柴洋 綜述 謝明祥 審校

(1.遵義醫(yī)科大學，貴州 遵義 563000；2.遵義醫(yī)科大學附屬醫(yī)院神經外科，貴州 遵義 563003)

目前認為LIN28/let-7信號通路[1]在胚胎發(fā)育、炎癥和代謝中的調控[2]與惡性腫瘤的產生和發(fā)展機制密切相關[3]。LIN 28適度表達與Oct 4、Sox 2和Nanog共同將人體成纖維細胞重組成多能干細胞，而LIN28過度表達則誘導細胞惡性變[4]。LIN28已被證明在let-7轉錄后調控中通過抑制let-7而致癌。據報道，LIN28在一些預后較差的腫瘤中高表達，如乳腺癌、惡性生殖細胞腫瘤、卵巢癌、B細胞淋巴瘤、肺癌和神經膠質瘤。并且與血清甲胎蛋白(AFP)水平升高、高級別肝癌發(fā)生以及結腸癌整體生存率降低、腫瘤復發(fā)可能性增加相關。 因此，深入研究LIN28/let-7通路的調控機制將為惡性腫瘤的診斷和治療提供新的策略。

1 LIN28與let-7的基本結構及功能

1.1LIN28 LIN28最早在秀麗隱桿線蟲中被發(fā)現，其控制線蟲時間和空間發(fā)育的多樣性，突變將導致幼蟲發(fā)育時間的紊亂[5]。LIN28廣泛表達于胚胎干細胞，伴隨RNA調控代謝過程[6]的RNA結合蛋白(RNA binding protein，RBP)，介導RNA的成熟、轉運、定位和翻譯，可能存在多種RNA靶標，其表達缺陷會導致多種疾病發(fā)生。LIN28含有兩個結合RNA的結構域，這兩個結構域在動物中都是高度保守的。一個是氨基末端的冷休克結構域(CSD)，另一個是羧基末端的鋅指結構域(ZKD)[7-8]。ZKD由兩個串聯的 CCHC(Cys-Cys-His-Cys)組成，即CCHC×2。LIN28依賴CSD和ZKD抑制miRNA家族let-7成熟來執(zhí)行在干細胞功能、糖代謝、組織再生和腫瘤發(fā)生中的重要作用。LIN28有兩種小于30 kDa的同源易構體：LIN28A和LIN28B，雖然分子結構不同，但具有相似的表達水平和功能，通過抑制let-7促進癌細胞的增殖、侵襲、轉移和復發(fā)[9]。

1.2let-7 let-7是長度約20～23個nt(核苷酸)的非編碼RMA(微小RNA，microRNA，miRNA，miR)，同樣最先被發(fā)現于秀麗隱桿線蟲中。調控未分化細胞向分化細胞的轉化[10]。let-7家族的靶mRNA主要是癌基因，其在轉錄后水平與LIN28的mRNA特異性序列3’-UTR(3′非翻譯區(qū))結合，誘導靶mRNA剪切或阻遏其翻譯，因而let-7行使著"抑癌基因"的功能。成熟let-7的家族成員有10個[11]，均由前體合成而來。首先，在細胞核中，let-7復制后經RNA聚合酶Ⅱ作用轉錄產生初級let-7(pri-let-7)；接著pri-let-7被酶—蛋白復合體RNase Ⅲ Drosha-DGCR8蛋白切割成前體let-7(pre-let-7)，pre-let-7是具有60～80個nt、3’-端有2個nt突出的發(fā)夾結構；最后pre-let-7經轉運蛋白Exporting-5：RanGTP轉運至細胞質后，被RNase Ⅲ Dicer再次切割，最后生成成熟let-7。

2 LIN28/let-7引起腫瘤的作用機制

2.1LIN28抑制let-7成熟的結構基礎 LIN28與pre-let-7結合過程中氨基末端CSD和羧基末端ZKD相互配合，缺一不可。在由LIN28與pre-let-7的末端環(huán)區(qū)域(preE)形成的晶體結構中，pre-let-7 preE的loop環(huán)繞LIN28的CSD，pre-let-7的3’-stem GGAG模體與LIN28的ZKD結合[12]。在脊椎動物pre-let-7中存在高度保守的GGAG模體，這對于pre-let-7與LIN28的結合是非常重要的。GGAG發(fā)生突變可以解除LIN28阻斷pre-let-7的成熟，并使TUT4[非經典的poly(A)聚合酶—末端轉移酶4，末端尿嘧啶轉移酶，terminal uridyly transderase]介導pre-let-7 oligo-尿苷化(寡核苷酸尿苷化)受損。LIN28 ZKD中的兩個CCHC直接與pre-let-7 GGAG模體結合，并在RNA骨架中形成特征性扭結，在這種扭結構象中，LIN28的Y140非常關鍵，其位于A3G1之間，形成夾心狀，并且與H162互相作用，形成扭結構象。pre-let-7的A3壓緊G1與其形成氫鍵，有助于形成扭結構象。pre-let-7的G1和G4之間的氫鍵由ZKD的剛性部分氨基酸殘基的羰基和氨?；羌芙閷?，并且G1和G4插在了第一個CCHC中酪氨酸與組氨酸和第二個CCHC中組氨酸與蛋氨酸形成的疏水口袋中。LIN28的ZKD和pre-let-7的GGAG模體對于RNA結合pre-let-7和pre-let-7 oligo-尿苷化是必需的。雖然LIN28的ZKD可以特異性結合pre-let-7 GGAG模體，但是單獨的ZKD不能與pre-let-7結合并阻斷其成熟，需要CSD的參與。CSD能夠影響LIN28與pre-let-7結合的親和力和特異性。preE的loop環(huán)繞CSD，形成領帶狀，并且與ZKD和3’-stem GGAG模體結合的區(qū)域交叉形成領結。CSD的廣泛特異性使LIN28能夠識別let-7家族成員的前體。CSD影響和重塑靶RNA內部的二級結構。LIN28的CSD能夠使pre-let-7雙鏈stem-loop發(fā)生部分解鏈，然后封閉Dicer切割位點。CSD誘導的結構重塑對于LIN28 ZKD識別pre-let-7 GGAG模體可能很重要，其促進ZKD與3’-GGAG模體的結合。

研究表明，Dis312(3’-5’核酸外切酶)能夠降解oligo-尿苷化的pre-let-7。Dis312是由一個核糖核酸酶Ⅱ結構域、2個CSD和一個CSD樣S1結構域組成，CSD 和S1結構域對于Dis312結合并降解oligo-尿苷化的pre-let-7是非常重要的。

2.2LIN28抑制let-7成熟的機制及過程 LIN28阻斷l(xiāng)et-7成熟的機制都是通過與其pre-let-7結合而發(fā)揮作用的。當LIN28不存在時，TUT4和TUT7(Zcchc6)催化pre-let-7的1個nt 3’-突出端發(fā)生尿苷化(單核苷酸尿苷化，mono-尿苷化，mono-uridylation)形成具有2個nt 的3’-突出端。此后，Dicer通過它的PAZ結構閾識別2個nt的3’突出端切割pre-let-7形成成熟let-7。因此，在LIN28不存在的情況下，如果刪除TUTs就會導致let-7水平下降，干擾let-7的功能。當LIN28存在時，TUT4和TUT7催化pre-let-7的2個nt的3’-突出端發(fā)生尿苷化(寡核苷酸尿苷化，oligo-尿苷化，oligo-uridylation)，Dicer就不能識別延長的3’突出端(>2個nt的3’突出端)，從而不能對pre-let-7切割并形成成熟let-7。并且在引入3’-5’核酸外切酶Dis312后，oligo-尿苷化的pre-let-7被降解。因此，在LIN28存在的情況下，pre-let-7更容易發(fā)生oligo-尿苷化，當與LIN28結合后，pre-let-7 preE的某些區(qū)域和雙鏈stem的一部分變得更容易被單鏈特異性核酸酶切割。如果LIN28 CSD具有U-rich結合位點的優(yōu)先性，那么CSD可以識別oligo(U)尾巴，此外，這可能通過打開pre-let-7的雙鏈stem推動Dir312降解oligo(U)-pre-let-7。

2.3LIN28抑制let-7成熟導致腫瘤形成的特點 到目前為止，發(fā)現與LIN28/let-7相關的環(huán)路有：(1)ER-Src[13]/NF-κB[14]]/LIN28B/let-7/IL-6通路[15-16]；(2)Wnt-β-catenin[17]/LIN28/let-7[18-20]通路；(3)myc/LIN28B/let-7/HMGA2通路[21-26]。腫瘤基因組圖譜(TCGA)[27]定義的三條與惡性腫瘤相關的主要途徑RTK/RAS/PI3K信號通路、p53以及Rb抑癌通路都與LIN28有關，如p53可能增加let-7表達從而抑制LIN28。參與這些通路的上游基因，包括ras、ARF和CDK 4[28]，都與LIN28有關，LIN28已被證明參與了這三條途徑中的每一條；此外，LIN 28是干細胞重編程因子，因此針對LIN 28的藥物也可以靶向作用于惡性腫瘤干細胞。

放療抵抗是惡性腫瘤的治療障礙。研究表明，干擾LIN28以及過表達let-7a能夠抑制放療抵抗，且對指導化療也有重要意義[29]。如let-7低表達的患者接受基于順鉑、紫杉醇的化療方案預后良好，高表達的患者對于相同的化療方案預后很差，然而單獨使用順鉑則預后良好?？沟蛲龅鞍譩cl-xL[30]是let-7的靶基因，并且其在耐藥株中的表達水平顯著增加，推測LIN28/let-7/bcl-xL通路參與腫瘤細胞的耐藥過程。

3 小 結

研究已經表明，具有LIN 28高表達的惡性腫瘤患者存活率降低。在惡性腫瘤中LIN28高表達和let-7的抑制可以用作臨床實踐中惡性腫瘤的診斷標記物。而降低細胞內LIN28蛋白含量，或增加let-7的水平可逆轉這種惡性循環(huán)，促進細胞凋亡，抑制腫瘤細胞生長。另外，LIN28/let-7參與了惡性腫瘤相關的信號通路，使其成為癌癥治療的潛在靶點，可以作為克服患者目前各種治療抵抗的新策略。