的不良预后因素，表明BANCR对于这两种恶性肿瘤的研究具有重要临床意义。He等[26]在分析黄芩素对骨肉瘤的抑制作用时发现，黄芩素促进BANCR的表达，而过表达的BANCR可依次导致JNK激活和β-catenin降解，从而抑制骨肉瘤细胞的生存力，并促进细胞凋亡。由此可见，BANCR可能成为视网膜母细胞瘤及骨肉瘤新的治疗策略及预后指标。
4 结语
综上所述，BANCR通过调节细胞内各周期蛋白表达、信号分子的传递等对肿瘤发生、发展产生影响。目前，我们对BANCR研究仅局限于黑色素瘤、甲状腺乳头状癌、食管癌、胃癌、结直肠癌、肝癌等恶性肿瘤，其他肿瘤研究仍在起步阶段，特别是血液系统肿瘤还未见相关报道。目前，临床检测技术也具有局限性，对各种恶性肿瘤的具体作用机制尚不明确。因此，应对BANCR影响恶性肿瘤的分子机制及其他恶性肿瘤需进一步分析。随着BANCR分析的不断深入，其有望为恶性肿瘤的诊治提供更好的方案。
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