长链非编码RNA在三阴性乳腺癌中的研究进展

黄双庆 李 甜 张卫红

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤,近年来其发病率不断上升。根据WHO国际癌症研究机构2021年的分析报告,2020年全球乳腺癌新发病例高达226万例,发病率居女性恶性肿瘤首位[1]。三阴性乳腺癌(triple negative breast cancer,TNBC)即雌激素受体(estrogen receptor,ER)、孕激素受体(progesterone receptor,PR)和人表皮生长因子受体2(human epidermal growth factor receptor-2,HER-2)表达均为阴性的乳腺癌,占乳腺癌的10%～20%,被认为是一种独立的临床病理类型。该类型乳腺癌的异质性强,易发生脑、肺、肝等远处转移,TNBC患者复发后的生存时间显著短于非TNBC患者复发后的生存时间,其中位生存时间约13个月,预后较差[2]。近年来,研究者对TNBC的作用机制有了一定认识,尤其是长链非编码RNA(long nocoding RNA, lncRNA)的异常表达对TNBC的发生和进展起着关键作用。本文综述了lncRNA在TNBC的细胞增殖和凋亡、侵袭和转移、上皮-间充质转化等生物学过程中的研究进展,探讨lncRNA作为TNBC诊断和预后判断的潜在生物标志物及治疗靶点的可能性。

1 lncRNA在TNBC中的生物学功能

lncRNA是内源性RNA,长度>200个核苷酸,大多数为1 000～10 000个核苷酸,既往研究[3]认为其不具有编码RNA的功能。随着研究者们对lncRNA的不断探索,发现人体内广泛存在lncRNA,其参与X染色体沉默、基因组印记、染色质修饰、转录激活、转录干扰、核内运输等过程。lncRNA根据其与蛋白质编码基因的相对位置可分为5种:基因间lncRNA、内含子lncRNA、正义lncRNA、反义lncRNA和双向lncRNA[4]。lncRNA具有广泛的生物学功能,是癌症领域中研究较多的RNA之一。在哺乳动物基因组中,已经检测出了超过58 000种lncRNA,并且在基因编码数据库29版(GENCODE V29)中检索出约30 000个lncRNA[5]。lncRNA的生物发生与mRNA有相似之处,大部分lncRNA是由RNA聚合酶Ⅱ转录形成的转录物拼接而成[6]。与mRNA不同,大多数lncRNA定位于细胞核和染色质,在细胞核和染色质中控制DNA序列,参与转录调控,并且在细胞质中具有不同的功能,有些lncRNA可以通过外切体传递运输至相邻的细胞或血清[7]。因此,lncRNA在表观遗传、转录和转录后3个层面实现对基因表达的调控[8]。由于lncRNA的复杂性和多样性,不同lncRNA的生物发生和调节机制尚未被完全阐明。凭借着不断进步的检测技术,未来lncRNA的生物发生和合成机制将进一步被人类深入认识。

1.1 lncRNA 对TNBC细胞增殖和凋亡的影响 已有多项研究明确了lncRNA在TNBC细胞增殖和凋亡中的重要作用。例如,lncRNA LRRC75A-AS1通过作为竞争内源性RNA调节脑和急性白血病细胞胞质(brain and acute leukemia cytoplasm,BAALC)蛋白表达,促进TNBC细胞增殖[9];lncRNA ANRIL通过微RNA(microRNA,miR)-199a促进TNBC细胞增殖和肿瘤生长发育,从而导致癌变[10];lncRNA DANCR也可促进TNBC肿瘤的生长及细胞增殖[11];lncRNA LUCAT1通过调节miR-5702加速细胞增殖、细胞周期进程和转移,以及减弱细胞凋亡,促进TNBC的发展[12];lncRNA AFAP1-AS1通过靶向miR-145调节MutT同源酶1表达,促进TNBC的细胞增殖[13]。上述关于lncRNA在TNBC细胞增殖和凋亡中的研究结果均表明lncRNA对TNBC生物学行为有重要影响。

1.2 lncRNA在TNBC侵袭和转移中发挥重要作用 一项纳入480例乳腺癌患者的队列研究[14]发现,lncRNA NAMPT与乳腺癌特异性生存率和总生存率相关,NAMPT-AS是TNBC的致癌lncRNA,其表观遗传激活NAMPT以促进肿瘤进展和转移。此外,研究[15]发现,lncRNA ARNILA作为miR-204的竞争内源性RNA促进其靶基因性别决定区Y框蛋白4(sex determination region of Y chromosome box 4,SOX4)表达,从而诱导并促进TNBC侵袭和转移。lncRNA RMST通过抑制TNBC的侵袭和迁移,促进细胞凋亡,调节细胞周期发挥抑癌作用[16]。以上结果表明,lncRNA可能为TNBC诊断和预后判断的潜在生物标志物。

1.3 lncRNA通过激活TNBC上皮-间充质转化促进转移 转移是肿瘤发展过程中可能发生的现象,其涉及上皮细胞和肿瘤细胞向间充质的转化。通过上皮-间充质转化肿瘤细胞可获得较高的迁移、侵袭、抗凋亡能力。多项研究结果表明,lncRNA在TNBC的上皮-间充质转化过程中起着重要作用。lncRNA-ZEB2-AS1通过磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(protein kinase B,又称Akt)/糖原合成酶激酶3β/E盒结合锌指蛋白2(E-box binding zinc finger protein 2,ZEB2)信号通路正向调节ZEB2表达并激活TNBC的上皮-间充质转化,被认为是TNBC发展的重要影响因素,是潜在的癌基因靶标[17]。lncRNA H19通过p53/TNF-α诱导蛋白8通路调节上皮-间充质转化,从而参与TNBC的侵袭和转移[18]。研究[19]显示,lncRNA AdSVP-lncRNAi9通过阻断TNBC的上皮-间充质转化而表现出抗肿瘤活性,为治疗高度恶性难治性TNBC提供了一种新的候选溶瘤病毒疗法。

2 TNBC中lncRNA的异常表达

2.1 TNBC中表达上调的lncRNA lncRNA在各种类型乳腺癌中起着枢轴作用。研究[20]发现,lncRNA异常表达显著影响TNBC的细胞增殖、血管生成、侵袭和转移、上皮-间充质转化,在调节细胞生长、细胞凋亡和肿瘤进展中起到重要作用。lncRNA NEAT1通过调节TNBC的细胞凋亡和细胞周期促进TNBC进展[21]。lncRNA LINK-A促进TNBC糖酵解和肿瘤发生[22]。上述lncRNA会加速TNBC的进展,阐明这些表达上调的lncRNA(表1)的作用机制可能为TNBC的早期诊断和临床治疗提供新思路。

表1 TNBC中表达上调的lncRNA

2.2 TNBC中表达下调的lncRNA 部分lncRNA在TNBC中表达下调。研究[28]显示,lncRNA PVT1通过促进Krüppel样因子5重组蛋白/β-连环蛋白信号转导来驱动TNBC的发生,并抑制了细胞增殖、集落形成和原位异种移植肿瘤的生长。lncRNA sONE通过诱导miR-34a、miR-15a、miR-16和let-7a等的表达来抑制TNBC的侵袭性[29]。TNBC的侵袭和远处转移是TNBC患者预后和生存的主要影响因素,因而lncRNA对于肿瘤侵袭的作用将是未来研究的一个新思路,表达下调的lncRNA(表2)或可作为TNBC潜在的治疗靶点。

表2 TNBC中表达下调的lncRNA

3 lncRNA可作为TNBC诊断和预后判断的潜在生物标志物

早期诊断是TNBC预后良好的关键。近年来,研究者们热衷于探索检测肿瘤和判断其进展的生物标志物。多项研究显示,lncRNA是TNBC诊断和判断的潜在生物标志物。一项荟萃分析结果表明,lncRNA母体表达基因3的低表达与癌症患者的整体存活率有关[34]。此外,包含1 097例乳腺癌样本的癌症基因组图谱分析结果显示,有3种lncRNA(AC091043.1、AP000924.1和FOXCUT)可作为TNBC诊断的生物标志物,另有3种lncRNA(AC010343.3、AL354793.1和FGF10AS1)与预后相关[35]。2017年的一项研究[36]发现,lncRNA ANRIL、HIF1A-AS2和UCA1在乳腺癌患者的血浆中过表达,并有证据表明三者可同时用于区分TNBC与非TNBC。Bermejo等[37]进行的表观基因组范围关联研究显示,甲基化的lncRNA LINC00299存在于TNBC患者的外周血中,并可作为TNBC的一个生物标志物,表现出较高的诊断价值。研究[38]发现,lncRNA HIF1A-AS2和AK124454可参与TNBC的细胞增殖和侵袭,并且具有良好的预后判断作用。由此可见,lncRNA可作为生物标志物在TNBC诊断和预后判断中发挥重要作用。

4 lncRNA作为TNBC的潜在治疗靶点及其相关治疗方式

由于缺乏ER、PR或HER-2表达,内分泌治疗和常规靶向治疗对TNBC患者意义不大。目前,TNBC患者的主要治疗方法包括化学治疗、手术治疗和放射治疗。耐药是化学治疗的缺点之一,也是治疗效果减弱的主要原因。lncRNA不仅在LNBC的发生和进展中起重要作用,还对LNBC治疗的耐药性起作用。研究[39]发现,lncRNA H19在紫杉醇耐药的细胞中异常高表达,认为lncRNA H19通过调节Akt信号通路抑制紫杉醇在TNBC中的耐药性。lncRNA是一种TNBC潜在的治疗靶点,其抑制或过度表达可能对TNBC有治疗意义[40]。研究[41]结果表明,lncRNA LINP1可作为支架用于形成突触复合体连接断裂的DNA末端,以提高双股断裂的DNA的修复能力,并推测阻断lncRNA LINP1可能会提高TNBC对放射治疗的敏感性。lncRNA LNC00173通过拮抗miR-490-3p在TNBC中起到致癌基因的作用,为TNBC提供了一种治疗策略[42]。lncRNA WEE2-AS通过调节miR-32-5p/TOB1促进TNBC细胞增殖,抑制迁移和侵袭,也为治疗TNBC提供了新的治疗靶点[43]。上述研究结果不仅表明lncRNA在TNBC放射治疗、化学治疗中的重要性,还具有抗癌作用,并且有些lncRNA的异常表达模式有利于指导靶向治疗,使其更加精准。

5 结 语

lncRNA异常表达已成为TNBC发生、发展研究的热点之一。虽然大量研究发现lncRNA在基因表达中发挥着调控功能,但是对其在TNBC发生、发展中如何精确地发挥生物学功能,以及在TNBC诊断、治疗和预后中的作用有待进一步探讨。相信随着对lncRNA与TNBC关系研究的深入,lncRNA的神秘面纱终将会被揭开,本临床实践中TNBC的诊治水平得以明显提高。