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环状RNA在恶性血液病中的研究进展

2022-11-26于文青赵英玲叶春桃冯碧珊肖小灵黄望香深圳市龙岗中心医院血液内科广东深圳518116

吉林医药学院学报 2022年2期
关键词:细胞系激酶淋巴瘤

于文青,赵英玲,罗 玲,叶春桃,饶 晨,冯碧珊,肖小灵,黄望香 (深圳市龙岗中心医院血液内科,广东 深圳 518116)

环状RNA(circular RNA,circRNA)是基因组在转录过程中反向剪接而形成的一类单链闭环非编码RNA分子,长度在数百至数千个核苷酸之间[1]。circRNA最早于20世纪70年代被发现于植物中,称之为类病毒。随着RNA测序和生物信息学分析技术的迅猛发展,迄今为止已有发现超过10 000个人类circRNA[2]。近年来,越来越多的研究表明,circRNA也参与造血和血液恶性肿瘤的调控[3]。本文系统综述了circRNA在恶性血液病中的作用。

1 circRNA的生物功能

circRNAs可以定位在细胞质和细胞核内,也可以定位在细胞外的胞外囊泡中[4]。circRNAs表达呈现组织特异性,在癌症和其他病理学组织中circRNA表达谱可能会发生改变[5-6]。随着研究的深入,circRNAs的许多功能已被陆续发现,包括最新发现的合成多肽/蛋白质、募集蛋白质以及作为特定酶和底物之间的桥梁[7-8]。近年来,随着关于circRNA功能挖掘的深入,研究发现一些具有特殊序列的circRNA具有编码成多肽或蛋白质的功能,如circSHPRH、circAKT3等,这些circRNA编码的多肽或蛋白质进一步参与疾病进展的调控[9]。

2 circRNA和白血病

白血病是一种来源于骨髓造血祖细胞的恶性疾病,根据其自然病程和细胞来源可分为许多亚型。急性髓细胞白血病(AML)、慢性髓性白血病(CML)、急性淋巴细胞白血病(ALL)和慢性淋巴细胞白血病(chronic lymphocytic leukemia,CLL)是最常见的亚型,约占所有白血病病例的85%,其中AML是最致命的[6]。

2.1 circRNA和急性髓系白血病

AML是成人最常见的急性白血病,特点是不成熟白细胞数量急剧增多,抑制骨髓中正常造血细胞的生成[10]。许多导致AML的细胞遗传学异常已被陆续揭示,包括t(8;21)、t(15;17)和t(9;11)染色体易位,它们分别产生融合蛋白RUNX1-RUNX1T1、PML-RARA和MLL-AF9[10]。Guarnerio等通过检测患者样本发现,染色体重排可导致融合circRNA(f-circRNA)的生成,并分别从融合转录物PML-RARA和MLL-MLLT3(AF9)中鉴定出促进肿瘤进展的f-circRNA[11]。正常核型AML以异质基因突变为特征,这些异质基因突变对于疾病的治疗和预后具有重要的意义。Hirsch等在携带正常或突变的伴侣核磷蛋白基因(NPM1)的CN-AML细胞系中发现hsa_circ_0075001的升高与NPM1突变状态相关[12]。Wu等的研究发现circDLEU2在CN-AML中显著上调表达,高表达的circDLEU2导致AML细胞增殖和凋亡的改变[13]。Papaioannou等发现CN-AML中高表达的circHL8与较好的预后和生存率显著相关,同时血液和骨髓中恶性肿瘤的比例较低[14]。另外两种circRNAs,即circFOXO3和circFBXW7,被认为是AML中的肿瘤抑制因子[14-15]。

近年来,在AML中发现了更多的circRNA表达紊乱的现象。Chen等发现circANAPC7在AML骨髓样本中表达上调,并通过吸附miR-181发挥调控作用[16]。Ping等研究发现circ_0009910可吸附肿瘤抑制因子miR-20a-5p,进而促进AML的进展[17]。而Fan等报道circ_100290可通过吸附miR-293促进AML细胞增殖并抑制其凋亡[18]。Li等报道了circ_0004277在新诊断患者中表达水平较低,但其表达在诱导治疗完全缓解后恢复[19]。Yuan等在一项儿童AML队列研究中发现circ_0004136的表达量显著增加,并预测circ_0004136可能通过结合并抑制miR-142的表达促进AML细胞增殖[20]。Yi等在一项113例AML患者的队列研究中,发现circVIM表达水平升高与总生存期缩短显著相关,这表明circVIM可能是AML的预后标志物[21]。髓外浸润(EMI)是AML预后不良的指标,Lv等发现hsa_circ_0004520可以调节血管内皮生长因子A(VEGFA)的表达,这可能有助于AML-EMI的血管生成[22]。Sun等报道circMYBL2可通过促进FLT3 mRNA与RBP多嘧啶结合蛋白1之间的结合来增强FLT3翻译,circMYBL2沉默可恢复人类FLT3-ITD+细胞对TKI奎扎替尼的敏感性[23]。Shang等发现circPAN3是AML阿霉素耐药的关键因素,CircPAN3可结合miR-153-3p和miR-183-5p,进而调节与自噬和凋亡相关的关键蛋白——X-连锁凋亡抑制蛋白的表达水平[24]。

急性早幼粒细胞白血病(APL)是一种不常见的AML,其特点是形成早幼粒细胞白血病/维甲酸受体α融合蛋白。APL对全反式维甲酸治疗具有高反应性,可促进白血病细胞进一步分化和成熟[25-26]。Li等发现circHIPK2在全反式维甲酸治疗期间差异表达,circHIPK2在新诊断的患者中表达水平下降,并在完全缓解后恢复表达,进一步提示circHIPK2是APL的潜在生物标志物[26]。

2.2 circRNA和慢性粒细胞白血病

CML是一种罕见的克隆性骨髓增生性恶性肿瘤,年发病率为(1~2)/10万人[27]。CML的细胞遗传学特征是Philadelphia(Ph)染色体,由9号和22号染色体长臂之间的相互易位,即t(9;22)(q34;q11)产生[27]。融合基因BCR-ABL1可表达易位融合蛋白BCR-ABL1,这是一种酪氨酸激酶,可参与骨髓祖细胞存活和生长的信号分子的磷酸化、激活和失活[28]。高表达的BCR-ABL1激酶可能是由于基因扩增和Ph重复而引起的,可能引起TKI抵抗。此外,BCR-ABL1激酶结构域的特定突变可能会增强耐药性[29]。

Pan等研究发现来自BCR-ABL1的f-circRNA circBA9.3与第二代TKI伊马替尼的耐药性有关[30]。TKI耐药患者中circBA9.3的表达高于对照组,过表达circBA9.3可使细胞凋亡减弱[30]。Ping等发现CML患者的细胞和血清中hsa_circ_100053水平均增加,hsa_circ_100053的表达与临床分期、BCR/ABL1突变状态和对伊马替尼的耐药性有关,高水平的hsa_circ_100053被认为是CML患者总生存率的一个负性调控因子[17]。Liu等发现CML患者的细胞以及K562和KU812细胞系中hsa_circ_0080145上调表达[31]。此外,miR-29还可能使其他几种癌基因沉默,包括抗凋亡蛋白MCL1、p53上游抑制剂、DNA甲基转移酶和细胞外基质蛋白[32]。

2.3 circRNA和急性淋巴细胞白血病

ALL是儿童中最常见的癌症,也是年轻人癌症死亡的最常见原因[33]。目前药物治疗能够取得较高的生存率,但15%~20%的儿童患者可出现复发[34]。Salzman通过差异表达分析发现,在幼稚B细胞(CD19+)和造血干细胞(CD34+)数百个基因编码的转录本中,有10%以上是环状RNA[35]。Hu等发现circPVT1可通过结合miR-125和let-7抑制细胞增殖和凋亡,最终增加癌基因MYC和抗凋亡蛋白BCL2的表达,进而促进白血病的进展[36]。Gaffo等的研究发现儿童患者B细胞前体细胞中,circPVT1、circHIPK3和circPAX5表达显著上调。circPAX5和circHIPK3与miR-124-5p的结合被认为可协同干扰B细胞成熟和促进疾病进展[37]。

2.4 circRNA和慢性淋巴细胞白血病

CLL的特点是小而成熟的CD5+B细胞在血液、骨髓和淋巴器官中积聚。CLL B细胞具有相对较低的增殖率和较高的抗凋亡能力[38]。研究发现circRPL15在CLL患者血浆中差异表达,被认为是CLL诊断筛查的潜在生物标志物[39]。Xia等研究发现,circCBFB在CLL细胞中上调表达,提示其可以作为CLL患者的预后和诊断标志。circCBFB可通过结合miR-607激活人类细胞系中的Wnt/β-catenin通路,进而参与CLL的进展[40]。Wu等发现circ_0132266在CLL细胞系中可结合miR-337-3p,被认为可能是CLL的抑瘤因子[41]。

3 circRNA和淋巴瘤

淋巴瘤是起源于淋巴细胞或其祖细胞的恶性肿瘤,往往局限于淋巴结和淋巴系统。淋巴瘤分为霍奇金淋巴瘤和非霍奇金淋巴瘤,后者较为常见。非霍奇金淋巴瘤根据细胞系可分为两大类:B细胞淋巴瘤(BCL)和T细胞淋巴瘤(TCL)。

3.1 circRNAs和T细胞淋巴瘤

Deng等发现上调表达的circLAMP1可通过吸附miR-615-5p,从而增加盘状结构域受体酪氨酸激酶2(DDR2)的表达水平,DDR2编码受体酪氨酸激酶蛋白家族的一员,进而激活参与细胞增殖、细胞外基质重塑和肿瘤侵袭的信号通路。敲低和过表达实验进一步验证了circLAMP1在促进TCL细胞增殖和抑制凋亡中的作用[42]。

3.2 circRNA和B细胞淋巴瘤

弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBCL)是最常见的非霍奇金淋巴瘤[43]。Hu在DLBCL细胞的细胞质和细胞核中均检测到circAPC表达减低,circAPC吸附miR-888进而促进APC的翻译,最终通过抑制Wnt/β-catenin通路而使细胞增殖能力减弱[44]。间变性大细胞淋巴瘤(ALCL)是一种罕见的高侵袭性T细胞淋巴瘤[45],Babin等利用CRISPR/Cas9技术在小鼠和人类细胞系中构建出NPM1-ALK易位模型,并鉴定出f-circRNA-mA和f-circRNA-hD为ALCL相关circRNA(统称为f-circRNA-NPM1-ALK)[46]。

4 circRNA和多发性骨髓瘤

多发性骨髓瘤(MM)的特点是骨髓浆细胞增生,是第二常见的血液肿瘤,占所有血液恶性肿瘤的10%[47],转移率高且易出现耐药[48]。然而,当前关于circRNA调控MM发病的研究相对较少。刘等发现circSMARCA5在MM组织和细胞系中显著下调,且具有较好的诊断价值,circSMARCA5的表达水平与β-2-微球蛋白和MM分期呈负相关[49]。Feng等的研究发现,circ_0000190在MM患者的骨髓和外周血中均低表达,进一步研究发现circ_0000190表达减少导致miR-767-5p水平增加,通过抑制MAPK4表达进而促进MM进展[50]。随后,Chen等检测了circ_0000190在47例患者中的表达,结果显示,circ_0000190的高表达与更高的总生存率有关,证实circ_0000190具有潜在的治疗价值[51]。

综上所述,circRNA在白血病中发挥着重要的调控作用,可作为白血病的诊断、预后和耐药预测的生物标志。随着转录组学相关技术的不断发展,与白血病发病机制有关的circRNA不断地被挖掘。未来还需深入研究circRNA调控恶性血液病发生发展的分子机制及其临床意义,以便为恶性血液病的诊断和治疗提供精确的生物标志和治疗靶点。

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