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        Lin28/Let-7在腫瘤中的研究進(jìn)展

        2016-03-09 17:50:54申昊綜述謝明祥審校
        貴州醫(yī)藥 2016年9期
        關(guān)鍵詞:膠質(zhì)瘤肝細(xì)胞干細(xì)胞

        申昊 綜述 謝明祥 審校

        (遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院神經(jīng)外科,貴州 遵義 563000)

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        Lin28/Let-7在腫瘤中的研究進(jìn)展

        申昊 綜述 謝明祥 審校

        (遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院神經(jīng)外科,貴州 遵義 563000)

        Lin28; Let-7; 肝癌; 肺癌; 神經(jīng)膠質(zhì)瘤

        Lin28是存在于高級(jí)真核生物的一種在結(jié)構(gòu)上高度保守的RNA結(jié)合蛋白,對(duì)人體的正常發(fā)育及某些疾病狀態(tài)有著重要作用[1]。在人體細(xì)胞中,Lin28對(duì)Let-7的轉(zhuǎn)錄有負(fù)性調(diào)節(jié)的作用,抑制Let-7成熟體的合成,上調(diào)細(xì)胞周期,促進(jìn)干細(xì)胞的增殖。在人類腫瘤干細(xì)胞中,Lin28可通過(guò)選擇性抑制Let-7成熟體的加工合成,從而促進(jìn)腫瘤干細(xì)胞增殖及抑制其凋亡,最終導(dǎo)致腫瘤發(fā)生;在人類腫瘤細(xì)胞中,Lin28呈現(xiàn)高表達(dá)狀態(tài),而Let-7呈低表達(dá)狀態(tài),普遍認(rèn)為L(zhǎng)in28與Let-7是一對(duì)相互抑制和負(fù)向調(diào)控的因子,故被稱為雙向負(fù)反饋調(diào)節(jié)軸或調(diào)節(jié)環(huán)。本文對(duì)Lin28及Let-7在腫瘤細(xì)胞中表達(dá)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述如下。

        1 Lin28和Let-7

        1.1 Lin28的生理功能 Lin28的生理功能Lin28最早發(fā)現(xiàn)于秀麗隱干線蟲中,在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中對(duì)基因的時(shí)序基因差異表達(dá)起著重要的調(diào)節(jié)作用,Lin28主要存在于高級(jí)真核生物中。在人體干細(xì)胞中除Lin28(Lin28A)存在以外,還發(fā)現(xiàn)有一同源基因Lin28B,在結(jié)構(gòu)與功能上Lin28A與Lin28B保持高度的相似性[2]。Lin28在胚胎發(fā)育、細(xì)胞代謝以及腫瘤發(fā)生均有重要作用。研究[3]發(fā)現(xiàn),Lin28可促進(jìn)胚胎肝細(xì)胞的增長(zhǎng):(1)Lin28可使人類iPSC克隆數(shù)量增加;(2)在小鼠胚胎干細(xì)胞中,Lin28過(guò)表達(dá)可加速細(xì)胞增殖,而抑制Lin28可減慢細(xì)胞增殖;(3)Lin28表達(dá)降低可導(dǎo)致胚胎干細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄因子HMGA1蛋白水平下調(diào)。Lin28在胚胎干細(xì)胞中高度表達(dá),但在干細(xì)胞變異時(shí)被抑制。在哺乳動(dòng)物中,Lin28也與涉及細(xì)胞代謝的過(guò)程,在小鼠糖尿病模型中發(fā)現(xiàn)Lin28通過(guò)抑制Let-7促進(jìn)insulin-PI3K-mTOR通路調(diào)節(jié)細(xì)胞糖代謝,而過(guò)表達(dá)的Let-7則表現(xiàn)胰島素抵抗和糖耐量受損[4]。研究[5]發(fā)現(xiàn),Lin28/Let-7通過(guò)調(diào)節(jié)PDK1促進(jìn)非小細(xì)胞型肺癌細(xì)胞的糖酵解并影響腫瘤干細(xì)胞的功能。研究[6]證明,Lin28是一種致癌基因,它在多種腫瘤細(xì)胞中過(guò)表達(dá),促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和腫瘤的發(fā)展,Lin28的表達(dá)也與惡性腫瘤患者的生存密切相關(guān)。

        1.2 Let-7的生理功能 Let-7的生理功能Let-7是最早發(fā)現(xiàn)于秀麗隱干線蟲中的一種miRNA,參與細(xì)胞的生發(fā)、發(fā)育及凋亡等,MicroRNA(miRNA)是指長(zhǎng)度約21~25 nt的某些特殊的小型非編碼RNA組成的家族,是一種結(jié)構(gòu)上高度保守的非編碼RNA,在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中,它主要與靶基因mRNA互補(bǔ)結(jié)合,使mRNA的降解或翻譯抑制,以此調(diào)控靶基因的表達(dá)。成熟Let-7與Argonaute蛋白、Dicer和免疫缺陷病毒I型反式激活應(yīng)答原件RNA結(jié)合蛋白(TRBP)組合形成RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體(RISC),成熟Let-7主要通過(guò)與靶mRNA 3’端非翻譯區(qū)互補(bǔ)結(jié)合,引導(dǎo)RISC與靶mRNA結(jié)合,引起靶mRNA翻譯抑制或者mRNA降解,從而調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)增殖[7]。研究[8]還發(fā)現(xiàn),Let-7的異常表達(dá)也與人類多種疾病如腫瘤、心血管等疾病的發(fā)生相關(guān)。

        2 Lin28/Let-7雙反饋調(diào)節(jié)機(jī)制

        Lin28與Let-7之間存在著雙向反饋調(diào)節(jié)機(jī)制,Let-7可抑制Lin28的翻譯,而Lin28也可以阻斷Let-7的成熟,這一雙反饋調(diào)節(jié)機(jī)制不僅在干細(xì)胞增殖過(guò)程中存在,而且對(duì)腫瘤的發(fā)生同樣有著重要的作用。A.X.Chen等[9]的研究說(shuō)明:存在于Lin28上并接近于與Let-7結(jié)合位點(diǎn)的rs3811463變異體,能夠阻斷Lin28/let-7信號(hào)環(huán)路,最終導(dǎo)致Lin28蛋白水平的增高及Let-7水平的降低。

        在生物體細(xì)胞核中,Let-7首先經(jīng)RNA聚合酶II催化轉(zhuǎn)錄生產(chǎn)初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物(pri-let-7),再經(jīng)酶-蛋白復(fù)合體(RNaseⅢ Drosha-DGCR8蛋白)切割后產(chǎn)生前體pre-Let-7,pre-Let-7經(jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白Exportin-5轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞漿中,在最后階段由另一種RNaseⅢ Dicer進(jìn)一步切割形成成熟Let-7[9]。在人體中,Lin28及其同源基因Lin28B有著77%同源性[10],Lin28作用于Let-7成熟加工過(guò)程,可通過(guò)多種途徑發(fā)揮抑制作用。

        Lin28能與pri-Let-7結(jié)合,阻礙Drosha-DGCR8復(fù)合物與pri-Let-7的結(jié)合,抑制成熟Let-7的形成,使其表達(dá)水平顯著降低[11]。Lin28與pre-Let-7的莖環(huán)結(jié)構(gòu)結(jié)合,影響Dicer對(duì)pre-Let-7的切割,抑制成熟Let-7的形成,使其表達(dá)水平降低[12]。I.Heo[13]研究發(fā)現(xiàn)Lin28可誘導(dǎo)pre-Let-7的3`末端尿苷化,使其被Dicer切割,抑制成熟Let-7生成,也使其在細(xì)胞中的水平降低。在人體細(xì)胞核中的Lin28B通過(guò)TUTase-非依賴的方式阻斷對(duì)pri-mRNA的加工,其中的機(jī)制可能是使pri-Let-7與Dorsa-DGCR8復(fù)合物隔離,阻止兩者的接觸從而阻礙pre-Let-7的成熟[14]。

        由此可推斷,Lin28可通過(guò)多種途徑抑制Let-7合成過(guò)程中關(guān)鍵酶及使其前體尿苷化等方式,阻斷Let-7成熟體的產(chǎn)生,使其表達(dá)水平降低;同樣,Let-7也可抑制Lin28的表達(dá),這一雙反饋機(jī)制對(duì)人類細(xì)胞增殖和腫瘤發(fā)生有著重要的調(diào)節(jié)作用。

        3 Lin28/Let-7與腫瘤

        研究[15]表明,Lin28與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)。當(dāng)Lin28正常表達(dá)時(shí),它可以聯(lián)合OCT4、SOX2以及NANOG將人體纖維母細(xì)胞重新編程為多功能干性細(xì)胞,而它的過(guò)度表達(dá)則可引起細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)變,研究發(fā)現(xiàn),在所研究的500例原發(fā)性腫瘤及細(xì)胞系中,例如肝細(xì)胞性肝癌、肺癌等腫瘤中,Lin28在大約15%腫瘤細(xì)胞中存在高表達(dá),特別是低分化及預(yù)后差的腫瘤,此外,Lin28的過(guò)表達(dá)也與患者的總體生存率和腫瘤復(fù)發(fā)的機(jī)率呈正相關(guān)關(guān)系。

        Let-7對(duì)多種致癌基因具有調(diào)節(jié)作用,包括Ras、c-Myc和Hmga2,而且,Let-7的低表達(dá)也與多種腫瘤類型相關(guān),例如肺癌、肝癌等腫瘤。研究[16]證明,分化好的腫瘤中Let-7呈高表達(dá),而其靶向的原癌基因(Hmga2和Ras)表達(dá)下調(diào),因此Let-7對(duì)腫瘤有很強(qiáng)的抑癌基因作用。Let-7的表達(dá)水平可作為腫瘤分化程度的標(biāo)志,分化程度越低的腫瘤其表達(dá)水平也越低。

        3.1 Lin28/let-7與肺癌 Lin28/Let-7與肺癌Xiao的研究通過(guò)對(duì)103例肺癌組織及40例人癌旁組織中Lin28B蛋白表達(dá)檢測(cè)發(fā)現(xiàn),Lin28B蛋白在肺癌組織中的表達(dá)明顯高于人癌旁組織,并且,通過(guò)對(duì)不同分期的肺癌組織中檢測(cè)發(fā)現(xiàn),Lin28B蛋白在Ⅲ、Ⅳ期的肺癌表達(dá)明顯高于Ⅰ、Ⅱ期的肺癌組織,由此可推論,Lin28B蛋白的高表達(dá)參與了肺癌的發(fā)生,并與肺癌低分化、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及TNM分期呈正相關(guān)關(guān)系[17]。

        J.Takamizawa等研究[18]發(fā)現(xiàn),在肺癌組織及肺癌細(xì)胞中,Let-7的表達(dá)水平顯著降低,并且,Let-7的瞬時(shí)高表達(dá)能抑制肺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。Esquela-Kerscher等[21]通過(guò)免疫缺陷鼠實(shí)驗(yàn)和培養(yǎng)多細(xì)胞系非癌細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證明,Let-7能夠直接抑制肺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。

        3.2 Lin28/Let-7與肝癌 Lin28/Let-7與肝癌肝細(xì)胞癌是最常見的原發(fā)性肝臟腫瘤,現(xiàn)已成為全球癌癥死亡的首要病因。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),Lin28在肝細(xì)胞癌中頻繁高度表達(dá),H.Liem[19]的研究通過(guò)“反向藥物有道轉(zhuǎn)基因超表達(dá)技術(shù)”,證明了Lin28在小鼠肝細(xì)胞中被異常激活,對(duì)肝細(xì)胞癌的發(fā)生有推動(dòng)作用,而且,Lin28的低表達(dá)能有效抑制肝細(xì)胞癌的發(fā)生發(fā)展,并能延長(zhǎng)小鼠的生存周期。Lin28在人類肝細(xì)胞癌中廣泛表達(dá),這足以證明Lin28過(guò)表達(dá)的重要性,它與人類肝細(xì)胞癌的發(fā)生有著重要的作用。

        L.Gramantieri等[20]通過(guò)比較肝癌組織和肝硬化肝組織的研究中發(fā)現(xiàn),Let-7在肝細(xì)胞癌中表達(dá)下調(diào),這說(shuō)明Let-7與肝癌的發(fā)生有密切的相關(guān)性。

        3.3 Lin28/Let-7與神經(jīng)膠質(zhì)癌 Lin28/Let-7與神經(jīng)膠質(zhì)瘤神經(jīng)膠質(zhì)瘤是人腦腫瘤中最常見的惡性腫瘤,約占顱內(nèi)腫瘤的40.49%,神經(jīng)膠質(zhì)瘤其侵襲性強(qiáng),且復(fù)發(fā)率高。利用“基因微陣列分析”和“免疫組織化學(xué)”檢測(cè)Lin28基因的表達(dá),發(fā)現(xiàn)Lin28基因的高表達(dá)與OS及PFS的減少有關(guān),并且對(duì)于膠質(zhì)瘤患者來(lái)說(shuō),Lin28可作為一個(gè)獨(dú)立的影響因子與其預(yù)后有關(guān)。研究[21]發(fā)現(xiàn),Lin28可促進(jìn)細(xì)胞周期從G1相到S相的進(jìn)展,并增加處在G2/M相的細(xì)胞百分比數(shù)量。此外,Lin28基因還可以阻止膠質(zhì)瘤細(xì)胞的凋亡。

        研究[22]發(fā)現(xiàn),Let-7在正常腦組織中呈較高水平表達(dá),而在膠質(zhì)瘤組織中則呈低水平表達(dá),并通過(guò)將Let-7轉(zhuǎn)染至U87細(xì)胞中,上調(diào)其在細(xì)胞中的表達(dá),實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)U87細(xì)胞的生長(zhǎng)明顯受抑制,隨時(shí)間推移,還出現(xiàn)了細(xì)胞凋亡及侵襲性明顯下降。這充分證明了Let-7對(duì)神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)具有抑制作用。

        綜上所述,Lin28在人類神經(jīng)膠質(zhì)瘤中呈高表達(dá),對(duì)膠質(zhì)瘤的發(fā)生、發(fā)展具有促進(jìn)作用;Let-7在人類神經(jīng)膠質(zhì)瘤中呈低表達(dá),對(duì)膠質(zhì)瘤的發(fā)生、發(fā)展具有抑制作用。但目前基于Lin28/let-7對(duì)神經(jīng)膠質(zhì)瘤作用的研究少,對(duì)Lin28/Let-7 miRNA雙向反饋調(diào)節(jié)的機(jī)制仍缺少支持。

        4 問(wèn)題與展望

        盡管目前對(duì)Lin28/Let-7對(duì)腫瘤的作用的研究取得了較多進(jìn)展,并證明了它在多方面的作用,但其對(duì)腫瘤的作用機(jī)制及調(diào)節(jié)機(jī)制仍不明確,但隨著分子生物學(xué)新技術(shù)的開發(fā)及運(yùn)用,Lin28/Let-7的研究會(huì)更加深入,會(huì)對(duì)人類神經(jīng)腫瘤病理機(jī)制、治療理論提供更全面的幫助。

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        R734;R735.7;R739.41

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