王秀華,陳 庚,黃 琪,洪新雨,王永強(qiáng)*

(吉林大學(xué)第一醫(yī)院 1.神經(jīng)重癥護(hù)理平臺(tái);2.神經(jīng)腫瘤外科,吉林 長(zhǎng)春130021)

長(zhǎng)鏈非編碼RNA(LncRNA)雖然是一類不編碼蛋白的RNA，但在腦組織腫瘤的形成和惡變過(guò)程中發(fā)揮重要作用，尤其是對(duì)腦膠質(zhì)瘤的發(fā)生與發(fā)展有重要影響。

1 膠質(zhì)瘤和LncRNA概述

腦膠質(zhì)瘤(glioma)是顱內(nèi)最常見(jiàn)、預(yù)后極差的惡性腫瘤，存在腫瘤異質(zhì)性及易感性[1，2]，該病治療困難因而死亡率很高且治療后復(fù)發(fā)率較高，這成為困擾醫(yī)務(wù)人員的一項(xiàng)重大疾病。針對(duì)這一問(wèn)題，越來(lái)越多人開(kāi)始對(duì)膠質(zhì)瘤的治療展開(kāi)深入的研究和探討。近年來(lái)，隨著對(duì)膠質(zhì)瘤治療研究的逐漸深入，各種lncRNA 在膠質(zhì)瘤中的發(fā)生機(jī)制逐漸引起國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的關(guān)注[3]。LncRNA是由200-100000個(gè)核苷酸單位組成的一類不編碼蛋白的RNA[4,5]。研究表明，LncRNA 在許多人類腫瘤中起著關(guān)鍵作用，與多種腫瘤發(fā)生發(fā)展有密切聯(lián)系[6]。在最近的幾年中，很多研究都發(fā)現(xiàn)Ln-cRNA可以調(diào)節(jié)基因表達(dá)，這種調(diào)節(jié)主要是和DNA、RNA和蛋白質(zhì)的相互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的[7]，例如LncRNA可以幫助蛋白質(zhì)復(fù)合物激活或去激活，這一過(guò)程是通過(guò)將蛋白質(zhì)和染色體DNA結(jié)合而完成的[8]。目前發(fā)現(xiàn)和膠質(zhì)瘤相關(guān)的lncRNAs主要有HOTAIR、H19、CRNDE、MEG3、ADAMTS9-AS2等。因此本文就這幾種LncRNAs 在膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制及臨床意義進(jìn)行綜述。

2 各種LncRNA在膠質(zhì)瘤中的作用機(jī)制及臨床意義

2.1 HOX(同源框)轉(zhuǎn)錄反義RNA(HOTAIR)

HOTAIR是一種在腫瘤轉(zhuǎn)化中起重要作用的LncRNA，其主要原因是miRNA與HOTAIR的廣泛相互作用及HOTAIR對(duì)基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)[9]的作用，與HOTAIR相互作用的miRNA和MMP很可能在自噬調(diào)控中起到重要作用[10-12]。充分的證據(jù)表明，LncRNA通過(guò)介導(dǎo)自噬相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平來(lái)調(diào)節(jié)自噬調(diào)控網(wǎng)絡(luò)[13,14]。自噬是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)和細(xì)胞器降解的生理過(guò)程。自噬的激活分為正常狀態(tài)和病理狀態(tài)，在正常狀態(tài)下，自噬是通過(guò)提供生存所必需的循環(huán)代謝底物，對(duì)多種壓力的正常反應(yīng)；在病理狀態(tài)下，自噬是為了維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)，如在神經(jīng)退行性疾病、致病性炎癥、衰老和癌癥中表現(xiàn)得十分活躍[15]。近年來(lái)，許多研究試圖揭開(kāi)自噬途徑的謎底來(lái)尋找新的潛在靶向治療方法[16-18]。此外，自噬藥物還可誘導(dǎo)細(xì)胞自噬性死亡(II型細(xì)胞死亡)并導(dǎo)致膠質(zhì)瘤細(xì)胞死亡，但這一過(guò)程在研究膠質(zhì)瘤治療新的治療方法中仍然未知，還需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[19]。有結(jié)果表明，LncRNA HOTAIR介導(dǎo)血管生成是通過(guò)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A來(lái)完成[20]。

2.2 LncRNA H19

LncRNA H19作為H19轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物之一，是在哺乳動(dòng)物發(fā)育中的最高度保守的印跡基因。有研究發(fā)現(xiàn)，H19是腦膠質(zhì)瘤潛在的致瘤LncRNA[21]。機(jī)制上，H19非編碼RNA的表達(dá)是經(jīng)由MYC原癌基因家族成員之一的c-Myc產(chǎn)物誘導(dǎo)而實(shí)現(xiàn)，從而促進(jìn)腦膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展。此外，H19作為miRNA前體基因，能夠促進(jìn)腦膠質(zhì)瘤的生長(zhǎng)，它主要是通過(guò)產(chǎn)生miRNA-675進(jìn)一步?jīng)Q定癌相關(guān)鈣粘蛋白13(CDH13)的表達(dá)而引起[22]。研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞周期的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子CDK6參與了膠質(zhì)瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)過(guò)程[23]。而來(lái)自H19第一外顯子的miRNA-675可以通過(guò)抑制CDK6的表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞系的不定向增殖和遷移[24]。H19表達(dá)程度的高低與腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞耐藥性有很大關(guān)系，有研究指出，在使用藥物替莫唑(Temozolomide)治療膠質(zhì)瘤時(shí)，腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞存活較少，并且H19顯示為低表達(dá)狀態(tài)[25]。

既往研究已證實(shí)，具有自我更新能力的腫瘤干細(xì)胞(CSCs)促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展，并且會(huì)增加腫瘤耐藥性。H19是在胎盤中表達(dá)量最高的LncRNA之一，特別是在胚胎組織的內(nèi)胚層和中胚層中表達(dá)量很高，而在出生后表達(dá)則相對(duì)有所下降，即H19涉及保持造血干細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞表達(dá)[26]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)H19在腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞中顯著過(guò)表達(dá)，這一顯著的過(guò)表達(dá)促進(jìn)了腦膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展和侵襲轉(zhuǎn)移[27]。因此，我們有理由相信研究H19對(duì)治療膠質(zhì)瘤有幫助。盡管膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展離不開(kāi)H19的高表達(dá)，但由于確切作用機(jī)制目前仍然不清楚，需要進(jìn)一步研究才能揭示其作用機(jī)制。

2.3 結(jié)直腸癌差異性表達(dá)相關(guān)基因(CRNDE)

CRNDE 在腦膠質(zhì)瘤組織中高度表達(dá)，這促進(jìn)了膠質(zhì)瘤的增殖、遷移和侵襲[28]。CRNDE體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明CRNDE通過(guò)雷帕霉素(mTOR)信號(hào)通路發(fā)揮作用，涉及myc、Cyclin-D1、p53、磷酸酶和Tensin同源基因[29]。CRNDE也是miR-384的靶點(diǎn)，兩者都調(diào)節(jié)PIWIL 4蛋白的水平，PIWIL 4誘導(dǎo)STAT 3磷酸化來(lái)促進(jìn)膠質(zhì)瘤的發(fā)展，而STAT 3是PI3K/Akt 1/IL-6/STAT 3通路的主要成員，也就是說(shuō)CRNDE對(duì)該通路起到重要的調(diào)控作用[30]。CRNDE上調(diào)表達(dá)可引起B(yǎng)cl 2/Bax(BCL 2相關(guān)X)比值的增加，這可誘導(dǎo)表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)活化，從而導(dǎo)致膠質(zhì)瘤患者生存不良和細(xì)胞凋亡抑制[31]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞 (GSC)的異常增殖與CRNDE的過(guò)度表達(dá)有很大關(guān)系。CRNDE還可能通過(guò)EGFR信號(hào)通路調(diào)控神經(jīng)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞，這是因?yàn)榇嬖贑RNDE過(guò)度表達(dá)的膠質(zhì)瘤可以發(fā)現(xiàn)EGFR過(guò)度擴(kuò)增。信號(hào)傳導(dǎo)的受體EGFR表達(dá)和上皮生長(zhǎng)因子(EGF)細(xì)胞增殖與神經(jīng)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞表型相關(guān)，可能會(huì)促進(jìn)腫瘤原始細(xì)胞的侵襲能力。同時(shí)，CRNDE也可通過(guò)下調(diào)miR-186并抑制下游靶基因PAK7 [p21蛋白(Cdc42/Rac)激活的激酶7]和XIAP(X連鎖凋亡抑制劑)的表達(dá)來(lái)促進(jìn)人類神經(jīng)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞的增殖[32]。以上表明，CRNDE的高表達(dá)促進(jìn)了腦膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展。

2.4 母系表達(dá)基因 3(MEG3)

MEG3 在多處人體正常組織中都有表達(dá)，但在腦和垂體的表達(dá)程度最高。有研究發(fā)現(xiàn)，MEG3 是腦膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展的調(diào)節(jié)和控制因子，是一種可以抑制腫瘤發(fā)生發(fā)展的 LncRNA，能與環(huán)腺苷酸(cAMP) 、鼠雙微基因 2(MDM2) 、生長(zhǎng)分化因子 15 和P53之間相互作用[33]。MEG 3與其他大多數(shù)具有致癌特性的LncRNA不同，MEG 3代表的是一種抑制膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展的LncRNA，它可以延長(zhǎng)GBM患者的存活時(shí)間[34，35]。它在正常腦組織中高表達(dá)，在膠質(zhì)瘤組織中表達(dá)下調(diào)，MEG3過(guò)度表達(dá)可以抵抗膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖，促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡[36]。這種抗增殖的作用有一部分是通過(guò)抑制MDM2和隨后的p53信號(hào)通路而實(shí)現(xiàn)[37]。Gordon等人建立MEG 3基因敲除小鼠模型。揭示了MEG 3在調(diào)節(jié)腦血管化方面的功能作用。MEG 3-空胚腦微血管形成增加，VEGF血管生成通路相關(guān)基因表達(dá)增加。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)臨床無(wú)功能垂體腺瘤中，MEG3表達(dá)缺失或者微表達(dá)[38，39]。綜上所述，MEG 3作為膠質(zhì)瘤治療潛在靶點(diǎn)的意義相當(dāng)大。

2.5 ADAMTS9-AS2

染色體 3p14.1 上存在著腫瘤抑制因子 ADAMTS9 的反義轉(zhuǎn)錄物和 ADAMTS9 基因。ADAMTS9 是一個(gè)重要的抗血管發(fā)生因子，能夠通過(guò)調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子和成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子來(lái)阻制腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移[40]。在腫瘤組織中ADAMTS9-AS2的表達(dá)明顯比在正常組織中要低，并且腫瘤等級(jí)越高則表達(dá)越低，而且 ADAMTS9-AS2 的高度表達(dá)明顯抑制了膠質(zhì)瘤發(fā)展和遷移； 另外，在 ADAMTS9-AS2 和 ADAMTS9 的啟動(dòng)子上發(fā)現(xiàn)了廣泛DNA 甲基化和組蛋白修飾標(biāo)記，ADAMTS9-AS2高表達(dá) 反而 DNA 甲 基 轉(zhuǎn) 移 酶 1(Dnmt1)較低[41]。因 此，ADAMTS9-AS2 的低表達(dá)可能會(huì)促進(jìn)膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展，這對(duì)膠質(zhì)瘤的治療也是有重大意義的。