史巧瑞,王雪,王晓慧
宫颈癌、卵巢癌、子宫内膜癌是威胁女性健康的三大常见恶性肿瘤,发病率高,5年生存率低,多数患者最终诊断期别晚、对化疗药物不敏感而导致肿瘤复发、转移、化疗失败[1]。长链非编码RNA(long non coding RNA,lncRNA)是一组非蛋白编码RNA,转录本长度超过200个核苷酸,之前由于其数量、类型和功能状态不明确,认为其没有生物学功能而缺乏有效的研究方法[2]。近年研究证实lncRNA在转录和转录后水平、调节基因表达及细胞的各种生理过程中发挥重要作用,lncRNA及其相关信号通路在肿瘤靶向药物,改善多药耐药,减少复发、转移,提高患者生存率中具有重要意义。
1.1 lncRNA抑制宫颈癌细胞增殖的机制 研究表明,在宫颈癌细胞中lncRNA结直肠癌差异表达基因(CRNDE)表达升高,敲除CRNDE后宫颈癌细胞增殖降低,而CRNDE过表达促进宫颈癌细胞生长,进一步研究证实CRNDE与p53上调凋亡调节剂(PUMA)结合可促进癌细胞增殖[3]。也有研究表明lncRNA核富集转录体1(NEAT1)的表达促进了宫颈癌细胞的增殖和迁移,NEAT1具有竞争内源性RNA的功能,可与微小RNA-9-5p(miR-9-5p)结合,减弱miR-9-5p对第10号染色体上磷酸酶和张力蛋白同源缺失的基因(PTEN)和2级POU结构域转录因子1(POU2F1)表达的抑制作用[4]。宫颈癌细胞中外周蛋白的表达明显上调,这可能与lncRNA肺腺癌转移相关转录因子1(MALAT1)通过负向调控miR-202-3p来正向调控外周蛋白的表达有关[5]。同时,抑制lncRNA锌指E盒结合同源盒1反义1(ZEB1-as1)可阻断p38丝裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)信号通路,抑制上皮-间质转化(EMT)和宫颈癌细胞的侵袭迁移[6]。
1.2 lncRNA与宫颈癌耐药性 Yao等[7]研究发现lncRNA生长停滞特异性转录因子5(GAS5)在宫颈癌细胞中过表达会抑制癌细胞的增殖,GAS5过表达导致处于G0/G1期细胞百分率升高,S期细胞百分率降低;抑制GAS5的表达降低了G0/G1期细胞百分率,增加了G2/M期细胞百分率,在顺铂诱导的细胞中,GAS5的过表达降低了细胞活力,增强了细胞凋亡,与顺铂诱导的细胞凋亡敏感性呈正相关,因此认为GAS5可能是临床治疗宫颈癌顺铂耐药的生物标志物。该研究还发现GAS5与miR-21呈负相关,GAS5缺陷降低了miR-21靶蛋白基质金属蛋白酶组织抑制因子3(TIMP3)和程序性细胞死亡4(PDCD4)的表达。另有研究发现,耐辐射的宫颈癌组织中GAS5表达较低,miR-106b表达较高,过表达GAS5可增强癌细胞的放射敏感性[8]。此外,GAS5可通过抑制miR-106b调控人早期应答基因3(IER3)的表达,在体内和体外提高癌细胞的放射敏感性[8]。
Feng等[9]发现lncRNA锌指结构反义转录本1(ZFAS1)在宫颈癌组织中表达上调,其高表达提示预后不良,沉默ZFAS1可抑制细胞增殖、迁移和侵袭,增强顺铂的化学敏感性。Zhu等[10]证实lncRNA X染色体失活特异性转录因子(XIST)是一种肿瘤启动子,通过与miR-200a竞争性结合上调脂肪肉瘤转运/肉瘤融合蛋白(Fus),在宫颈癌进展过程中,XIST通过调节miR-200a/Fus轴发挥内源竞争RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)的作用。有研究表明lncRNA Hox转录反义RNA单核苷酸多态性rs920778(HOTAIR SNP rs920778)可能是宫颈癌患者复发率和总体生存率的独立预测因子[11]。有研究认为lncRNA LINC00675在宫颈癌组织中表达上调与宫颈癌患者临床期别晚和预后不良呈正相关,lncRNA LINC00675过表达促进宫颈癌细胞的增殖、侵袭和迁移[12]。同时,XLOC006390可能作为ceRNA反向调控miR-331-3p和miR-338-3p的表达,从而促进宫颈癌的发生和转移[13]。
1.3 lncRNA是宫颈癌治疗的新靶点 有研究认为lncRNA HOTAIR通过调控miR-143-3p促进凋亡调控因子B细胞淋巴瘤2(BCL2)的表达,BCL2过表达减弱了miR-143-3p对宫颈癌的抑制作用,提示HOTAIR是调控宫颈癌发展的潜在靶点[14]。MiR-140-5p是 lncRNA SNHG20的下游靶点,lncRNA SNHG20抑制或miR-140-5p过表达降低了宫颈癌细胞的增殖和侵袭能力[15]。另有研究发现lncRNA尿路上皮癌胚抗原1(UCA1)可能通过己糖激酶2(HK2)/糖酵解途径调节耐药,为改善宫颈癌放疗提供了新的潜在靶点。
2.1 lncRNA在卵巢癌发生、发展中的作用 Wu等[16]研究发现lncRNA翻译调节肿瘤蛋白1-反义RNA1(TPT1-AS1)在上皮性卵巢癌(EOC)进展中发挥重要作用,EOC侵袭组织中TPT1-AS1的表达明显升高。此外,异位TPT1-AS1表达与EOC的临床病理特征[包括国际妇产科联盟(FIGO)分期、肿瘤大小和肿瘤分化]关系密切。TPT1-AS1过表达在体外诱导细胞增殖、迁移和侵袭,降低细胞黏附能力,促进腹腔内转移,而下调TPT1-AS1表达在体外产生相反的作用。TPT1-AS1主要分布于EOC细胞核,正调控TPT1启动子活性和转录。此外,TPT1缺失可逆转TPT1-AS1的致癌作用,改变TPT1下游的磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)信号通路。以上结果提示,TPT1-AS1通过TPT1和下游PI3K/AKT信号通路诱导EOC肿瘤细胞的生长和转移,TPT1-AS1可能是EOC的潜在治疗靶点。另有报道称lncRNA CASC9在卵巢癌组织和细胞系中均有高表达。CASC9水平升高预示卵巢癌患者预后不良。CASC9在体外促进卵巢癌细胞增殖、迁移和侵袭,在体内加速肿瘤生长,研究证明CASC9是miR-758-3p的ceRNA,其作用靶点为LIN7A。CASC9抑制miR-758-3p水平,进而刺激LIN7A在卵巢癌中的表达。LIN7A的过表达逆转了CASC9衰竭对卵巢癌的抑制作用[17]。Gao等[18]发现过表达miR-200a时EOC肿瘤细胞中膜相关鸟苷激酶倒置1-内含子转录本1(MAGI1-IT1)的表达降低;其次,在转移性癌组织中,MAGI1-IT1表达增加,而高表达MAGI1-IT1与EOCFIGOⅢ~Ⅳ期的发生显著相关;此外,MAGI1-IT1通过竞争性结合miR-200a上调锌指蛋白E盒结合同源异形盒1蛋白(ZEB1)和ZEB2,促进EOC转移,从而抑制miR-200a和上调ZEB1、ZEB2,逆转MAGI1-IT1可降低其对EOC转移的抑制作用。研究证明同源异型盒簇-反义RNA1(HOXD-AS1)在EOC中过表达,其高表达与EOC患者无进展生存期(PFS)和总生存期(OS)较差有关,阻止HOXD-AS1直接与miR-186-5p结合可下调PIK3R3,从而减少体外EOC细胞的迁移、侵袭和EMT[19]。
2.2 lncRNA与卵巢癌侵袭、转移、预后的关系 有学者认为卵巢癌中lncRNA PVT1高表达,PVT1可调控miR-133a的表达;PVT1在卵巢癌组织中的表达高于正常卵巢组织,且PVT1表达较高患者的PFS和OS比PVT1表达较低者差。此外,下调PVT1抑制卵巢癌细胞增殖,降低细胞的迁移和侵袭能力。在机制上,miR-133a是卵巢癌PVT1的直接下游靶点;PVT1的下调负调控miR-133a基因,进而抑制卵巢癌细胞的增殖、迁移和侵袭[20]。
有研究证实,lncRNAMLK7-AS1逆转了miR-375对卵巢癌细胞生长的抑制作用,这可能与上调Yes相关蛋白1(YAP1)的表达有关。此外,在体内敲除MLK7-AS1可抑制卵巢原发肿瘤的生长和转移,同时,抑制miR-375可使部分肿瘤细胞生长减缓。研究发现,MLK7-AS1通过与miR-375/YAP1在体内和体外相互作用调节EMT,从而促进转录因子Snail家族中编码锌指蛋白的基因Slug的表达[21]。Wang等[22]研究认为 lncRNA P73反义 RNA 1T(TP73-AS1)在卵巢癌组织和癌细胞中表达上调,而TP73-AS1表达上调与预后不良有关。TP73-AS1下调抑制卵巢癌SKOV3细胞的增殖、侵袭和迁移,而TP73-AS1过表达促进OVCA429细胞的增殖、侵袭和迁移,TP73-AS1下调抑制体内肿瘤生长。肿瘤转移RT2剖面仪聚合酶链反应阵列显示,TP73-AS1过表达上调卵巢癌细胞中基质金属蛋白酶2(MMP-2)和MMP-9的表达。TP73-AS1过表达增强了MMP-2和MMP-9在卵巢癌细胞中的表达。该研究证实了TP73-AS1在卵巢癌中的促癌作用,而以TP73-AS1为靶点可能代表了一种对抗卵巢癌的新方法。
有研究发现,胶质瘤相关lncRNA(lncRNAMEG3)和PTEN在卵巢癌细胞中的表达水平较低。PTEN的表达与MEG3的表达呈正相关。PTEN表达水平的提高抑制了SKOV3细胞的增殖,提高了细胞凋亡率,减少了细胞的侵袭和迁移。因此,lncRNA MEG3和PTEN在卵巢癌细胞中表达下调;lncRNA MEG3调控卵巢癌细胞下游基因PTEN,抑制细胞增殖,促进细胞凋亡,阻断细胞周期进展[23]。另有研究发现慢病毒介导的性别决定基因-相关蛋白结构域4(SOX4)表达水平在EOC组织中上调。细胞周期分析显示,G0/G1期细胞比例明显增加,而S期和G2/M期细胞比例下降。随着Lnc SOX4基因的下调,细胞凋亡率也随之增加。此外,Lnc SOX4表达水平与肿瘤体积、肿瘤分级、转移距离呈正相关[24]。研究发现lncRNA NEAT1通过调控miR-382-3p/Rho相关卷曲螺旋形成蛋白激酶1(ROCK1)表达促进卵巢癌细胞的转移,为卵巢癌的治疗提供新的靶点[25]。
研究发现Lnc-ATB在子宫内膜癌细胞系中表达上调,高表达Lnc-ATB患者FIGO分期高、肿瘤分化差,Lnc-ATB下调使miR-126水平升高、细胞活力受损、G1/S阻滞[26]。此外,lncRNA PVT1在人子宫内膜癌组织中抑制miR-195-5p的表达,PVT1的下调抑制细胞增殖、迁移和侵袭,同时促进子宫内膜癌细胞凋亡[27]。因此,Lnc-ATB及PVT1是介导子宫内膜癌细胞增殖、迁移、侵袭、凋亡的新途径,可能对子宫内膜癌治疗有潜在的应用价值。另有研究证明,lnc LINC00261通过降低叉头蛋白O1(FOXO1)靶向miRNA的表达,抑制子宫内膜癌细胞的增殖、迁移和侵袭,从而提高FOXO1蛋白水平[28]。有学者通过实验证实,lncRNA淋巴细胞白血病缺失基因1(DLEU1)的上调可促进癌细胞存活、迁移、侵袭,降低凋亡比例;反之,lncRNA DLEU1下调则产生相反的结果。lncRNA DLEU1在体内有促进肿瘤发生的作用,其结合哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)后增加PI3K/AKT/mTOR通路的表达,促进子宫内膜癌的发生发展,可能为子宫内膜癌的靶向治疗提供生物标志物奠定基础[29]。Chen 等[30]研究发现,lncRNA TDRG1过表达促进子宫内膜癌细胞的存活、侵袭和迁移能力,抑制细胞凋亡,上调血管内皮生长因子A(VEGF-A)、PI3K、Bcl-2、MMP-2 和 Survivin;lncRNA TDRG1 过表达增加了体内的致瘤性,并与VEGF-A的上调有关;过表达lncRNA TDRG1的子宫内膜癌细胞中VEGF-A下调,逆转了lncRNA TDRG1对细胞增殖、侵袭、迁移和凋亡的影响。提示了lncRNA TDRG1可能通过正向靶向VEGF-A和调节相关基因促进子宫内膜癌细胞的增殖和侵袭。
研究发现,子宫内膜癌组织中母系表达基因3(MEG3)的表达低于正常子宫内膜组织。MEG3过表达抑制子宫内膜癌细胞增殖、侵袭和转移,促进细胞凋亡;抑制PI3K/mTOR信号通路的激活。这些发现为子宫内膜癌的治疗提供了潜在的新靶点[31]。有学者发现lncRNA-TUG1在癌组织中的表达明显高于癌旁组织,表明lncRNA-TUG1通过抑制miR-299和miR-34a-5p促进子宫内膜癌的进化和进展[32]。子宫内膜癌的分子机制及靶向治疗还未完全阐明,需要更深入的研究探讨。
综上,lncRNA在妇科恶性肿瘤的发生发展、增殖、转移、侵袭、复发、耐药中扮演着极其重要的作用,如基因表达调控、免疫反应、细胞分化、细胞代谢等多种生物学过程。作为一种潜在的靶标基因,受许多基因表达的调控进而影响肿瘤治疗效果。随着生物信息工程的迅速发展,越来越多的lncRNA不断被发现,使其有望成为肿瘤的新型标志物和治疗靶点,为妇科肿瘤探索新的治疗途径,同时提高癌症患者的PFS。但目前对于lncRNA的研究尚不深入,对于lncRNA的结构与功能未完全清楚,其在妇科肿瘤中的作用机制、信号通路及其治疗靶点的研究尚未完全阐明,深入探究更多的lncRNA并研究其调控机制,以期对妇科恶性肿瘤的治疗提供新方法、新途径,为广大临床医生提更多新思路,为癌症患者带来生存希望。