Lnc-CASC2 相关通路在消化系统及其他器官系统 肿瘤中的研究进展

刘少杰，肖瑞，任建军

(1.内蒙古医科大学第一临床医学院，内蒙古自治区 呼和浩特 010050；2.内蒙古医科大学基础医学院，内蒙古自治区 呼和浩特 010050；3.内蒙古医科大学附属医院，内蒙古自治区 呼和浩特 010050)

0 引言

LncRNA 是长度大于200 个核苷酸的非编码RNA[1]。起初，人们普遍认为其为RNA 聚合酶Ⅱ转录副产物，没有实质的生物学功能。然而，1991 年Nature 等杂志陆续发表有关Xist 参与X 染色体失活的调控的文章，为人们提供了lncRNA 可能发挥生物作用的研究新思路。有证据表明，lncRNA 参与细胞分化、细胞谱系选择、器官发生和组织稳态等一系列生物学过程[2]。

癌症易感候选基因2(Cancer Susceptibility Candidate 2，CASC2)是最先在子宫内膜癌中被发现并验证的LncRNA。CASC2 位于染色体10q26编码区域，其五个外显子经过选择性剪接可以产 生 三 种 不 同 的mRNA：CASC2a，CASC2b 和CASC2c[3]。CASC2 在肿瘤及炎症中的表达具有明显的异常，由其介导调控的通路研究复杂多样。例如，CASC2 不仅可以通过ceRNA 转录后调控模式在肿瘤细胞的一系列生物学过程中发挥作用[4]，也可以参与调控不同的信号通路影响肿瘤的增殖、凋亡、侵袭及迁移等生物学行为。研究发现，CASC2在多数肿瘤中表现为抑癌趋势，只在极少数如胆管癌、星形细胞瘤等中发挥促癌作用。本文拟对LncRNA-CASC2 相关信号通路在消化系统及其他器官系统中的研究进展进行综述，现报道如下。

1 CASC2 在消化系统肿瘤中的研究进展

随着分子生物学研究的逐渐深入，CASC2 在消化系统肿瘤中的作用显现出不可忽视的重要意义。其在肝癌、胃癌及胰腺癌等肿瘤中的表达异常为临床靶向治疗提供了新思路。下面我们将分别介绍其在相关器官系统中的研究进展。

表1 CASC2 在消化系统肿瘤中的研究进展

1.1 CASC2 在肝癌中的研究

肝细胞癌(HCC)是世界上最常见的恶性肿瘤之一，其癌症相关死亡率仅次于肺癌和胃癌[5]。既往研究表明，MAPK 通路是许多信号转导通路的共同交汇通路之一，其可以把细胞外的信号转入细胞内，产生多种不同的效应。MAPK 有四种亚族，即ERK、p38、JNK 和ERK5。其中JNK 和p38 主要参与细胞的炎症反应和应激反应。研究发现，肝癌发生发展中存在着一条经典的CASC2/MAPK 通路，CASC2 通过失活MAPK 途径抑制细胞增殖，迁移和侵袭，从而导致细胞凋亡[6]。在HCC 中，ERK信号通路具有MAPK 通路的核心分子，激活后可介导细胞增殖，凋亡和侵袭，随着CASC2 过表达，p-ERK1/2 水平将受到抑制，从而抑制HCC 细胞的增殖、迁移、侵袭及集落形成等一系列生物学行为，同时，miR-183 会发生海绵化，使其无法很好地激活Wnt/β-catenin 信号传导途径[5,7]。NF-κB是真核细胞控制细胞增殖和细胞存活的基因调节因子,被认为是肿瘤发生的关键启动子，参与机体的炎症反应、免疫应答、细胞凋亡、应激反应等一系列生物学过程。有研究发现，CASC2 可以通过直接靶向miR-362-5p 抑制NF-κB 途径，从而促进HCC 细胞凋亡[8]。2018 年，研究人员在HCC 中检测到了PTEN/Akt/mTOR 信号通路所调控的蛋白，即CASC2 可以上调PTEN 蛋白表达，同时可以下调Akt 及mTOR 蛋白表达，有研究表明PTEN 能够负向调节Akt/mTOR 通路，降低p-Akt 活性分子水平，抑制下游信号通路的异常表达，从而达到诱导细胞凋亡，抑制细胞增殖的作用[9,10]。

1.2 CASC2 在胰腺癌中的研究

据统计，胰腺癌(PC) 是2012 年全球癌症第七大死亡相关的主要原因，其5 年总生存率低于8%[15]。肝细胞核因子1α(HNF1A) 是PC 中可能的肿瘤抑制因子，CASC2 基因具有HNF1A 响应元件(CASC2-HNF1A RE)，HNF1A 可以通过直接结合CASC2-HNF1A RE 来促进CASC2 表达。Li 等人发现PTEN/Akt 信号传导参与CASC2 的HNF1A调控，CASC2 和HNF1A 表达正相关，当CASC2 过表达时，PTEN 表达会随之上调，而p-Akt/Akt 和p-mTOR/mTOR 则出现下调现象，因此，团队提出了胰腺癌中HNF1A/CASC2/PTEN/Akt 信号通路[16]。同时，CASC2 也可以通过下调miR-21 上调PTEN，从而发挥抑癌作用[17]。此外，人参皂苷Rg3 可以通过上调CASC2 并激活PTEN 信号传导来抑制耐吉西他滨药物的胰腺癌细胞的生长，这为临床治疗胰腺癌提供了可靠的参考价值[18]。Zhou等人在PC 中提出CASC2 改变细胞之间粘附的推论，并通过验证ITGB4 和p-FAK 含量降低、N-钙粘蛋白和MMP( 基质金属蛋白酶) 表达减弱、E-钙粘蛋白表达增强以及形态学改变证明了这一点。不仅如此，通过功能丧失和功能获得实验，团队发现miR-24 也在调节着ITGB4/FAK 途径和胰腺癌细胞EMT 的进展，其发挥的是促进肿瘤细胞迁移和侵袭的作用，同时研究人员首次证实了MUC6和miR-24 的相关性，且CASC2 可以充当miR-24 的ceRNA 来调控其下游靶标MUC6，由此提出了CASC2 的过表达抑制miR-24，进而激活MUC6来调节细胞粘附并抑制胰腺癌的生长和发展的推论[15]。虽然目前有关CASC2 在胰腺癌中的研究报道较少，但其现有成果仍带给研究人员可靠的研究思路，为胰腺癌后续的研究及诊治指明了方向。

1.3 CASC2 在胃癌中的研究

胃癌是消化系统常见的恶性肿瘤，被认为是癌症相关死亡的常见因素之一[19]。Mao 等人在胃癌中发现并验证了经典的CASC2/MAPK 通路,特别是ERK1/2 和JNK 组分对于胃癌的调控。CASC2过表达可以显著抑制ERK1/2 和JNK 的表达，同时研究人员发现CASC2 过表达和抑制ERK1/2 或JNK 的联合治疗可以在体外产生协同抑制胃癌发生发展的明显作用[20]。Wen 等人发现，在胃癌细胞及组织中E2F6 和CASC2 表达呈明显的负相关趋势，同时E2F6 可以反向调控胃癌细胞中CASC2的表达，而沉默CASC2 后又可以使得E2F6 下调所发生的变化逆转，从而加剧胃癌细胞的集落形成及侵袭并降低凋亡率[19]。此外，过表达CASC2 会使耐DDP(顺铂)的胃癌细胞对DDP 敏感性增加，而如果沉默CASC2 后其亲代细胞对DDP 的敏感性则会减低。同时，团队提出并通过实验成功验证了CASC2 通过使miR-19a 海绵化而改善胃癌细胞对DDP 敏感性的推论[21]。目前来看，有关CASC2 在胃癌发生发展中的明确调控机制仍处于研究阶段，仍需要我们不断探索发掘。

1.4 CASC2 在食管癌中的研究

食管癌是全球最常见的第八大恶性肿瘤，死亡率排第六位[22]。近年来，有关CASC2 在食管癌中的研究开始兴起。既往研究表明，SOCS1 是细胞因子信号的负反馈调节因子，在细胞的激活、增殖、转移、分化和耐药中起重要作用，Ying 等人证实了CASC2 和miR-155 之间的直接相互作用关系，认为CASC2 可以通过竞争性结合miR-155 上调SOCS1 表达[23]，同时CASC2 和SOCS1 蛋白之间的也具有直接相互作用关系，即CASC2 可以通过与SOCS1 蛋白结合来抑制其泛素化水平，从而提高SOCS1 蛋白稳定性[24]。Zhao 等人发现，由CASC2靶向的miR-181a 在食管癌中呈现过度表达，CASC2 可以负向调控miR-181a 从而抑制Akt 表达，且由CASC2/miR-181a/Akt 构成的信号通路可以增强顺铂在食管癌治疗中的抗肿瘤作用[25]。以上便是有关食管癌中CASC2 的研究概况与价值。

1.5 CASC2 在大肠癌中的研究

大肠癌是全球最常见的胃肠道癌症，其存在较为明显的年轻化趋势[26,27]。2016 年，研究人员首次在大肠癌中验证了CASC2/miR-18a/PIAS3/STAT3 相关信号通路，证实CASC2 和miR-18a 负相关，而CASC2 和PIAS3 则正相关，上调miR-18a 对于PIAS3 的表达下调可以起到一定的作用，进而增强STAT3 介导的基因表达，作为STAT3 的特异性阻遏物，上调miR-18a 的直接靶标PIAS3可以明显抑制结直肠癌的发生发展，同时，上调CASC2 能够通过延长G0/G1-S 相变在体外和体内抑制细胞增殖和肿瘤生长。即CASC2 可以竞争性结合miRNA-18a 从而通过上调PIAS3 下调STAT3 继而抑制大肠癌的发生发展[4]。此外，其他团队试着研究miR-21 在大肠癌中与CASC2 的联系，但没有发现二者相关联的具体证据，这与二者在其他癌中已证实的关系不符，为我们初步剔除了一条似乎并不可行的研究通路[28]。Dai 等人发现CASC2 可以在转录后水平调节Bcl-2 蛋白的表达，CASC2 可以抑制AUF1 与BCL2 基因的结合，从而使得BCL-2 翻译失活，进而抑制大肠癌的发展，此即CASC2/AUF1/Bcl-2 信号通路[29]。同年，该团队又提出了另一种CASC2/EZH2/BCL2通路的推论，即上调CASC2 可以与EZH2 增强子发生相互作用并使BCL2 表达沉默而发挥抗大肠癌发生发展的作用，也就是说CASC2 可以通过与EZH2 结合来抑制BCL2 表达发挥其抗肿瘤特性[30]。该团队两篇文章都立足于黄连素(Berberine)进行研究，讨论了黄连素在抗癌时的相关作用机制，研究发现，使用黄连素后，CASC2 会呈现过表达态势，而CASC2 表达下调时，黄连素对CASC2通路中Bcl-2 蛋白的抑制作用将被逆转，进一步实验证明黄连素可以抑制大肠癌细胞株的活力，促进细胞凋亡[29,30]，该实验结果为临床工作提供了指导性价值，也为我们提供了基因-细胞-组织-药物验证的科研思路。

1.6 CASC2 在口腔癌中的研究

口腔癌是世界第六大最常见的癌症，其发病率在发展中国家排第三位[31]。其中，口腔癌中最常见的组织类型是口腔鳞状细胞癌(OSCC)[32]。2018年，研究人员首次在口腔癌中验证了CASC2/miR-21 通路的作用，研究发现，CASC2 可以通过下调miR-21 来抑制口腔鳞状细胞癌的发生发展。此外，上调CASC2 可以抑制miR-21 的表达，PDCD4 基因表达及PDCD4 蛋白水平与CASC2 表达呈正相关趋势，而与miR-21 表达呈负相关。值得一提的是，PDCD4 不仅是miR-21 的靶标，同时也是参与细胞凋亡的关键抑癌基因[33,34]。这些研究在很大程度上填补了CASC2 在口腔癌中的研究空白，为我们临床及科研工作提供了巨大的参考价值。

表2 CASC2 在其他肿瘤中的研究进展

2 CASC2 在其他肿瘤中的研究

随着CASC2 研究的深入，越来越多相关通路在肿瘤中的作用被发现，其调控机制也越来越明确，同时研究人员们也认识到了其分子机制的的复杂性。Liu 等人发现，在星形细胞瘤中，CASC2 亚类中的CASC2c 与miR-101 存在明显的负相关趋势，miR-101 的低表达是CPEB1 高表达的原因之一，而上调的CASC2c 可能是miR-101 的低表达和CPEB1 过表达的原因，但其三者之间的具体作用及因果关系尚不明确，且此时高表达的CASC2c极有可能发挥促癌及导致预后不良的作用[35]。这也是为数不多的几例CASC2 发挥促癌作用的案例之一。此外，Jiang 等人在神经胶质细胞瘤中提出并验证了CASC2/miR-193a-5p/mTOR 信号通路，研究发现，过表达CASC2 后，该轴可以使肿瘤对于TMZ 的敏感性增加，提升治疗效果[36]。也有团队在该年发现了另一条可靠的CASC2/miR-181a/PTEN/p-AKT 通路，文中指出，CASC2 通过抑制miR-181a 上调PTEN 表达，进而下调p-AKT 表达并使神经胶质瘤细胞对TMZ 敏感性增加[37]。

CASC2/miR-18a-5p 轴的作用在多种癌中被发现，在乳腺癌、黑色素瘤、鼻咽癌中其被验证分别 以CASC2/miR-18a-5p/CDK19 信 号 通 路[39]、CASC2/miR-18a-5p/RUNX1 信号通路[40]、CASC2/miR-18a-5p/RBBP8 信号通路[41]发挥着抑癌作用。2017 年，非小细胞肺癌的RNPC1/CASC2/miR-181a 正向调控环的假设[42]、骨肉瘤中CASC2/miR-181a/RASSF6 信号通路[43]、黑色素瘤中CASC2/miR-181a/PLXNC1 信号通路[44]几乎同时被提出，使得人们对CASC2/miR-181a 轴的认识更加深入。

伴随着LncRNA 的研究热潮，CASC2 在甲状腺乳头状癌、前列腺癌、膀胱癌、卵巢癌、宫颈癌、肾癌中作为ceRNA 的抑癌调控机制及通路也被发现[45-52]。这不仅为我们提供了治疗相关癌症的良好思路，同时也体现了CASC2 的重要性。

3 小结与展望

目前，CASC2 的研究尚在起步阶段，其在肿瘤及炎症中的作用也逐渐被人们广泛认识并熟知。由现有研究我们不难发现，CASC2 在大多数肿瘤的发生发展中扮演着抑癌基因角色。CASC2 参与着肿瘤相关信号通路及转录后调控，其不仅可以通过影响多种miRNAs,如miR-24、 miR-183、miR-367 等发挥调控作用，同时也可以通过与蛋白相互作用直接影响信号转导。对于该LncRNA 而言，现有的研究手段主要为细胞学和组织学验证，虽然也存在利用裸鼠进行动物实验的文章，但相对较少。据我们的研究统计，目前CASC2 相关通路在消化系统肿瘤中的研究较其他癌中为多，约占52%。这也说明其在未来有望成为消化系统肿瘤预测及预后评估指标，成为新的肿瘤治疗靶点。我们有理由相信，在不久的将来，CASC2 的具体作用靶点及信号通路将被清楚地揭示，针对其抑癌作用的药物也将使得广大的患者群体受益，实现疾病真正的早发现、早诊断、早治疗。

由CASC2 现有研究成果推广来看，一条信号通路可能调控着不仅一种肿瘤的发生发展，一种肿瘤的形成也可能被多条信号通路调控着，其中是否具有某种潜在的协同作用，抑或是由生物学上的个体差异决定，更或者是因多种不同环境刺激引起的不同的结果，其中的奥秘仍有待我们继续探索。不仅如此，信号通路在调控炎症及肿瘤的形成与进展时，是否存在着不同信号介质或同种信号传递过程中的串联、并联关系及信号强弱依赖性，即在信号传递过程中是否会因信号的强弱而引起不同的结果也是我们可以思考并探索的话题。