蒋薛伟,王中林
(苏州大学附属第三医院,江苏常州213000)
AFAP1-AS1与恶性肿瘤发生发展关系的研究进展
蒋薛伟,王中林
(苏州大学附属第三医院,江苏常州213000)
长链非编码RNA(lncRNA)在多种恶性肿瘤类型中异常表达,在癌症诊断和预后方面有积极的意义。肌动蛋白纤维相关蛋白1-反义RNA1(AFAP1-AS1)是lncRNA的一种,研究表明其与多种类型的恶性肿瘤相关。深入了解AFAP1-AS1在肿瘤中的作用可以为恶性肿瘤的早期筛查、诊断及治疗提供理论指导。
肌动蛋白纤维相关蛋白1-反义RNA1;肿瘤;预后
长链非编码RNA(lncRNA)是一组长度超过200 nt的RNA转录物[1],具有调控基因转录、转录后和表观遗传水平的作用[2]。lncRNA没有编码蛋白质的能力,但能调节蛋白质编码基因的表达[3]。目前已发现数以千计的lncRNA在细胞生长和凋亡、肿瘤的转移中具有重要作用。在肿瘤发生中,lncRNA可以发挥致癌以及抑癌基因的作用,如lncRNA-UCA1在非小细胞肺癌[4]和乳腺癌[5]中表现为致癌作用,lncRNATARID可以预防癌症形成,通过甲基化抑癌基因的表达[6]。肌动蛋白纤维相关蛋白1-反义RNA1(AFAP1-AS1)是新发现的一种lncRNA,近年研究发现,AFAP1-AS1与恶性肿瘤的增殖、转移关系密切。现将AFAP1-AS1与恶性肿瘤关系的研究进展综述如下。
AFAP1-AS1是一个长6 810 nt的lncRNA,定位于4号染色体上,是蛋白编码基因AFAP1的反义lncRNA,而反义lncRNA是一类从蛋白或非蛋白编码基因的相反链上转录而来的lncRNA,彼此有一定的重叠关系。AFAP1-AS1外显子2和AFAP1外显子14、15、16是重叠和互补的区域[7]。AFAP1对维持上皮细胞张力丝的完整性有重要作用,AFAP1磷酸化可导致细胞内癌基因SRC家族成员的激活[8]。作为一个连接其他蛋白质(如SRC、PKC)的衔接分子,AFAP1能够调整肌动蛋白的完整性,影响细胞吞噬作用、细胞运动、肿瘤侵袭和转移[8~10]。在lncRNA的研究中发现,基因正、反义转录产物间常以RNA-RNA的方式发挥作用,而AFAP1-AS1能通过RNA-RNA之间相互作用影响正义链AFAP1的转录水平或磷酸化状态,导致肿瘤的发生发展;也有可能通过AFAP1影响细胞内张力丝的形成,从而影响细胞骨架的形成。
2.1 AFAP1-AS1与食管癌 食管鳞状细胞癌(ESCC)是我国最常见的恶性肿瘤之一。Luo等[11]发现,AFAP1-AS1在ESCC组织中表达升高,而且其高表达与肿瘤直径、临床TNM分期有关。体外实验发现,AFAP1-AS1能促进ESCC细胞增殖;抑制AFAP1-AS1在ESCC细胞中的表达后,细胞凋亡明显减少。Wu等[12]发现,早期Barrett食管(BE)组织中AFAP1-AS1表现出的低甲基化而不是高甲基化是主要的表观遗传,全基因组早期低甲基化似乎也影响了基因组的编码和非编码区域。在BE和食管腺癌(EAC)中,长非编码RNA AFAP1-AS1的甲基化降低,AFAP1-AS1的表达抑制EAC细胞的癌症相关生物学功能。Zhou等[13]发现,肿瘤组织与相邻正常组织相比,其AFAP1-AS1表达明显上调,而且AFAP1-AS1的过表达与淋巴结转移、远处转移、临床分期和针对性的放化疗有关。AFAP1-AS1高表达的患者对针对性的放化疗(dCRT)有抵抗,提示下调AFAP1-AS1表达对ESCC患者来说可能是一个新的治疗方法。
AFAP1-AS1对于ESCC的预后具有重要的评估价值。Kaplan-Meier生存分析显示,AFAP1-AS1高表达与短的无进展生存期(PFS)和总体生存率(OS)有关,因此AFAP1-AS1可能作为一种预测肿瘤的潜在生物标记物。多变量分析显示,AFAP1-AS1在ESCC中高表达是OS最明显的不利因素。在dCRT后,AFAP1-AS1高表达患者PFS明显缩短。因此,AFAP1-AS1和其他临床数据相比可以作为一个更有价值的生物标志物。
2.2 AFAP1-AS1与肺癌 Deng等[14]发现,lncRNA AFAP1-AS1在非小细胞肺癌(NSCLC)中表达上调,而且其表达与临床分期、吸烟史、浸润度、淋巴结转移和远处转移有关。Zeng等[15]用两个微阵列数据来检测肺癌组织和正常肺组织中表达的基因,发现在20种lncRNA中,13个出现上调,7个出现下调,AFAP1-AS1是失调最明显的lncRNA;并且在所有的独立的肺癌基因表达谱数据集中,AFAP1-AS1的表达都明显上调。通过调节AFAP1基因表达,进而作用于Rho/Rac信号通路和肌动蛋白细胞角蛋白信号通路,诱导细胞骨架的调控,最终促进肿瘤细胞在肺内的入侵和转移。通过对GSE31210和GSE37745这2个肺癌数据集研究,发现AFAP1-AS1的高表达与更短的OS和无瘤生存期有关,表明AFAP1-AS1的上调与肺癌预后密切相关,提示AFAP1-AS1可能成为肺癌进展与预后预测的生物标记物。体外实验表明,AFAP1-AS1敲除后明显抑制了肺癌细胞的侵袭和转移能力,这可能成为治疗肺癌的新的方向。
2.3 AFAP1-AS1与结直肠癌(CRC) CRC在中国的患病人数逐年上升,尽管治疗方法在改进,但仍然不能被治愈。Han等[16]把有AFAP1-AS1转染的结直肠癌细胞注射到裸鼠脾脏中,4周后发现,裸鼠脾脏中转移结节的数量较对照组少,提示AFAP1-AS1具有抗肿瘤转移的作用。另有研究显示,AFAP1-AS1能引起上皮细胞钙黏蛋白表达增强,从而发挥抗肿瘤转移的作用。Wang等[17]报道,AFAP1-AS1在CRC组织中表达升高,其高表达与肿瘤直径、TNM分期和远处转移有关。Kaplan Meier生存分析和log-rank检验进一步表明AFAP1-AS1高表达与更短的OS和无病生存期(DFS)相关,AFAP1-AS1可作为CRC患者OS和DFS的独立预测因子。以上研究表明,AFAP1-AS1高表达可能与CRC的发生发展及预后有关。
2.4 AFAP1-AS1与肝癌(HCC) Lu等[18]发现,AFAP1-AS1在肝癌组织中的表达上调,而且其高表达与肿瘤直径、血管浸润、临床TNM分期和预后有关,说明AFAP1-AS1在HCC的进展中发挥着致癌基因的作用。AFAP1-AS1沉默引起Ki-67、BCL-2、MMP-9基因表达下降,Bax表达升高,进而抑制体内肿瘤的生长。Zhang等[19]研究发现,AFAP1-AS1低表达的HCC患者中位生存期更短,只有33.7个月,而AFAP1-AS1高表达的HCC患者中位生存期显著延长,为59.3个月;多变量分析表明,AFAP1-AS1表达在OS上可能会作为一个独立的预测因素。AFAP1-AS1敲除可以减少RhoA和Rac2在HCC细胞中的表达,这可能为HCC提供一个新的治疗靶点。
2.5 AFAP1-AS1与胰腺癌(PDAC) Ye等[20]报道,AFAP1-AS1在胰腺癌细胞中显著上调,而且其过表达与淋巴结转移、神经浸润和预后有关,而这些对于PDAC患者来说是预测OS的最强指标,这可能为识别需要强化治疗的高危患者提供新的方法。体外实验中,在PDAC细胞中敲除AFAP1-AS1可抑制细胞增殖活性和侵袭性,提示AFAP1-AS1可作为PDAC预后的生物标志物以及治疗靶点。Fu等[21]通过基因集合富集分析,发现AFAP1-AS1高表达与一些肿瘤发生相关的通路有关,在PDAC细胞系中,AFAP1-AS1是有效入侵和促进增殖所必需的。
2.6 AFAP1-AS1与卵巢癌(OC) Yang等[22]发现,卵巢癌细胞在转染AFAP1-AS1 siRNA后出现了显著的凋亡,表明敲低AFAP1-AS1可以促进细胞凋亡,并发现AFAP1-AS1在卵巢癌组织中的表达上调,并能促进细胞增殖,提示AFAP1-AS1可能会作为卵巢癌的治疗靶点。
2.7 AFAP1-AS1与胆管癌(CCA) Shi等[23]发现,与人肝内胆管上皮细胞相比,AFAP1-AS1在胆管癌细胞中明显上调,AFAP1-AS1表达增加与CCA的恶性行为和预后相关。提示AFAP1-AS1在CCA进程中是一个致癌基因。Lu等[24]将AFAP1-AS1敲除的胆管癌细胞注入裸鼠皮下,观察肿瘤的生长情况,发现肿瘤体积明显小于对照组,AFAP1-AS1敲除组c-Myc表达降低。表明下调AFAP1-AS1可以抑制肿瘤生长,AFAP1-AS1可能作为CCA潜在的治疗靶点。
2.8 AFAP1-AS1与鼻咽癌(NPC) Tang等[25]发现,鼻咽癌复发患者体内淋巴结浸润的NPC细胞中,高表达AFAP1-AS1发生远处转移的可能性更大。在NPC患者中,AFAP1-AS1阳性表达者的预后更差,生存率更低,5年生存率仅为47.7%,而AFAP1-AS1阴性表达者的5年生存率为92.8%。He等[26]认为,AFAP1-AS1在预测肿瘤进展方面具有潜在的临床价值。Hao等研究了AFAP1-AS1敲除对于肌动蛋白纤维完整性的影响,发现AFAP1-AS1敲除后压力纤维完整性丧失,表明AFAP1-AS1可能通过调节肿瘤细胞黏附迁移来促进肿瘤转移。
2.9 AFAP1-AS1与胃癌 Guo等[27]报道,在胃癌细胞中,AFAP1-AS1敲除可降低p-AKT蛋白水平,升高PTEN mRNA和蛋白水平,而PTEN是一种肿瘤抑制基因,可以降低AKT信号,表明AFAP1-AS1可通过PTEN/p-AKT通路来调节肿瘤细胞增殖。
综上所述,AFAP1-AS1在恶性肿瘤增殖、侵袭、转移和预后中发挥重要作用,在许多肿瘤中表达升高,在另一些肿瘤中表达下降,充当致癌基因或抑癌基因的角色。AFAP1-AS1作为恶性肿瘤的潜在分子标志物,此过程通过何种靶点、作用于哪条信号通路尚不十分明确。对这些问题的探索有助于今后更全面、更深入了解AFAP1-AS1及其在肿瘤中的作用,为恶性肿瘤的早期筛查、诊断及预后预测提供更多的理论依据。
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王中林(E-mail: wzl_cz@163.com)
2017-08-15)