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长链非编码RNA在卵巢癌中的研究进展

2020-12-29杨维娜徐燕颖

山东医药 2020年29期
关键词:卵巢癌特异性染色体

杨维娜,徐燕颖

天津医科大学第二医院,天津300211

卵巢癌是病死率最高的妇科疾病之一,其中约85%是上皮性卵巢癌(EOC)[1]。目前,卵巢癌的治疗一般采用手术、化疗、放疗或其他治疗,虽然患者在短期内得到缓解,但其复发率和转移率仍很高。因此,需要寻找及开发新的诊断和治疗策略。长链非编码RNA(lncRNA)是长度超过200个核苷酸且缺乏蛋白质编码能力的RNA,大约76%的人类基因组被转录生成lncRNA,它们位于细胞核和(或)细胞质中。在高通量测序技术和其他先进研究技术的帮助下,lncRNA的生物功能越来越明确。越来越多的证据表明[2],lncRNA在细胞迁移、生长、侵袭、凋亡和分化等不同的细胞过程中发挥重要作用。然而,lncRNA在包括肿瘤在内的人类疾病中的生物功能和分子机制尚不明确[3]。lncRNA在妇科肿瘤中的研究仍处于起步阶段,许多lncRNA的失调已经在妇科肿瘤中被报道,并与临床特征相联系。本研究对lncRNA在卵巢癌发生和发展中的作用作一综述,旨在为卵巢癌的诊断、治疗和预后提供参考。

1 人类卵巢癌特异性转录因子2 (HOST2)

2003年,Liwa等[4]发现了一种新的转录本HOST2,长度1 800 nt,位于染色体10q23.1上。它是已报道在卵巢癌中过表达的5种人类卵巢癌特异性转录物(宿主)中的第2种。HOST2在EOC组织中有高度特异性表达,在其他多种常见恶性肿瘤中无表达或非常低。研究发现,HOST2能促进肿瘤细胞的增殖和迁移以及小鼠异种移植瘤的进展;抑制HOST2表达后,人卵巢癌OVCAR-3细胞的迁移、侵袭和增殖能力降低。有研究表明[5,6],HOST2功能类似分子海绵,其致瘤作用依赖于直接与miR-let-7b结合,导致其靶基因HMGA2、c-Myc、Dicer、Imp3表达增加,从而促进了EOC的发生发展。

2 HOX转录反义RNA(HOTAIR)

HOTAIR是目前发现的第一个反式作用的lncRNA,其位于人类染色体12q13.13,长度为6 232 bp。人类HOX基因家族分为HOXA、HOXB、HOXC和HOXD 4个亚家族,而HOTAIR是从HOXC位点的自定义阵列中识别出来的。虽然HOTAIR位于HOXC基因簇的反义链上,但可以调控HOXD基因簇。HOTAIR可以调和其5′末端与PRC2和组蛋白去甲基化酶形成的复合物,将两个复合物绑定到特定的基因位点,分别使组蛋白H3赖氨酸(H3K27me3)和组蛋白H3二甲Lys4(H3K4me2)修饰,从而导致染色体在一个封闭的区域沉默表达[7,8]。与正常卵巢组织相比,HOTAIR在卵巢癌组织中高表达;HOTAIR高表达与EOC的发生发展、侵袭、转移和预后密切相关[9,10]。这些研究强提示HOTAIR高表达可作为预测EOC进展的生物标志物,且可作为卵巢癌不良预后的预测因素[11]。在EOC患者中,HOTAIR表达与癌症分期存在相关性,这种相关性可能与基质金属蛋白酶(MMPs)和上皮-间质转化(EMT)相关基因有关;敲除HOTAIR可抑制EMT,从而降低肿瘤发展和迁移潜能。也就是说,HOTAIR可以作为治疗EOC患者的潜在靶点。

近年来,有研究报道HOTAIR在EOC中通过调节细胞周期和细胞凋亡途径发挥作用[12]。沉默HOTAIR可以延缓细胞周期的进展,从而促进EOC细胞A2780和OVCA429凋亡并抑制细胞增殖。其作用机制部分是通过调控细胞周期和凋亡相关基因表达实现的,如Cyclin E、Bcl-2、Caspase-9、Caspase-3和BRCA1。目前,这些研究可以扩展到我们对于HOTAIR下游基因的认知,包括细胞周期相关蛋白和凋亡相关蛋白。在卵巢癌细胞中发现,HOTAIR表达会通过激活Wnt/β-catenin通路从而诱导细胞发生顺铂耐药性。鉴于lncRNA在EOC中异常表达的重要性,为我们基于lncRNA的EOC靶向治疗提供了理论依据。

3 H19

H19作为人类发现的第一个与癌症相关的lncRNA,大量研究表明其在多种肿瘤组织中存在差异表达[13]。H19是一个全长2 300 nt的lncRNA,位于染色体11p15.5。它是一种双功能RNA,既可作为miR-675的前体又是lncRNA。H19是一种癌胚基因,只在胚胎中表达,在成人的正常组织中不表达,而在多种起源的肿瘤组织中呈高表达。胰岛素样生长因子2(IGF2)作为H19邻近基因,其与H19在正常的月经周期和妊娠早期发挥关键作用。在子宫内膜中雌二醇(E2)可刺激H19高表达,而孕激素可以导致H19下调。H19可以诱导蛋白激酶(MAPK)超家族表达,其中c-Jun、JNK1/2和细胞外信号调节激酶(ERK)1、ERK2等与很多肿瘤的发生过程密切相关[14]。

此外,在生殖系统恶性肿瘤中H19表达可抑制细胞凋亡相关基因的表达。有实验发现,在EOC细胞中H19过表达增强了EOC细胞的迁移和侵袭能力[15]。在EOC细胞侵袭和迁移等EMT过程中,均可发现H19抑制了细胞凋亡基因的表达。大量研究表明,H19在肿瘤中具有促进肿瘤或抑制肿瘤的双重作用。有研究报道,通过原位杂交方法发现90%的EOC患者腹水细胞中H19高表达,通过降低卵巢癌皮下接种裸鼠模型中H19表达,可以观察到40%的肿瘤生长受到抑制[16]。这说明H19过表达促进了EOC的生长,而下调H19表达可以抑制EOC的生长。相关研究发现,组蛋白H1.3可以抑制H19表达,从而抑制EOC细胞的生长[17]。H1.3是H1的变体,在EOC细胞OVCAR-3中高表达。此外,H1.3过度表达会降低OVCAR-3细胞的生长速度和集落形成能力,提示H1.3可能对癌细胞有抑制作用。此外,在多个不同的卵巢癌细胞系中,H1.3过表达可抑制H19表达,而下调H1.3可以增加H19表达,提示组蛋白H1.3是H19的特异性抑制剂。其机制为过度表达的组蛋白H1.3可以占用印记H1.3,以更好地控制印记区域(ICR),包括H19监管机构区域,同时也伴随着DNA甲基化增加和减少绝缘子蛋白CCCTC绑定因素的ICR。最重要的是,H1.3表达升高与H19表达降低的协同作用能更好地抑制EOC生长。

4 X-非活性特异转录本(XIST)

XIST是位于X染色体失活(Xi)中心的lnRNA,长约16 500 nt。在X染色体失活的初始阶段起重要作用,XIST序列结构或功能的改变可能导致X染色体上免疫相关基因表达异常,这或许可以部分解释许多自身免疫性疾病对女性易感的现象[18]。XIST在X染色体失活初始阶段的确切分子机制尚不清楚,但有大量证据表明XIST在细胞分化、增殖过程和维持基因组稳定性方面发挥作用。由于XIST位于X染色体,特异性地在女性体内表达,因此其多涉及妇科疾病。研究表明,XIST表达减少与卵巢癌无进展间歇期有关,且会降低卵巢癌细胞对紫杉醇的敏感性[19],即两者呈正相关。这一机制可以通过紫杉醇的XIST毒性作用来解释,也可能与X-特异性耐药基因的重新激活和这些基因在X染色体上的表达增加有关。另一种解释是,XIST的丢失是由遗传不稳定性引起的,从而促进了卵巢癌对化疗的耐药性,提示XIST可作为卵巢癌预后及对化疗疗效的潜在生物标志物。

5 其他lncRNA

lncRNA UCA1克隆自人膀胱癌细胞系BLZ-211,全长1 442 bp。早期研究表明,UCA1与胚胎和膀胱癌的发生发展相关,在卵巢癌和其他肿瘤中也有高表达[20]。此外,UCA1通过上调卵巢癌组织中MMP2和MMP9的表达,在促进肿瘤细胞的侵袭转移中起关键作用。UCA1低表达可下调MMP14表达,而MMP14是miR-485-5p的靶基因之一。此外,UCA1还可以促进EOC转移,与预后不良有关。lncRNA MEG3位于人类染色体14q32.3,也称为母系表达基因3[21]。研究发现,MEG3在许多正常组织中均有表达,包括卵巢组织;但在乳腺癌、宫颈癌、肝癌、结肠癌等肿瘤组织和肿瘤细胞系中,MEG3水平极低或很少被检测到。研究表明,与正常卵巢组织相比,MEG3在EOC组织和卵巢癌细胞中表达较低或无表达,且过表达MEG3可抑制卵巢癌细胞增殖,促进卵巢癌细胞凋亡[22]。因此,MEG3对于卵巢癌可能是一个肿瘤抑制基因。这种作用由多种机制所致,如MEG3启动子甲基化增加可减少MEG3 RNA在EOC组织中的表达,MEG3还可通过针对性地抑制卵巢癌增殖因子p53和(或)RB1表达。所以,通过进一步的研究,MEG3可能作为潜在的治疗目标为卵巢癌提供新的治疗策略。

综上所述,lncRNA在调控卵巢癌细胞的生长、分裂、转移、侵袭、增殖、耐药等方面发挥着重要作用。此外,某些lncRNA在卵巢癌中异常表达,可为患者的诊断、治疗和预后提供重要的参考信息[23]。lncRNA与卵巢癌对化疗药物的敏感性有关[24],检测肿瘤细胞内的lncRNA水平可以预测患者对化疗的敏感性。在分子治疗方面,lncRNA作为一种新兴靶点可以为卵巢癌的靶向治疗提供新的靶点[25]。但与miRNA相比,lncRNA的研究仍处于起步阶段。目前,仅有少量lncRNA被发现与卵巢癌相关,其在卵巢癌发生发展中的分子机制尚不明确。因此,需要进一步研究lncRNA,了解其分子机制,为提高疾病的诊治水平和改善临床预后提供帮助。

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