核不均一核糖核蛋白L在肿瘤中作用机制的研究进展

傅煜，符爽，张继红

（中国医科大学附属盛京医院血液研究室，沈阳 110022）

核不均一核糖核蛋白（heterogeneous nuclear ribonucleoprotein，hnRNP）是一类可以与RNA结合的蛋白家族，参与RNA剪接、细胞信号转导、基因表达调控等多种细胞内反应。hnRNP L是该家族的重要成员，主要位于细胞核内，广泛分布于骨髓、脑、肺、肝脏等人体多种器官和组织，参与免疫、肿瘤等生理、病理过程的发生、发展和调控。目前对于hnRNP L在肿瘤中的确切作用尚无统一定论，其在各类肿瘤中的作用机制涉及长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）结合机制、选择性剪接机制、DNA损伤修复机制等。本文总结了hnRNP L在各种肿瘤中的作用机制，从而探索hnRNP L成为肿瘤潜在治疗靶点和预后指标的可能性。

1 hnRNP家族

核不均一RNA包括前信使mRNA和成熟mRNA，核不均一RNA与某些特定蛋白质结合形成hnRNP复合物，是真核生物中转录过程的重要调控因子。这类特定蛋白即hnRNP，是一类RNA结合蛋白家族。hnRNP家族包括至少20种不同的蛋白质，根据分子量大小命名为hnRNP A～hnRNP U，这些蛋白参与mRNA转录过程，起不同作用。根据hnRNP的空间定位，可将其分为核内hnRNP和核转运hnRNP。前者仅定位于细胞核内，参与前信使mRNA的转录调控。而后者定位于细胞核两侧，参与mRNA向核外转运以及前信使mRNA的剪接、加工和修饰等。

在分子功能方面，现已证实hnRNP参与了RNA剪接、端粒的生物发生、DNA修复、细胞信号传导以及转录翻译过程。研究［1］发现，hnRNP家族成员hnRNPA2B1具有免疫监视功能，可参与外来病毒的识别。在肿瘤方面，目前已在多种肿瘤中发现hnRNP表达水平改变，包括肝癌、肺癌、乳腺癌等［2-4］。hnRNP在这些肿瘤的细胞凋亡、血管生成、细胞侵袭和上皮-间质转化过程中发挥重要作用。同时，除了癌症，许多hnRNP还与神经退行性疾病存在关联［5］。

2 hnRNP L的生理功能

hnRNP L基因1989年由PIÑOL-ROMA等［6］首次报道，定位于染色体19q13.2。目前已经发现hnRNP L基因存在9种不同编码和长度的转录本。其编码蛋白hnRNP L是与hnRNP复合物稳定结合的蛋白之一，与其他hnRNP蛋白一起，在维持RNA稳定性、转运、剪接以及通过与lncRNA结合调控基因表达中起重要作用［7-8］。

在细胞生物功能方面，hnRNP L蛋白是重要的剪接因子，可与外显子或内含子结合，起激活或阻遏作用。hnRNP L特异性识别CA富集序列，抑制隐性外显子［9］。对前信使mRNA的选择性剪接是hnRNP L的重要功能。最新研究［10］表明，这种选择性剪接可由含SET结构域蛋白2（SET domain containing 2，SETD2）与hnRNP L特异性相互作用激活。SETD2可以引导hnRNP L与正确的靶向前信使mRNA结合，从而发挥剪接功能。在调控翻译方面，hnRNP L以RNA开关的方式调节RNA翻译，通过调节血管内皮生长因子A的压力依赖性表达，提高癌细胞的抗缺氧能力，使细胞存活。该开关机制是一个多节点相互调控的网络，CDK6、MKLN1和EIF5是新的依赖hnRNP L导向的RNA开关转录物。Src激酶是hnRNP L磷酸化和RNA开关通路激活所必需的，为hnRNP L的mRNA开关机制奠定基础［11］。

在组织器官功能方面，hnRNP L是维持表皮干细胞、祖细胞同一性所必需的。hnRNP L通过结合半桥粒和细胞外基质基因，并通过稳定RNA聚合酶Ⅱ与这些基因的结合来促进转录。hnRNP L介导的基因表达允许基底层干细胞和祖细胞附着于下层真皮，防止过早分化和失巢凋亡。研究［12］发现，hnRNP L在釉质发育中起关键作用，可促进成釉细胞的增殖和分化，调控骨形态发生蛋白信号通路。hnRNP L敲除小鼠出现釉质器官发育缺陷，内釉上皮细胞数量减少，成釉细胞的增殖和分化受到抑制，骨形态发生蛋白信号通路减弱。hnRNP L通过下调SETD2抑制牙周膜干细胞的成骨分化，提示hnRNP L可能在牙齿发育中起关键作用［13］。ALEXANDER等［14］发现，hnRNP L在正常脊椎动物肌肉发育和功能中发挥重要作用，hnRNP L是肌源性分化所必需的。小鼠中hnRNP L缺失是胚胎早期致死因素，其功能异常与强直性肌营养不良的病理过程相关。在呼吸系统中，hnRNP L可与lncRNA lncITPF结合，进而调节整合素β样1基因的启动子中H3和H4组蛋白乙酰化［15］。在肾脏发育中，褪黑素受体1A（melatonin receptor 1A，MTNR1A）的表达下调与肾脏病理状况密切相关。hnRNP L通过其编码区的CA重复元件对MTNR1A转录物发挥稳定作用。肾小管上皮细胞胞质中的hnRNP L可上调MTNR1A表达，可成为膜性肾病等肾脏疾病的潜在治疗靶点［16］。

另外，hnRNP L在机体免疫调控方面也发挥重要作用。GAUDREAU等［17］发现，hnRNP L的沉默影响了T细胞的激活，hnRNP L敲除小鼠中T细胞数量明显减少，hnRNP L的选择性剪接可调节前T细胞的发育、增殖和迁移。OZAY等［18］发现，蛋白激酶Cθ通过作用于hnRNP L，调控调节性T细胞中FOXP3的稳定性。还有研究［19］发现，hnRNP L可通过2个CACACA序列与lncRNA linc-AAM相互作用，导致hnRNP L从其靶基因的H3组蛋白解离，从而激活靶基因的转录，进而激发机体适应性免疫反应。

3 hnRNP L在肿瘤中的作用机制

3.1 消化系统肿瘤

3.1.1 肝癌：肝癌是一种高度侵袭性实体恶性肿瘤，具有高发病率、高死亡率、低生存率等特点。因其早期诊断困难，导致预后更差。研究肝癌发生的机制有助于确定更敏感的生物学指标和新的治疗靶点，提高患者生存率。

国内有学者发现，肝癌组织中hnRNP L的表达显著升高，其升高程度与肿瘤恶性特征相关，并指出hnRNP L可能通过巨噬细胞极化参与肝癌进程［20］。国外也报道了hnRNP L在肝细胞癌中过度表达，并指出其高表达程度与患者肿瘤大小增加和存活率降低相关，敲减hnRNP L表达可显著抑制细胞生长、迁移和体外侵袭，强烈提示hnRNP L高表达与临床进展相关［21］。

hnRNP L参与肝细胞癌发生、发展的另一类重要机制是lncRNA机制。MA等［22］发现，hnRNP L通过与lncRNA SPRY4-IT1结合，介导肿瘤坏死因子途径，促进肿瘤的生长和转移。WANG等［23］发现，lncRNA SNHG6通过与hnRNP L结合并竞争性吸附后者，导致SETD7mRNA不稳定，从而促进了肝细胞癌的进程。正常情况下，hnRNP L可通过与SETD7 mRNA 3’-非翻译区（untranslated region，UTR）结合发挥其稳定作用，而当其与lncRNA SNHG6发生竞争结合时，失去了对SETD7mRNA稳定性的调控，而SETD7的抑制与肿瘤细胞分化减少和侵袭性表型相关。KLINGENBERG等［24］发现，hnRNP L通过与lncRNA CASC9在细胞质中结合，磷酸化并激活主要激酶中枢AKT信号通路，从而促进肝癌细胞存活和增殖。

在预后方面，有研究［25］通过生物信息学方法发现hnRNP L高表达与肝癌预后不良相关，这为临床诊断和预后生物标志物的进一步研究指明了方向。可见，hnRNP L参与了肝癌发生、进展的多个过程，通过不同机制发挥重要作用，并且其表达量高低与预后密切相关，可能成为判断预后的敏感指标。

3.1.2 胃癌：胃癌是常见的消化系统肿瘤，在中国其发病率呈逐年上升趋势，造成高死亡率的原因之一是早期诊断困难，因此确定胃癌的早期诊断指标对挽救患者的生命至关重要。YU等［26］发现，hnRNP L是与胃癌微卫星不稳定性相关的敏感指标。胃癌微卫星不稳定性患者具有更高的hnRNP L表达水平，同时hnRNP L在胃癌中的表达水平较癌旁组织明显升高，并提示预后不良。高表达hnRNP L的胃癌组织与炎症反应、细胞增殖相关，机制涉及γ干扰素反应、MYC靶点、E2F靶点和G2/M检查点等，提示hnRNP L可能成为胃癌早期诊断的新指标。

3.1.3 其他消化系统肿瘤：在其他消化系统肿瘤中，hnRNP L与lncRNA结合机制同样发挥重要作用。有日本学者发现，lncRNA CALIC可与hnRNP L相互作用，形成CALIC/hnRNP L复合物，该复合物上调酪氨酸激酶受体表达，增强了结肠癌细胞的转移潜能［27］。在治疗机制和耐药方面，HU等［28］发现敲除hnRNP L可提高结直肠癌细胞的DNA断裂水平，并增加肿瘤细胞对结直肠癌化疗药物奥沙利铂的敏感性，hnRNP L对奥沙利铂引起的DNA损伤中DNA修复因子的募集至关重要，提示靶向hnRNP L可能提高对奥沙利铂耐药患者的化疗效果。

3.2 泌尿生殖系统肿瘤

3.2.1 泌尿系统肿瘤：膀胱癌是泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一，并且近年来在中国的发病率呈急剧上升趋势。尽管外科技术和辅助治疗有了很大改进，但局部肿瘤的复发和进展、远处转移以及不良预后仍是临床上有待解决的问题。膀胱癌的发生是一个多基因、多因素、多步骤的过程，并与环境和遗传因素有关。hnRNP L通过抑制固有的凋亡信号和增强MAPK信号通路，导致膀胱癌预后不良和肿瘤进展，表现为hnRNP L的缺失参与肿瘤细胞凋亡进程，可导致Bcl-2表达降低、关键因子caspase 6和caspase 9表达增强，从而抑制MAPK信号通路［29］。

Wilms瘤是儿童最常见的肾脏肿瘤，研究［30］发现，hnRNP L在Wilms瘤细胞中高水平表达，hnRNP L作为p53mRNA结合蛋白，通过p53和Bcl-2途径促进肿瘤细胞增殖，抑制凋亡，是Wilms瘤一种新的发病机制。也有研究［31］表明，在成纤维细胞系中，hnRNP L与p53mRNA的5’-UTR结合，并作为p53翻译的正向调节因子，促进细胞周期停滞和凋亡。hnRNP L在p53通路调节机制中的作用有待进一步研究。

3.2.2 生殖系统肿瘤：卵巢癌是严重威胁女性健康的生殖系统肿瘤，是最致命的妇科癌症之一。hnRNP L参与卵巢癌的发生过程，其降解可抑制卵巢癌细胞的增殖和侵袭。有研究［32］提出，FBXO16-hnRNP L轴在控制卵巢癌细胞生命过程中发挥关键作用，并可能通过调节Bcl-2mRNA的稳定性参与肿瘤发生。

FEI等［33］则发现，hnRNP L可直接调节雄激素受体RNA的选择性剪接，雄激素受体是关键的前列腺癌特异性癌基因。hnRNP L在前列腺癌细胞中异常表达，敲除hnRNP L可抑制前列腺癌细胞的生长，但对正常前列腺细胞生长没有影响。国内也有学者发现hnRNP L高表达于前列腺癌组织，并且表达量与癌症T分期、临床分期、Gleason评分密切相关，提示hnRNP L可能成为前列腺癌早期诊断标志物和治疗靶点［34］。

3.3 血液系统肿瘤

hnRNP L在造血系统的发育过程中发挥重要作用。小鼠中，该基因的缺失导致了几乎全系别血细胞的减少，并导致小鼠过早死亡。hnRNP L限制caspase依赖性死亡受体途径的激活，对维持造血干细胞的存活和功能完整性至关重要。hnRNP L缺陷的造血干细胞缺乏自我更新和促进造血分化的能力［35］。

慢性淋巴细胞性白血病中，hnRNP L与BUB1基因3’-UTR的多态标记D2S1888结合，影响microRNA-155靶向并维持BUB1的表达［36］。BUB1基因编码一种丝/苏氨酸激酶，对维持非整倍体癌细胞稳定性起重要作用，提示hnRNP L参与肿瘤细胞异常核型的维持。

hnRNP L还可通过促进细胞中Bcl-2的表达，参与B细胞淋巴瘤的发生。反之，当Bcl-2终止密码子附近hnRNP L结合位点发生缺失时，会降低Bcl-2融合基因的表达并诱导细胞发生凋亡［37］。

3.4 头颈部肿瘤

口腔鳞状细胞癌是常见的口腔恶性肿瘤，其发病机制在很大程度上仍然未知。hnRNP L蛋白在口腔鳞状细胞癌组织和细胞中高表达，促进癌细胞的增殖、侵袭和转移。hnRNP L调节致癌剪接因子SRSF3的表达及其第4外显子的选择性剪接［38］。国内学者通过生物信息学软件预测了口腔鳞状细胞癌中hnRNP L的靶基因，发现CD55可与其相互作用，并且hnRNP L对CD55的第7内含子进行了选择性剪接。敲减hnRNP L表达后，包含第7内含子的CD55亚型表达明显升高，有利于肿瘤细胞躲避补体的攻击，促进肿瘤的发展［39］。

头颈部鳞状细胞癌组织中hnRNP L第7外显子的包含率明显低于正常组织，这种截短的hnRNP L与患者的预后良好呈正相关。此外，SRSF3抑制hnRNP L第7外显子的保留，SRSF3和hnRNP L可以相互抑制自身调节，提示hnRNP L第7外显子的选择性剪接可能成为头颈部鳞状细胞癌的治疗靶点［40］。由此可见，头颈部肿瘤中hnRNP L发挥作用的机制主要涉及对与hnRNP L结合的mRNA的选择性剪接，导致细胞向利于肿瘤的方向发展。

综上所述，hnRNP L在肿瘤的发生、发展中扮演重要角色，现已发现hnRNP L在消化系统、泌尿生殖系统、血液系统、头颈部等肿瘤中发挥功能。在绝大多数肿瘤中，hnRNP L起致癌作用，异常表达表现为表达量的升高。hnRNP L在各类肿瘤中的作用机制涉及lncRNA结合机制、选择性剪接机制、DNA损伤修复机制等，参与的下游信号通路包括MAPK通路、p53/Bcl-2通路、凋亡通路等，并且在部分肿瘤中还发现hnRNP L与肿瘤细胞转移、癌症分期及预后相关，提示hnRNP L可能成为恶性肿瘤的潜在治疗靶点及预后指标。