王 哲,朱前勇
(1.新乡医学院,河南 新乡 453000;2.河南省人民医院,河南 郑州 450000)
卵巢上皮癌占卵巢恶性肿瘤的85%~90%,5年内生存率仅为30%,多半的卵巢癌被诊断时已是晚期。2018年,美国数据统计会有约22,240个新发病例和14,070个死亡病例[1]。目前卵巢癌临床治疗以根治性手术辅以铂类静脉化疗为主,其初治缓解率高达75%,但晚期卵巢癌中仍有约75%会在2年内复发,卵巢癌易耐药易复发的特性,使大多化疗药物局限于早期治疗。近年来许多研究发现,长链非编码RNA(lncRNAs)在基因抑癌或致癌的表达上具有调控作用,与恶性肿瘤发生、转移、耐药等方面有密切的关系。目前尽管许多学者研究了不同lncRNAs在卵巢癌中的作用机制,但相较于DNA甲基化、microRNA甲基化等热点方向的研究,lncRNAs在卵巢癌中的研究仍处于初级阶段,本文就目前与卵巢癌相关研究较多的lncRNAs简要综述,为更好发掘lncRNAs的特定功能,寻找新的研究热点提供理论依据。
基因组学研究发现,人类基因组百分之九十七是由内含子、调控序列和非编码RNA(ncRNAs)这些非蛋白质编码基因组成[2],其中长链非编码RNA(lncRNAs)属于不具备编码蛋白质功能RNA(ncRNAs)中的一种,长度大于200个核苷酸。目前被发现的lncRNAs有上千种,最常见的是根据基因组中lncRNAs相对于编码区基因的位置及特征分类[3],可分为反义、正义、双向、基因内和基因间lncRNA五类,也可根据与癌症之间的关系既可表现为促癌,也可表现为抑癌,也或者二者兼备。虽然目前发现的lncRNAs有众多,但其具体作用机制并不明晰,大致分为蛋白桥梁、染色质修饰酶定位、RNA诱饵及mRNA互补作用。LncRNAs最初因不具备编码蛋白质功能而被认为是“转录垃圾”,但后来越来越多的研究表明,lncRNAs与肿瘤的进展侵袭及耐药有着密不可分的关系。本文通过阐述热门lncRNAs在卵巢癌中的作用机理,为以后的进一步研究提供支撑。
目前已在胃癌、肺癌、宫颈癌、乳腺癌和卵巢癌等恶性肿瘤中发现并报道了不同的lncRNAs,而与卵巢癌关系密切的lncRNAs也有很多,包括人类卵巢癌特异转录体2(human ovarian cancer specific transcript 2,HOST2)、H19、AB073614、LSINCT5等等,目前,学者对这些lncRNA的研究仍处于初级阶段,其在卵巢癌中的作用机制仍未完全明晰,以下根据卵巢癌发生发展及耐药,对几种相关的lncRNAs分别进行阐述总结。
3.1.1 LSINCT5
LSINCT5位于染色体区域5p15.33,相关研究表明其过度表达可以影响卵巢癌细胞的增殖。Long等[4]通过实时荧光定量逆转录聚合酶链式反应(qRT-PCR)技术对40个卵巢癌和30个正常卵巢组织中的LSINCT5水平进行了评估,发现相对于正常卵巢组织,其在卵巢癌组织中的水平是显著升高的,此外,研究人员敲除LSINCT5基因,发现其下游的CXCR4/CXCL12轴的信号转导受到抑制,进而减弱了卵巢癌细胞的增殖,侵袭和转移,表明LSINCT5可能是通过激活CXCR4/CXCL12信号轴来促进癌细胞的增殖、扩散的。
3.1.2 ANRIL
Qiu等[5]通过qRT-PCR对102例卵巢癌组织与30例非卵巢癌组织中的ANRIL进行了提取对比,发现卵巢癌组织中ANRIL表达显著增高,分析认为ANRIL过度表达与FIGO分级和较高的组织学等级有关,此外,研究中单变量和多元生存分析表明,ANRIL可以作为一个独立的预后指标。他们首次提出了ANRIL可以作为预测卵巢癌的生物标记,同时ANRIL的高表达可能促进卵巢癌的发展。
3.1.3 AB073614
AB073614属于lncRNAs中的一种,相关研究结果表明AB073614通过抑制SOX7激活Wnt/β通路促进神经胶质瘤的发展,已被证实是神经胶质瘤中一个预后不良的生物标记,抑制AB073614的表达,降低其在细胞中的含量可能是治疗神经胶质瘤的一种新思路[6]。近年研究发现,AB073614水平在卵巢癌组织比在正常组织中增加85.3%,AB073614表达水平较高的卵巢癌患者5年生存率反而较低[7]。
3.2.1 GAS5
GAS5位于染色体1q25.1,Gao等[8]对60例卵巢癌样本进行分析,发现GAS5在正常卵巢上皮和良性上皮病变之间没有明显的表达差异,而在恶性肿瘤细胞内表达降低。他们认为GAS5的过表达可以促进细胞凋亡,抑制增殖,减少卵巢癌细胞的侵袭和转移。此外,卵巢癌细胞中GAS5越低的表达可能与淋巴多处结转移及FIGO分级有关。为了进一步探讨GAS5在卵巢癌细胞增殖过程中的调控机制,Ma等[9]对53例卵巢癌及正常邻旁组织进行分析对比,发现GAS5在某种程度上是通过对miR-21/SPRY2信号通路的调节来抑制细胞增殖的,但具体机制仍不明晰。
3.2.2 BC200(BCYRN1)
BC200最早在神经元中被发现,是一种特异性地在神经系统中表达的lncRNAs。Wu等[10]对比分析了10个正常卵巢样本和12个卵巢癌样本中的BC200水平,发现正常组织中BC200的平均水平比在卵巢癌组织中的平均水平显著升高。这表明BC200的下降可能与卵巢癌的发生发展有关。此外,化疗药卡铂可以促进BC200的表达,而BC200的表达又提高了卵巢癌细胞对卡铂的敏感性。以上研究推测,BC200在卵巢癌中可能具有抑制肿瘤的功能。
H19是第一个被发现与恶性肿瘤有关联的lncRNAs,位于染色体11pl5.5。最初,H19在肝细胞癌的转移中表现出抑制作用而被认为是一种肿瘤抑制因子,之后,有相关研究发现H19在膀胱癌等许多恶性肿瘤中水平较高,这种结果表明H19可能与肿瘤的发生进展同样有着密切的关系。Yan等[11]发现H19是通过抑制let-7来促进卵巢肿瘤细胞侵袭和转移的,并验证药物二甲双胍通过促使H19启动子甲基化,进而抑制肿瘤细胞的发展的。
UCA1是一种长1.4kb主要存在于细胞质中的大分子,因其在膀胱癌组织中的含量高于正常组织而被首次发现。最近的相关研究表明,UCA1在癌症对药物的耐药性方面有密切的联系[12-13]。Wang等[14]在实验中发现UCA1的过表达与人体细胞中顺铂的耐药性有密切的关系。另外,Schenk等[15]发现 SRPK1激酶的激活可以在卵巢癌细胞系中诱发顺铂耐药性,UCA1在卵巢癌的作用效果可能与激酶SRPK1有关。
H19已被证明在肿瘤的发生发展中具有双重功能,即在不同的肿瘤中表现出抑癌或致癌不同的特性。最近研究表明,H19还在卵巢癌耐药细胞中水平明显升高[16]。在H19表达增强的细胞中,敲除H19可恢复细胞对顺铂的敏感性。此外,在调节细胞耐药性机制中,发现H19与谷胱甘肽代谢之间也存在联系,敲除过H19的细胞对过氧化氢的处理非常敏感,并表现为低谷胱甘肽水平[17],但机制却不清楚。Mizrahi等[18]针对卵巢肿瘤细胞中H19调控序列控制下的白喉毒素A(DTA)基因的表达开发了一种新的治疗策略:即把DTA-H19联合起来注射到肿瘤内抑制其生长,在此基础上又提出将H19- TNF-DTA三者结合的质粒导入肿瘤细胞中,抑癌效果比二者结合的质粒更加显著。
一项研究表明,在卵巢癌顺铂耐药细胞系中,HOTAIR的水平要高于敏感细胞系;敲除耐药细胞系中的HOTAIR基因,能够恢复其对顺铂治疗的敏感性[19]。另有研究表明,在顺铂治疗后,HOTAIR表达可以导致细胞DNA损伤应答持续激活,不仅如此,与原发性卵巢肿瘤相比,在复发性顺铂耐药的卵巢肿瘤中,HOTAIR的水平也更高[20,21]。因此,HOTAIR过表达不仅可以影响肿瘤耐药,还在肿瘤复发方面起着一定作用。
PVT1位于染色体8q24.21,致癌基因MYC附近,长度为1.9kb。Liu等[22]运用qRT-PCR技术检测对比了耐药细胞株和敏感细胞株中PVT1的水平,分析PVT1高表达或沉默对细胞顺铂耐药性的影响。实验发现PVT1在卵巢癌耐药株中高表达,而且是通过调节细胞凋亡途径来促进耐药性发生的。
XIST,一种长度为17kb,位于染色体Xq13.2的lncRNA。在女性中,X染色体复制后的其中一个会被随机灭活,X染色体随机灭活(XCI)是由XIST启动,由组蛋白修饰或启动子甲基化处理而灭活[23]。有研究发现XIST的低表达可以降低卵巢癌细胞对紫杉醇的敏感度,原因可以用紫杉醇的XIST毒性作用来解释,也可以认为与X特异性抵抗基因的重新激活有关,并且在X染色体上增加了这些基因的表达,还可以理解为,XIST的丧失是由基因不稳定引起的,从而促进了对紫杉醇的耐药性,这表明XIST可以作为卵巢癌预后的生物标记[24]。
本文分别简单阐述了几种主要与卵巢癌相关的lncRNAs,除此之外,仍有多种lncRNAs功能未被发掘。通过对相关实验研究结果的阐述,针对不同lncRNAs的差异功能,可以另辟新径研究lncRNAs在卵巢癌中更多的作用机理。虽然目前被发现的lncRNAs已有很多,但对每一种lncRNA的功能及作用机制的研究仍处在探索期,还需要大量研究,长期实践才能逐步完善。随着高新技术的不断发展,更多的lncRNAs将会被不断被研究和发现,其在恶性肿瘤中的作用机理也会逐渐清晰化、立体化,在预测卵巢癌的发生发展及耐药方面的特异性也会大大提升。目前认为LncRNAs在卵巢癌的特异诊断、靶向治疗、评估预后方面具有重大潜力和价值,有希望在攻克恶性肿瘤方面发挥重要作用。