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lncRNA HOTAIR 在卵巢癌发生发展中的作用机制及其临床应用研究进展

2021-01-10黄锦源代荫梅

山东医药 2021年20期
关键词:紫杉醇上皮卵巢癌

黄锦源,代荫梅

首都医科大学附属北京妇产医院妇科,北京100026

卵巢癌发病率和病死率均居女性恶性肿瘤的第八位[1]。尽管卵巢癌的手术、化疗相关研究取得较多进展,但卵巢癌患者的5 年生存率并没有得到实质性改善[2]。研究卵巢癌发生发展的分子基础,寻找更有效的治疗策略具有重要意义。长链非编码RNA(lncRNA)是一类转录长度大于200个核苷酸的非蛋白质编码RNA,通过多种机制对一系列生物过程发挥广泛的调节作用[3]。同源异型盒基因转录反义基因间RNA(HOTAIR)最早是由RINN 等发现的第一个反式调控基因表达的lncRNA[4-6]。多项研究发现,HOTAIR 与卵巢癌的发生发展密切相关,且在卵巢癌的诊断、治疗和预后评估方面均有一定应用价值,现收集相关研究并综述如下。

1 HOTAIR在卵巢癌发生发展中的作用机制

1.1 HOTAIR 与卵巢癌易感性的关系 单核苷酸多态性是指一个基因共享序列中的单个核苷酸在物种个体间或在个体的成对染色体中改变超过1%时所导致的DNA序列多态性。HOTAIR单核苷酸多态性已被证明与肺癌、胃癌、宫颈癌等多种恶性肿瘤密切相关[7]。WU 等[8]研究显示,HOTAIR rs4759314和rs7958904 与上皮性卵巢癌易感性显著相关;在中国人群中,HOTAIR rs4759314 的AG 基因型和AA基因型携带者患上皮性卵巢癌风险显著升高,而HOTAIR rs7958904 的C 等位基因携带者可显著降低患上皮性卵巢癌的风险。QIU 等[9]研究发现,在中国人群中,HOTAIR rs920778 的 TT 基因型和 T 等位基因携带者患卵巢癌风险升高,与晚期肿瘤分期、淋巴结转移及预后不良显著相关,而未发现与患者年龄、肿瘤分化或组织亚型之间的相关性;此外,携带HOTAIR rs920778 TT 基因型和CT基因型患者的总生存期比携带CC 基因型的患者显著缩短。后来的一项研究显示,在伊朗人群中,HOTAIR rs4759314 G 和 rs1899663 T 携带 者 对卵巢癌的易感性增高[10]。这些发现表明,HOTAIR 单核苷酸多态性与卵巢癌的易感性密切相关,提示在普通 人 群 中 筛 查 HOTAIR rs4759314、rs7958904、rs920778、rs1899663 以及识别基因型和等位基因类型有助于筛查卵巢癌易感人群,对于卵巢癌的早期发现、早期诊断具有重要意义。

1.2 HOTAIR与卵巢癌发病的关系 HOTAIR已被证明可以促进肝癌、肺癌、结直肠癌、宫颈癌等多种恶性肿瘤的发生、发展,被认为是一种癌基因[11-14]。HOTAIR 也与卵巢癌的发生发展密切相关。HOTAIR 可竞争性结合 miR-1、miR-214-3p 和 miR-330-5p 调节丝裂原活化蛋白激酶1 的表达,竞争性结合miR-214 和miR-217 调节磷脂酰肌醇3 激酶调节亚基3 的表达,从而促进卵巢癌SKOV3 细胞的增殖、迁移和侵袭[15-16]。李经纬等[17]证实,HOTAIR 能够通过抑制miR-519d 的表达,发挥促进卵巢癌SKOV3 细胞增殖的作用。此外,HOTAIR 可通过竞争性内源性RNA 调控网络负性调控miR-206 的表达,正向刺激细胞周期蛋白(Cyclin)D1 和Cyclin D2的表达,促进卵巢癌细胞增殖、细胞周期进展、细胞迁移和侵袭[18]。下调卵巢癌细胞中HOTAIR 的表达可通过抑制HOXA7基因的表达从而抑制细胞增殖、迁移和侵袭,诱导细胞凋亡;HOTAIR 和HOXA7 基因下调均可抑制肿瘤生长[19]。ZHANG 等[20]研究证实,HOTAIR 通过竞争性结合miR-373,正向调节Rab22a蛋白的表达,而Rab22a能够调节肿瘤细胞的增殖和上皮-间质转化过程。

QIU 等[21]阐明了 HOTAIR 在浆液性卵巢癌细胞增殖过程中起到关键作用,部分通过调节Cyclin E、Bcl-2、Caspase-9、Caspase-3 和 BRCA1 等细胞周期和凋亡相关蛋白来调节卵巢癌细胞周期进程和细胞凋亡过程。而在铂诱导的DNA 损伤反应过程中,HOTAIR 可调节激活基因表达(包括Chk1 和γ-H2AX),以抑制卵巢癌细胞周期进程[22]。ZHANG等[23]证实,HOTAIR充当miRNA海绵“吸附”miR-206,导致T-box 转录因子3 表达上调,从而维持卵巢癌干细胞的干细胞特性。而下调卵巢癌干细胞中HOTAIR 表达则可以抑制上皮-间质转化,减少体外细胞的迁移和侵袭,抑制体内肿瘤生长和转移[24]。此外,HOTAIR 的敲除既可以通过抑制MMP和上皮-间质转化相关基因表达来减少高转移性上皮性卵巢癌细胞系的迁移和侵袭,也能够显著降低上皮性卵巢癌体内腹膜转移模型肿瘤的直径,减少肿瘤灶的数量并抑制肿瘤体内转移[25]。另一项研究发现,抑制卵巢癌细胞中HOTAIR 的表达,能够减少Snail 蛋白的表达,增加上皮型钙黏蛋白的表达,从而显著降低卵巢癌细胞的侵袭能力和对裸鼠的致瘤能力[26]。

2 HOTAIR在卵巢癌诊断中的应用

由于卵巢癌早期缺乏特征性症状和有效的筛查方法,约70%的卵巢癌患者确诊时已为晚期,积极寻找有效的卵巢癌标志物对于早期发现卵巢癌非常重要[27]。ZHANG 等[23]发现,与卵巢良性上皮性肿瘤患者相比,卵巢癌患者循环中HOTAIR 的表达水平更高,循环HOTAIR 用于区分卵巢癌和卵巢良性肿瘤的ROC 曲线下面积(AUC)为0.867,特异度和敏感度分别为82.4%和80.0%,约登指数0.624。李洋等[28]研究发现,卵巢癌患者血清中HOTAIR 的表达较健康对照组显著升高,AUC 为0.947。因此,循环HOTAIR 有望成为卵巢癌早期诊断的一种生物标志物。此外,牛荔等[29]研究发现,血清糖类抗原125>200 kU/L 患者的HOTAIR 阳性率和相对表达量高于≤200 kU/L 的患者,但是联合使用HOTAIR和糖类抗原125 等其他生物标志物是否比单独指标检测有更好的诊断效能,还需要进一步验证。

3 HOTAIR在卵巢癌治疗中的应用

随着临床上化疗药物的广泛应用,许多卵巢癌对铂类和紫杉醇类等化疗药物已产生耐药性,导致患者预后不良。因此,卵巢癌耐药性问题已得到广泛关注。研究表明,对顺铂耐药的卵巢癌细胞中HOTAIR 表达水平上调,与卵巢癌细胞的铂耐药性之间有强相关性[22,30]。进一步研究发现,卵巢癌细胞中HOTAIR 表达升高可通过激活Wnt/β-catenin途径诱导细胞对顺铂耐药[31]。HOTAIR 也可竞争性结合 miR-138-5p,阻止 miR-138-5p 与 zeste 同源基因增强子2 和组蛋白去乙酰化酶结合,从而促进卵巢癌细胞对顺铂的耐药性[30]。而下调卵巢癌细胞中HOTAIR 的表达可提高卵巢癌细胞对顺铂的敏感性[19,27]。刘健等[32]发现,下调卵巢癌顺铂耐药细胞SKOV3中HOTAIR的表达能够逆转细胞对顺铂的耐药性,抑制胞外信号调节激酶1/2 途径可能是其作用机制。自噬调节可逆转肿瘤对化疗的耐药性,包括顺铂耐药性。YU等[33]证实,敲除卵巢癌细胞中的HOTAIR 可通过抑制顺铂诱导的自噬从而增加卵巢癌细胞对顺铂治疗的敏感性。因此,HOTAIR 有望成为顺铂耐药卵巢癌的潜在治疗靶点。

铂类药物是治疗卵巢癌的一线药物,可诱导DNA 链内和链间交联,产生单链断裂,激活核苷酸切除修复[34]。TESCHENDORFF 等[35]认为,HOTAIR与接受化疗的类型在评估治疗反应方面存在明显的交互作用;HOTAIR 表达或其更稳定的替代的DNA甲基化信号可能表明卵巢癌细胞中存在对卡铂耐药的细胞子集,并可作为逆转卡铂耐药性的新靶点。铂类和紫杉醇相结合的化疗已成为卵巢癌的标准治疗方案。紫杉醇的临床应用显著改善了卵巢癌的治疗效果,但紫杉醇耐药问题也同样影响卵巢癌患者的预后。研究证实,HOTAIR 通过上调检查点激酶1蛋白水平,增强上皮性卵巢癌对紫杉醇的耐药性。JIANG 等[36]也发现,HOTAIR 可提高卵巢癌细胞对紫杉醇的耐药性,而下调HOTAIR 表达可抑制裸鼠卵巢癌生长,并增强紫杉醇疗效。

以HOTAIR 为靶点的治疗有望在人类恶性肿瘤的治疗中得到应用。从理论上讲,HOTAIR 的活性可以通过特定的siRNA 或类似物沉默、有序列结合作用的miRNA 竞争性调节、小分子干扰或屏蔽HO⁃TAIR 上的结合位点和功能结构域、破坏HOTAIR 的高级结构等多种方式来阻断,也可以使用药物直接针对HOTAIR 下游的通路和分子来达到治疗作用。李经纬等[37]研究发现,氧化苦参碱以剂量依赖性方式明显降低了卵巢癌SKOV3 细胞中HOTAIR 的表达水平,且以时间和剂量依赖性方式抑制SKOV3 细胞增殖,其机制可能与调控凋亡相关蛋白Bcl-2 和Bax 表达相关。OZES 等[38]使用一种基于肽核酸的方法特异性阻断卵巢癌细胞中HOTAIR 与EZH2 的相互作用,在体外和体内抑制HOTAIR-EZH2 的活性,降低 NF-κB 活性和及靶基因 MMP-9 和 IL-6 的表达,从而降低HOTAIR 高表达的卵巢癌细胞株的侵袭能力,提高对铂类耐药的卵巢肿瘤小鼠的化疗敏感性,减少肿瘤形成并提高存活率。然而,通过siRNA 或miRNA 阻断HOTAIR 的活性多是基于细胞实验的结果,未来还需要进一步的动物实验和临床试验来证实。

4 HOTAIR在卵巢癌预后评估中的应用

寻找可靠的卵巢癌标志物预测患者临床转归至关重要。ZHANG 等[23]分析循环 HOTAIR 与临床病理参数之间的联系,发现血浆HOTAIR 水平升高与FIGO 分期晚期和浆液性卵巢癌有关。另一项研究发现,外周血HOTAIR 表达水平与卵巢癌术后转归密切相关,可作为血清糖类抗原125 的辅助指标预测术后复发[39]。因此循环HOTAIR 检测可作为一种非侵入性方法评估卵巢癌患者预后。此外,多项研究表明,上皮性卵巢癌组织中HOTAIR 的表达水平显著高于非癌组织,HOTAIR 表达与上皮性卵巢癌的 FIGO 分期、组织学分级和转移显著相关[18,25,28]。多因素Cox回归分析显示,HOTAIR表达水平是总生存期和无病生存期的独立预测因素,其高表达提示患者预后不良[25]。

浆液性卵巢癌是上皮性卵巢癌最常见的组织类型。与正常卵巢组织相比,HOTAIR 在浆液性卵巢癌组织中过度表达,并且HOTAIR 过度表达与侵袭性肿瘤表型和不良预后相关[21]。研究显示,HO⁃TAIR 高表达或其更稳定的替代的DNA 甲基化高信号可预测卡铂治疗的卵巢癌患者预后不良[35]。荟萃分析表明,HOTAIR 高表达与卵巢癌患者总生存期缩短相关[40]。因此,检测卵巢癌组织中的HOTAIR对卵巢癌预后有良好的预测价值,HOTAIR 有望成为预测卵巢癌患者预后的分子标志物。然而,也有研究认为,HOTAIR 在原发性卵巢癌组织中的表达与临床病理参数无关[35],因此仍需要大规模和多中心的随机试验来明确HOTAIR 对卵巢癌预后的预测价值。

综上所述,HOTAIR 已被证明能够促进卵巢癌的增殖、细胞周期进程、迁移和侵袭,抑制细胞凋亡,增强细胞自噬,诱导上皮-间充质转化和促进化疗耐药性等多种病理过程,提示HOTAIR 在卵巢癌的诊断、治疗和预后评估中有一定应用价值。HOTAIR 表达分析可通过不同的定量技术进行,如RT-PCR、基于简单的比色观察和电化学检测的无PCR 诊断方法[41]。然而,组织样本的收集可能涉及侵入性操作,是否活检取样、能否活检取样取决于临床的初步判断和分类,这限制了HOTAIR 检测在临床上的应用。作为肿瘤组织的替代标本,通过非侵入性操作便可获取的循环HOTAIR 数据在诊断、治疗和预后评估方面可能具有巨大的潜力。近年研究在HOTAIR 的生物学功能、作为潜在生物标志物的开发和治疗应用等方面取得了可观的进展,但是HOTAIR 在卵巢癌中的生物学功能仍未被深入了解。除了已报道的HOTAIR 表达调控机制外,HOTAIR 是否通过其他机制参与卵巢癌的发生发展或化疗耐药性的产生,这些问题仍需要未来研究积极探索。随着HOTAIR 下游途径和相关分子不断被发现,以HOTAIR 为靶点的抗肿瘤策略有望在包括卵巢癌在内的恶性肿瘤治疗中得到应用。

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