LINC-ROR在消化系统肿瘤中的研究进展
2019-03-14陈伟徐岷
陈伟,徐岷
江苏大学附属医院消化内科,江苏 镇江212013
消化系统肿瘤是以侵袭性和化学抗性为特征的常见恶性肿瘤,全球每年因消化系统肿瘤而死亡的人数超过300万[1]。尽管目前消化系统肿瘤的治疗效果有所改善,但患者的预后仍不理想。因此,寻找消化系统肿瘤的生物标志物及治疗靶点具有重要意义。长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是长度大于200个核苷酸的非编码RNA,其保守性较差,通过多种机制调节基因表达。研究发现,lncRNA在消化系统肿瘤中异常表达,且在肿瘤的发展过程中具有关键作用[2-3]。基因间长链非编码RNA-重编码调控因子(long intergenic non-protein coding RNA,regulator of reprogramming,LINC-ROR)作为经典的 lncRNA,可调节已经分化的细胞重编程为诱导多能干细胞,且对人胚胎干细胞的自我更新和分化具有重要影响[4]。有研究报道,消化系统肿瘤细胞和组织中LINCROR的表达显著上调,LINC-ROR的致癌功能与多种信号转导途径的调节有关,这可能对恶性肿瘤的发生和发展具有重要意义[5]。本研究对LINCROR在消化系统肿瘤中的研究进展作一综述。
1 食管癌
食管癌是全球病死率第6的恶性肿瘤[6]。研究显示,LINC-ROR及其剪接变体2和4在食管癌组织中的表达量明显高于癌旁组织,其中,变体4在高级别食管癌组织中的表达显著上调,且对鉴别肿瘤和非肿瘤具有中度的敏感性和特异性[7]。LINC-ROR转录本在食管癌的发生发展中可能具有潜在的作用,需要进一步的研究验证。研究发现,食管癌组织和癌旁组织中LINC-ROR和SOX9基因的表达均呈正相关,敲除LINC-ROR可抑制癌基因SOX9的表达,LINC-ROR和SOX9基因共同作用于多个调控性微小RNA(microRNA,miRNA),并且这些miRNA直接负调节LINC-ROR和SOX9基因的表达,从而形成LINC-ROR/miRNA/SOX9调节网络,而LINC-ROR又可以与多个SOX9基因的靶向 miRNA(包括 miRNA-15b、miRNA-33a、miRNA-129、miRNA-145和 miRNA-206)竞争,导致SOX9的表达失调,从而赋予肿瘤干细胞性质,促进肿瘤进展[8]。了解LINC-ROR的作用机制有助于更好地了解食管癌的发病机制和发展过程,为患者提供精确的治疗策略。
2 胃癌
胃癌是较常见的恶性肿瘤之一,其特点是发病率和病死率均较高[9]。研究表明,肿瘤干细胞在胃癌的发展、转移和耐药中具有关键作用,LINCROR可使胃癌干细胞中干性指标八聚体结合蛋白4(octamer-binding protein 4,OCT4)、人性别决定区Y框蛋白2和NANOG的表达上调,说明LINCROR与胃癌干细胞的发展具有密切联系[10]。有研究显示,在胃癌细胞中,LINC-ROR可通过阻断染色质调节因子组蛋白甲基转移酶G9A与癌基因TESC的启动子结合,从而激活癌基因TESC,并促进肿瘤细胞的生长和转移;当LINC-ROR不表达时,组蛋白甲基转移酶G9A与TESC基因的启动子结合,通过靶向沉默TESC的表达,最终抑制肿瘤进展[11]。了解LINC-ROR在胃癌中的作用机制可为胃癌的诊断和治疗提供新的靶点。
3 结直肠癌
结直肠癌是第三大常见的恶性肿瘤,每年约有136万新发病例,是导致全球恶性肿瘤相关死亡的第四大原因,每年约70万人死于结直肠癌[12]。Huang等[13]研究发现,结直肠癌细胞中LINC-ROR可以分别与核不均一性胞核核糖核蛋白(Iheterogeneous nuclear ribonucleoprotein I,hnRNP I)和富含AU元件的RNA结合蛋白1(AU-rich element RNA-binding protein 1,AUF1)相互作用,从而促进c-myc基因的表达。LINC-ROR介导的c-myc表达可能涉及几种机制,该研究集中于LINC-ROR、hnRNPI、AUF1对c-mycmRNA稳定性的调节,发现LINC-ROR对c-myc具有特定的调控作用。虽然LINC-ROR与hnRNPI和AUF1的相互作用均能增强c-mycmRNA的稳定性,但两者存在竞争关系,LINC-ROR与hnRNPI相互作用的同时,抑制了AUF1基因对c-mycmRNA的结合。另有研究发现,癌基因c-myc可调控细胞的多种过程,如细胞增殖、分化、凋亡和干细胞自我更新[14]。
Zhou等[15]研究报道,LINC-ROR的表达与晚期结直肠癌的生物学特征有关,LINC-ROR联合肿瘤抑制因子miRNA-145可作为结直肠癌预后的生物标志物。该研究还显示,miRNA-145在结直肠癌组织中的表达下调,且与LINC-ROR的表达水平呈负相关;LINC-ROR的表达水平与结直肠癌患者的年龄、性别、分化程度无关,与肿瘤浸润深度、淋巴结转移情况、血管侵犯情况及美国癌症联合委员会(American Joint Committee on Cancer,AJCC)分期密切相关,其表达水平可影响患者的生存和肿瘤复发。研究表明,敲低LINC-ROR的表达可使抑癌基因p53及其靶基因的蛋白表达水平升高,而LINC-ROR基因的过表达却具有相反的作用,p53与LINC-ROR的表达水平在体内呈负相关。表明LINC-ROR可能通过p53信号转导途径影响结直肠癌的发生和发展[16]。
LINC-ROR是一种新型的癌基因,在结直肠癌中通过与miRNA-145结合影响细胞的干性,调节细胞的增殖,降低化疗敏感性[17]。LINC-ROR介导结直肠癌发生发展的分子机制仍需进一步研究,LINC-ROR可以作为结直肠癌的潜在治疗靶点。
4 肝癌
肝癌是全球第五大常见的恶性肿瘤,也是全球病死率第3的恶性肿瘤[18]。肝癌是一种高度耐治疗的恶性肿瘤,肝癌细胞具有抵抗缺氧等不利条件的能力,且具有较强的耐药性。肝癌的局部治疗如经动脉栓塞治疗可能会导致缺血性坏死,肿瘤细胞在缺氧区域的存活可能导致不完全根除或肿瘤复发[19]。LINC-ROR是一种与缺氧相关的lncRNA,其在体外和体内肝癌细胞中均异常表达。在缺氧期间,肿瘤细胞释放大量的LINC-ROR,从而调节受体细胞中的信号转导途径和细胞存活。研究发现,LINC-ROR作为竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA),可抑制 miRNA的表达,从而调节缺氧诱导因子-1α的表达及肝癌细胞对低氧的反应,增强肝癌的耐药性并促进肿瘤进展[20]。LINC-ROR可作为通过细胞外囊泡转移进行细胞间通讯的介质,通过该重要机制,应激细胞可以向局部微环境内的其他细胞发出信号,促进各种通路的激活,使肿瘤组织获得化学抗性,导致索拉非尼等化疗药物的敏感性下降[21]。
研究发现,LINC-ROR在肝癌组织中高度表达,并且在调控肝癌转移中发挥关键作用;LINCROR可竞争性地结合miRNA-145,上调其靶基因E盒结合锌指蛋白2(zinc finger E-box binding homeobox 2,ZEB2)的表达,促进肝癌细胞的迁移和侵袭[22]。此外,放射疗法治疗肝癌也具有一定的作用。越来越多的证据表明,lnRNA参与各种肿瘤的病理学过程。有研究发现,LINC-ROR还可以调节RAD18基因的表达,从而促进DNA修复,增强肝癌细胞的放射抗性[23]。LINC-ROR/miRNA-145调节网络可能成为肝癌的潜在治疗靶点。
5 胰腺癌
胰腺癌是一种预后极差的恶性肿瘤,据报道,胰腺癌患者的5年生存率约为7%[24]。因此,了解胰腺癌的发生发展机制和寻找新的治疗方法至关重要。有研究报道,胰腺癌细胞通过提高自噬能力,从而增强对吉西他滨的耐药性[25]。下调LINCROR的表达可增强胰腺癌细胞对吉西他滨的敏感性,而上调LINC-ROR的表达可降低胰腺癌细胞对吉西他滨的敏感性,LINC-ROR可以促进胰腺癌细胞自噬,增强胰腺癌细胞对吉西他滨的耐药性。LINC-ROR还可以作为ceRNA,部分调控miRNA-124及其靶点丙酮酸激酶M2,从而调节胰腺癌细胞对吉西他滨的耐药性[26]。
Zhan等[27]研究发现,LINC-ROR可以促进胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭,并增强体内致瘤和转移能力。LINC-ROR还可以促进E盒结合锌指蛋白1(zinc finger E-box binding homeobox 1,ZEB1)的表达,诱导上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT),促进肿瘤细胞的侵袭和转移,而ZEB1是调控EMT的重要转录因子,也是一种维持干细胞特性的关键调节因子。
有研究发现,LINC-ROR在胰腺癌组织中的表达水平高于癌旁组织,且LINC-ROR的表达水平与肿瘤大小有关[28]。另有研究发现,抑癌基因miRNA-145可竞争性地抑制LINC-ROR或NANOG的表达,从而抑制胰腺癌干细胞的增殖、侵袭和致瘤性[29]。沉默LINC-ROR的表达可增强miRNA-145对NANOG的负调控,有效降低胰腺癌干细胞的恶性肿瘤特性。肿瘤干细胞具有自我复制、多细胞分化、高致瘤性、耐药性等特征。LINC-ROR可以作为胰腺癌潜在的预后标志物和治疗靶点。
6 小结
综上所述,LINC-ROR与消化系统肿瘤具有密切联系。LINC-ROR在消化系统肿瘤组织中的表达水平高于癌旁组织,沉默LINC-ROR的表达可有效抑制肿瘤的发展。目前的研究发现,LINC-ROR可通过调控相关蛋白的表达促进肿瘤的发生与发展,但其作用机制仍需进一步探索。随着科学技术的不断发展,LINC-ROR在消化系统肿瘤中的调控机制将会逐渐明确,相信在不久的将来,LINCROR在消化系统肿瘤患者的早期诊断、靶向治疗和预后判断中有着更广阔的前景。