长链非编码RNA与胆囊癌关系研究进展
2018-01-12王新宇舒琦瑾李心芸李俊超李欣
王新宇 舒琦瑾★ 李心芸 李俊超 李欣
人类基因组测序[1]鉴定了2万个编码蛋白质的基因,然而这些编码基因占<2%人类基因组。70%的人类基因组被转录成RNA,继而产生了成千上万的非编码RNA。非编码RNA可被分为以下几种类型﹑持家RNA(housekeeping RNA)﹑短链非编码RNA(sncRNA)和长链非编码RNA(lncRNA)。多种lncRNA参与细胞分化,维持干细胞的多能性,以及组织或器官的发育。近年研究[2]发现,lncRNA作为癌基因或是抑癌基因在多种肿瘤中表达失调。胆囊癌(GBC)是一种起源于胆管上皮的高度恶性肿瘤,其发病率呈逐年上升趋势,居胆道恶性肿瘤第一位,消化道恶性肿瘤第六位。胆囊癌的病因迄今未完全阐明,危险因素包括高龄﹑女性性别﹑胆石症﹑瓷样胆囊﹑胆囊息肉﹑先天性胆囊囊肿﹑慢性感染和吸烟等。因早期症状不典型及缺乏特异性的肿瘤标志物,多数患者就诊时肿瘤已侵及邻近器官或发生了远处转移,仅有约20%的GBC患者在诊断时肿瘤局限于胆囊,5年总生存率<5%。一个世纪以来,靶向治疗在胆囊癌的治疗中作用有限,胆囊癌总生存率始终无明显改善。近年研究发现与胆囊癌相关的lncRNA有MALAT1﹑HOTAIR﹑KIAA0125等[3],本文对其最新进展作一综述。
1 HOXA-AS2
HOXA-AS2(HOXA cluster antisense RNA 2) 定 位 于HOXA家族HOXA3和HOXA4之间的位点上,编码长度1048bp,被认为是急性早幼粒细胞白血病和胃癌的致癌基因。近年研究发现,HOXA-AS2在多种恶性肿瘤[4]中呈高表达,如肝细胞癌﹑乳腺癌﹑结直肠癌等,且表达水平与肿瘤直径﹑TNM分期﹑淋巴结转移密切相关。在结直肠癌中,HOXAAS2可以调控细胞周期﹑影响细胞凋亡,通过与EZH2﹑LSD1的结合以抑制P21﹑KLF2的表达促进肿瘤的浸润及转移。在乳腺癌中,HOXA-AS2充当miR-520c-3p的海绵并与miR-520c-3p结合,上调其靶基因TGFBR2﹑RELA的表达促进乳腺癌细胞的增殖﹑浸润和转移。Peng Zhang等[5]发现,相较于邻近正常组织,胆囊癌组织中的HOXA-AS2的表达明显升高,且过表达的HOXA-AS2与瘤体大小﹑T分期﹑N分期密切相关。体外实验表明,沉默表达HOXA-AS2显著抑制了胆囊癌GBD- SD细胞系细胞的增殖,转染了HOXAAS2 siRNA的胆囊癌GBC-SD细胞系细胞较对照组细胞凋亡率高。沉默表达HOXA-AS2导致癌细胞周期停留于G1期,过表达HOXA-AS2则导致S期细胞增加,G0/G1期细胞减少,表明HOXA-AS2能通过促进细胞凋亡﹑调控细胞周期,促进胆囊癌细胞的增殖。上皮间充质转化是一种上皮细胞失去极性转化为间充质细胞的生物学进程,伴有上皮标记物如E-黏钙蛋白表达降低,间充质标记物如波形蛋白﹑N-黏钙蛋白﹑slug表达升高,在肿瘤浸润﹑转移中起关键作用。进一步研究表明,HOXA-AS2可通过促进波形蛋白﹑N-黏钙蛋白的表达,抑制E-黏钙蛋白的表达诱导上皮细胞-间充质转化,促进胆囊癌细胞的浸润及转移。
2 Linc00152
Linc00152(Long intergenic non-coding RNA 152) 定 位于人类染色体2p11.2上,编码长度828 bp,因在肝癌发生进程中差异去甲基化被发现。近年研究发现,Linc00152在多种肿瘤如肺腺癌﹑胃癌﹑肝癌﹑乳腺癌中均表达上调,且与预后不良显著相关[6]。在肾细胞癌中,Linc00152通过后生抑制P16,并对miR-205进行负调控促进肿瘤进展。在神经胶质瘤中,Linc00152通过影响miR-103a-3p/FEZF1/CDC25A通路促进肿瘤细胞的增殖。Qiang Cai等[7]发现在胆囊癌组织中,Linc00152表达水平较邻近无瘤组织明显升高。Linc00152表达水平与肿瘤状态及淋巴结转移呈正相关,但与性别﹑年龄﹑组织学级别﹑临床分期无显著相关,Linc00152高表达组较Linc00152低表达组的总生存期较缩短。进一步研究发现,胆囊癌组织中miR-138表达下调,其表达水平与Linc00152呈负相关。既往研究[8]表明,miR-138 能够抑制细胞转移及上皮间充质转化在多种肿瘤中发挥抑癌作用。HIF-1a是一种低氧反应蛋白,能够激活上皮间充质转化调控因子,常在人类癌症中过度表达,miR-138可下调HIF-1a的表达进而抑制上皮间充质转化。Linc00152部分通过充当miR-138海绵并与其结合促进胆囊癌浸润﹑转移和上皮间充质转化进程。Linc00152/miR-138/HIF-1a信号通路可能是胆囊癌的一个新的治疗靶点。
3 Linc-RoR
Linc-RoR(long intergenic non-coding RNA,regulator of reprogramming)最初发现于诱导性多功能干细胞,定位于人染色体18q21.31上,由4个外显子组成,编码长度为2.6 kb,在肿瘤的发展及化疗耐药中起重要作用。Linc-ROR在多种肿瘤中表达上调,包括口腔癌﹑子宫内膜癌﹑乳腺癌﹑胰腺癌﹑肝细胞癌和鼻咽癌,在乳腺癌中,Linc-RoR通过下调miR - 34a表达逆转了吉西他滨诱导的癌细胞凋亡和自噬。在鼻咽癌中,Linc-RoR部分通过抑制p53信号通路引起鼻咽癌耐药。然而Linc-RoR也可部分通过阻断KLF4的表达在神经胶质瘤中发挥抑癌作用。Shou-Hua Wang等[9]研究发现,与邻近无瘤组织相比,Linc-RoR在胆囊癌组织中表达明显升高,且其表达水平与肿瘤直径及淋巴结转移密切相关,但与年龄﹑性别﹑临床分期﹑组织学分级无明显相关。Kaplan Meier生存分析及时序检验显示Linc-RoR表达水平高的胆囊癌患者较Linc-RoR表达水平低的患者总生存期明显缩短。进一步研究表明,沉默表达Linc-RoR使胆囊癌SGC-996细胞系细胞和胆囊癌Noz细胞系细胞的增殖受到抑制。此外,Linc-RoR沉默后,处于S期的细胞数量明显减少,侵袭性细胞的数量较对照组亦明显减少。体外实验表明,利用si-RNA抑制Linc-RoR的表达后,E-黏钙蛋白的表达水平显著上升,而Twist1和波形蛋白的表达水平显著下降。这些研究表明Linc-RoR能通过调控细胞周期﹑诱导上皮间充质转化促进胆囊癌细胞的增殖﹑浸润转移。
4 SPRY4-IT1
SPRY4-IT1(long non-coding RNA SPRY4 intronic transcript 1)首先发现于脂肪组织中,并从SPRY4基因的第2个内含子转录,定位于人染色体]5q31.3上。SPRY4-IT1在多种恶性肿瘤[10-11]中表达水平升高,如骨肉瘤﹑卵巢癌﹑食管鳞状细胞癌﹑黑色素瘤﹑肝细胞癌,并与肿瘤细胞增殖﹑浸润﹑转移﹑上皮间充质转化密切相关。在食管鳞状细胞癌中[11],过表达的spry4 - it1可以通过增加波形蛋白及纤连蛋白的表达,减少E-黏钙蛋白和zo -1的表达诱导上皮-间充质转化(EMT)以增加癌细胞的体外活性,也能直接促进Snail的转录﹑表达及细胞核定位诱导肿瘤细胞上皮-间充质转化进程。在肝细胞癌中,过表达的SPRY4-IT1既能通过上调转录因子Twist1和波形蛋白的表达,抑制E - 黏钙蛋白表达,促进上皮-间充质转化,又能通过招募EZH2至E-钙粘蛋白启动子引起表观遗传抑制。Liang Yang等[12]发现,与邻近正常组织相比,胆囊癌组织中SPRY4-IT1的表达水平明显升高,并且其表达水平与肿瘤大小﹑肿瘤状态﹑淋巴结转移密切相关,但与性别﹑年龄无关。体外实验表明,SPRY4-IT1沉默后胆囊癌Noz细胞系细胞的增殖及集落形成能力明显受到抑制,过表达SPRY4-IT1可促进胆囊癌GBC-SD细胞系细胞的浸润及转移。进一步研究发现,过表达SPRY4-IT1使胆囊癌GBC-SD细胞中E-黏钙蛋白的表达升高,波形蛋白表达降低。而沉默表达SPRY4-IT1使胆囊癌Noz细胞系细胞中E-黏钙蛋白表达降低,波形蛋白的表达升高,表明SPRY4-IT1可能部分通过诱导上皮间充质转化进程促进胆囊癌细胞转移。
5 TUG1
TUG1(taurine- upregulated gene 1,也被称作TI- 227H﹑Linc00080﹑ lnc RNA00080)最初发现于新生小鼠视网膜细胞中,位于人染色体22q12.2上,包含4个外显子,编码长度598bp。近年研究发现,TUG1在多种肿瘤[13-14]如小细胞肺癌﹑宫颈癌﹑乳腺癌﹑食管鳞状细胞癌﹑肝细胞癌﹑膀胱上皮癌﹑骨肉瘤﹑直肠癌中表达上调,在非小细胞肺癌及神经胶质瘤中表达下调。过表达的TUG1与肿瘤浸润﹑转移及化疗耐药密切相关。Fei Ma等[15]研究发现,相较于邻近正常组织,胆囊癌组织中的TUG1表达明显上调,且其表达水平与淋巴结转移密切相关。瘤体直径>5cm的胆囊癌组织中TUG1的表达水平高于瘤体直径<5cm的胆囊癌组织,但差异并不显著。沉默表达TUG1明显抑制了胆囊癌SGC-996细胞系细胞的增殖,但TUG1介导的GBC细胞增殖与诱导细胞凋亡无关。进一步研究发现TUG1表达与波形蛋白平行,与E-粘钙蛋白相反,证实沉默TUG1部分影响EMT进程进而抑制肿瘤细胞转移。mi R-300在胆囊癌组织中明显下调,其表达水平与TUG1呈显著负相关,沉默表达TUG1使SGC-996 及GBC-SD细胞系中miR-300明显上调,证实TUG1部分通过抑制miR-300的表达促进胆囊癌的进展。总之,TUG1充当miR-300的海绵并与其结合消除miR-300的内源性效应,促进了胆囊癌细胞的增殖﹑浸润及转移。TUG1 / miR-300调控通路可能成为胆囊癌治疗中的一个新的靶点。
综上所述,lncRNA广泛地参与肿瘤的增殖﹑浸润﹑转移及化疗耐药,并成为肿瘤领域的研究热点。然而关于胆囊癌与lncRNA的研究并不充分,且大部分研究停留在检测lncRNA在肿瘤组织中表达水平及调控细胞周期﹑促进细胞凋亡方面,如何影响胆囊癌细胞增殖﹑浸润﹑转移﹑化疗耐药的分子机制尚未明确。不过,目前研究已证实 lncRNA可协助判断胆囊癌的预后并且为胆囊癌的靶向治疗提供新的方向。更深入的研究有待于展开以明确lncRNA如何影响胆囊癌发生﹑发展﹑化疗耐药的分子机制。
[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] 赵占学,李帅.长链非编码RNA与胆囊癌关系的研究进展.现代肿瘤医学,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.