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miRNA调控EMT参与卵巢癌侵袭转移的研究进展

2022-12-06李风艳

实用药物与临床 2022年6期
关键词:卵巢癌标志物耐药

刘 萱,李风艳

0 引言

卵巢癌(Ovraian cancer,OC)是全世界最致命的妇科肿瘤,很大程度上与特定症状不典型、无可靠生物标志物有关[1]。OC患者5年生存率低至41.8%[2]。多数患者在确诊时处于晚期,因此迫切需要开发能够帮助早期诊断OC的生物标志物。众多研究表明,miRNA能通过不同靶基因及信号通路调控OC细胞上皮-间充质转化(Epithelial-mesenchymal transition,EMT),故本文对此类miRNA进行总结,并分析其参与OC细胞EMT的具体机制。

1 miRNA与EMT

1.1 miRNA microRNA(miRNA)是一种小单链非编码RNA[3-4]。它是由原始 miRNA被RNAseⅢ类的核酸内切酶酶切而成为成熟miRNA,该miRNA与下游靶基因的信使RNA的3′UTR结合,抑制蛋白质翻译。miRNA表达异常存在于不同类型肿瘤中,miRNA可以调节细胞迁移、侵袭[5]及耐药性[6]。近年来多项研究发现其在OC的进展中表达紊乱,通过调控EMT,对OC的结局有着截然不同的影响。

1.2 EMT EMT指细胞上皮性特征(如细胞间接触)丢失,而获得间质性特征(如增强运动性)的过程[7]。EMT不仅参与慢性炎症[8]、器官纤维化[9]等过程,还参与多种肿瘤侵袭迁移及耐药。在肿瘤发生EMT时,原本连接紧密的上皮细胞转变为连接松散的间质细胞,这一过程加快肿瘤恶性行为进展,侵袭能力提高[10]。EMT包括上皮标志物的丢失,如E-钙黏蛋白(E-cadherin),还包括间质标志物的增加,如N-钙黏蛋白(N-cadherin)。

2 与卵巢癌EMT相关的miRNA

许多miRNA与肿瘤EMT呈相关性,影响肿瘤进展。E-cadherin表达下降及 N-cadherin表达增加是EMT的常用标志,且EMT受多种信号通路调节。miRNA通过影响上述标志物的表达或相关通路,进而影响EMT。miRNA可以促进、抑制、双重调控OC细胞EMT。

2.1 促进卵巢癌EMT的miRNA

2.1.1 miRNA-9 作为转移相关的miRNA,miRNA-9可以触发许多癌症的恶性表型[11-13],导致癌症进展和预后不良,同样的研究在OC中已被证明。Sui等[14]对OC和癌旁正常组织进行研究,发现miRNA-9在OC组织的水平下降,转染miR-9抑制剂后,检测到EMT相关上皮指标E-cadherin低表达,而间质指标Vimentin相反,研究还发现,miRNA-9在编码E-cadherin的mRNA有1个互补位点,因此,miRNA-9通过与E-cadherin结合,使其水平降低,促进OC细胞EMT。由此可见,miRNA-9抑制剂有望成为治疗OC的新方法。

2.1.2 miRNA-28-5p 研究者对10例OC组织及6例癌旁组织分析,QRT-PCR检测结果提示,miRNA-28-5p在OC水平较高,转染成熟模拟物的OC细胞Vimentin的蛋白水平上调,增殖能力变强,此外QRT-PCR结果表明,miRNA-28-5p通过抑制ES2和SKOV3细胞中草鱼NEDD4结合蛋白基因1(NEDD4 binding protein 1,N4BP1)促进OC细胞EMT,从而证明miRNA-28-5p可作为OC的促进因子[15]。

2.1.3 miRNA-27a和miRNA-577 Wnt/β-catenin是EMT经典的信号通路,β-catenin和c-myc在Wnt/β-catenin信号通路中起重要作用[16]。Zhang等[17]研究发现,人OC细胞HO8910和OV90转染miRNA-27a后,侵袭能力明显提高,导致间充质细胞表型发生转变,特别是在HO8910细胞中,细胞形态改变为长梭形,Western blot结果显示,miRNA-27a过表达使E-cadherin水平下降,而转录因子叉头框蛋白O1(Forkhead box O1,FOXO1)基因的敲除可降低E-cadherin表达,增加β-catenin和c-myc表达,表明miRNA-27a作用于靶基因FOXO1,触发Wnt/β-catenin信号通路,促进EMT。最新一项研究证明,miRNA-577可充当LINC01094的靶基因,同样可激活Wnt/β-catenin轴,促进OC细胞EMT过程[18]。

2.2 抑制卵巢癌EMT的miRNA

2.2.1 miRNA-200 miRNA-200家族(miRNA-200b、miRNA-200c、miRNA-429、miRNA-200a、miRNA-141)是最经典的调控EMT的miRNA家族。信号转导和转录激活因子4(STAT4)可诱导EMT发生,促进OC恶性行为,但具体机制不明[19]。有研究指出,细胞低氧状态是癌症发展的一个促进因素,Li等[20]通过研究低氧型模型,发现STAT4的水平显著上调,并有助于调节EMT。此外,还发现STAT4是miRNA-200a的直接目标,miRNA-200a与STAT4的表达呈负相关,并抑制了EMT,而miRNA-200a的沉默在体外和体内均促进了STAT4介导的EMT调节,这为其参与低氧诱导OC细胞EMT提供了一个潜在的分子机制。

2.2.2 miRNA-222-3p miRNA-222通过下调其靶标p27提高OC细胞增殖潜力[21],miRNA-222-3p可以通过靶向上皮性卵巢癌(Epithelial ovarian cancer,EOC)中的G蛋白α抑制剂2(G protein alpha inhibiting activity polypeptide 2,GNAI2)抑制肿瘤细胞增殖,但具体机制不明[22]。随后Fan等[23]研究发现,miRNA-222-3p直接与程序性细胞死亡因子10(Programmed cell death 10,PDCD10)的3’-UTR结合,抑制PDCD10的翻译,可以同时在体内体外阻止EOC的恶性行为,PDCD10水平的上升可下调E-cadherin,从而诱导EMT。这表明miRNA-222-3p靶向PDCD10,通过EMT途径可阻止OC恶性行为。

2.2.3 miRNA-382 miRNA-382在不同肿瘤生长过程异常表达,其在人OC中表达下调[24]。然而,相关作用机制不明,Tan等[25]对其相关作用机制进行探究,发现miRNA-382的水平与SKOV3和COV434细胞中上皮标志物的水平呈正相关,miRNA-382水平的增高显著降低了受体酪氨酸激酶孤儿受体1(Receptor tyrosine kinase-like orphan receptor 1,ROR1)的3′-UTR的荧光素酶报告活性,ROR1过表达后,上皮标志物的mRNA水平降低,miRNA-382通过ROR1抑制OC细胞EMT,miRNA-382/ROR1对OC的临床治疗意义重大。

2.2.4 miRNA-636 Hhedgehog(HH)信号通路参与维持组织器官正常发育,也可以在肿瘤中被异常激活[26]。miRNA已被证实能调节HH信号通路。miRNA-636过度表达可上调E-cadherin的水平,使OC细胞增殖减慢并凋亡,抑制miRNA-636,上述现象消失。流式细胞仪检测示miRNA-636过表达,使OC细胞停滞于G0/G1期,而抑制miRNA-636,则减少了G0/G1期的细胞数量[27]。Gli2是HH通路的“枢纽基因”,Gli2是miRNA-636在OC中的目标基因,miRNA-636过表达使Gli2的蛋白水平降低,而高水平的Gli2可通过降低E-cadherin的水平而增强OC细胞EMT,这说明miRNA-636可直接靶向HH通路中的转录因子Gli2,进而抑制OC细胞EMT。这表明Gli2-miRNA-636信号通路在OC转移中发挥重要作用。

2.2.5 miRNA-29c-3p和miRNA-101 miRNA调控OC细胞EMT还受长链非编码RNA (LncRNA)影响。研究发现,上调miRNA-29c-3p可降低OC的恶性行为,而敲除LINC01296可以逆转这一过程[28],因此,miRNA-29c-3p 被预测为LINC01296的靶点,该miRNA在OC细胞中的低水平导致OC不良结局。除此之外,抑制miRNA-29c-3p可极大降低E-cadherin的水平,而LINC01296基因敲除逆转了miRNA-29c-3p抑制引起的EMT。LINC01296/miRNA-29c-3p轴介导了OC细胞中EMT的机械调控。Liang等[29]构建了间充质OC的内源竞争RNA(Competing endogenous RNAs,CERNA)调控网络,同时鉴定了一个在间充质OC样本中上调表达的LncRNA AP000695.4,命名为前转变相关RNA(PTAR)。研究发现,miRNA-101通过调控锌指转录因子(Zinc finger E-box Binding Homeobox 1,ZEB1)抑制OC细胞EMT,PTAR作为miRNA-101的CERNA,竞争性结合miRNA-101-3p,调控ZEB1的表达,PTAR-miRNA-101-ZEB1轴可为预防OC转移提供新策略。

2.3 双重调控卵巢癌EMT的miRNA Chao等[30]通过荧光素酶报告基因分析证实,miRNA-187的靶点位于残疾基因同源物2(Disabled homolog 2,DAB2)基因的3′-UTR。DAB2作为抑癌基因,可通过EMT促进晚期OC转移。miRNA-187与DAB2结合在OC进展过程发挥双重作用,在OC发生初期,miRNA-187水平的增高可抑制DAB2,促进OC细胞EMT,OC进展过程中,miRNA-187水平不断升高,抑制了DAB2依赖的EMT,因此推测miRNA-187水平高的癌症患者,其存活率更高。

3 与卵巢癌耐药相关的miRNA

3.1 miRNA-302 miRNA-302在OC细胞中水平降低,抑制miRNA-302后,A2780细胞对顺铂的耐药性提高,转染抑制剂的A2780细胞更易获得肿瘤恶性行为,在耐药A2780cisR细胞中,E-cadherin的下调与A2780细胞相比明显增强,因此,miRNA-302可抑制顺铂耐药细胞的EMT。此外,miRNA-302的靶点为三磷酸腺苷酶家族蛋白2(ATPase family AAA domain-containing 2,ATAD2),通过该靶点抑制顺铂耐药细胞EMT和侵袭力,ATAD2基因的敲除可逆转顺铂耐药细胞EMT,ATAD2的高水平可逆转miRNA302诱导的顺铂耐药细胞β-catenin的下调。因此在化疗耐药中,miRNA-302激活或ATAD2失活可能是一种新型调控轴[31]。

3.2 miRNA-513a-3p Chen等[32]发现,miRNA-513a-3p在OC耐药细胞的表达下调,miRNA513a-3p水平提高,导致OC细胞对顺铂的敏感性加强,抑制其EMT。顺铂化疗后,复发的OC患者肿瘤组织中同源异型盒基因(Homebox7,HOXB7)表达减少,生存率与HOXB7水平呈负相关,这些结果表明,miRNA-513a-3p可能是HOXB7表达的直接抑制因子,以HOXB7作为靶点抑制OC细胞EMT并提高其对顺铂的敏感性。

4 展望

综上所述,miRNA在OC发挥关键性作用,调控卵巢癌EMT,在OC进展中可发挥正性或负性调控。在该过程中,miRNA发挥多重作用,参与调控各种信号通路,如HH信号通路、Wnt/β-catenin信号通路,调控其他因子及受体,如PDCD10、ROR1等,还可直接充当靶基因。但作为一种新型的潜在治疗策略,目前的成果还未产生真正的临床效益,是否能够根据对miRNA的监测而判断患者预后仍需探索。OC的病理类型众多,具体机制还需进行深入研究。此外,OC的死亡率高还归因于对当前化疗药物的耐药性,而miRNA调控EMT产生化疗药物耐药的实验甚少,具体机制有待研究。因此,开发特定的靶向药物来调控肿瘤的生物行为、如何通过调控miRNA提高化疗药物的敏感性将是研究的重点。

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