崖文童,黃群
1右江民族醫(yī)學(xué)院研究生學(xué)院,廣西百色 533000;2右江民族醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院
腎細(xì)胞癌(RCC)簡(jiǎn)稱(chēng)為腎癌,占腎臟惡性腫瘤的85%左右,是泌尿系統(tǒng)中惡性程度較高的腫瘤,也是最常見(jiàn)的腫瘤之一。據(jù)流行病學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),RCC的發(fā)病率僅低于膀胱腫瘤,在我國(guó)泌尿生殖系統(tǒng)腫瘤中排第二位,占成人惡性腫瘤的2%~3%,且發(fā)病率呈上升趨勢(shì)[1]。文獻(xiàn)[2]報(bào)道,近30%的RCC患者在初次確診時(shí)已經(jīng)存在遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,并且近1/3的患者在接受了積極的治療后仍會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)移或復(fù)發(fā),據(jù)統(tǒng)計(jì)腎癌患者的5年生存率約55%,而轉(zhuǎn)移性腎癌患者則不到10%。長(zhǎng)鏈非編碼RNA(lncRNA)是指長(zhǎng)度超過(guò)200個(gè)核苷酸的RNA分子,最初被認(rèn)為是RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄的副產(chǎn)物,是幾乎不能編碼蛋白質(zhì)的RNA分子,故不具有生物學(xué)功能[3]。之后的研究表明,lncRNA類(lèi)型及功能繁多,可在轉(zhuǎn)錄水平上直接或間接與靶基因相互作用。同時(shí)lncRNA可以調(diào)節(jié)組蛋白修飾和染色質(zhì)重塑,并通過(guò)全基因組轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)以及與不同信號(hào)傳導(dǎo)途徑中的蛋白質(zhì)的相互作用影響細(xì)胞功能,從而參與細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育等諸多生理過(guò)程[4]。近年隨著對(duì)非編碼RNA的研究,lncRNA逐漸成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)。在lncRNA與RCC的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系的研究過(guò)程中,HOTAIR、H19、母系表達(dá)基因3(MEG3)、GAS5、肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子1(MALAT1)、小核仁RNA宿主基因(SNHGs)、ATB基因等腫瘤相關(guān)性lncRNA基因被逐漸發(fā)現(xiàn),它們?cè)谀[瘤組織、細(xì)胞中的異常表達(dá)具有致癌或抑癌作用,這些基因具有成為RCC早期診斷標(biāo)志物及評(píng)估預(yù)后的潛力。本文就lncRNA在RCC發(fā)生、發(fā)展中的作用研究進(jìn)展情況作一綜述。
HOTAIR基因全長(zhǎng)約2 158 nt,位于染色體12q13.13的HOXC11與HOXC12基因之間,共含6個(gè)外顯子,包括5個(gè)短外顯子及1個(gè)長(zhǎng)外顯子[5]。Pan等[6]通過(guò)對(duì)人RCC組織和RCC細(xì)胞系中HOTAIR、miR-124、ST8SIA4基因的表達(dá)水平進(jìn)行實(shí)時(shí)PCR分析和蛋白質(zhì)印跡,證實(shí)RCC樣品和RCC細(xì)胞系中HOTAIR水平顯著上調(diào),HOTAIR的過(guò)度表達(dá)促進(jìn)了RCC細(xì)胞系中增殖、遷移和侵襲的能力。
Dasgupta等[7]發(fā)現(xiàn),RCC細(xì)胞系和臨床標(biāo)本中miR-203的表達(dá)明顯不足,而HOTAIR則呈過(guò)表達(dá),進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)顯示miR-203與HOTAIR的直接相互作用導(dǎo)致上皮—間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)和轉(zhuǎn)移基因的抑制,表明miR-203介導(dǎo)的HOTAIR通過(guò)調(diào)節(jié)EMT和轉(zhuǎn)移途徑基因在RCC中誘導(dǎo)腫瘤抑制作用,通過(guò)提高miR-203的表達(dá)水平對(duì)HOTAIR進(jìn)行治療性調(diào)節(jié)可能提供控制RCC生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移的機(jī)會(huì)。另外,Hong等[8]證明了HOTAIR表達(dá)上調(diào)與腫瘤進(jìn)展相關(guān),并且miR-217在RCC組織和細(xì)胞中下調(diào),表明HOTAIR通過(guò)miR-217/HIF-1α/AXL信號(hào)傳導(dǎo)促進(jìn)RCC腫瘤發(fā)生。以上研究表明,HOTAIR的表達(dá)水平與RCC的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān),這可為我們提供新的診斷標(biāo)志物或治療靶標(biāo),以在未來(lái)更好地抑制RCC進(jìn)展。
H19基因作為被發(fā)現(xiàn)的首個(gè)腫瘤相關(guān)lncRNA,位于人染色體11p15.5,全長(zhǎng)2.3 kb,共有5個(gè)外顯子及4個(gè)內(nèi)含子,主要存在于細(xì)胞質(zhì)內(nèi),在胚胎發(fā)育期高度表達(dá),主要集中于內(nèi)胚層及中胚層來(lái)源的組織,與胰島素樣生長(zhǎng)因子2(IGF2)是一對(duì)交互印記基因,具有抗癌和致癌雙重作用[9]。He等[10]通過(guò)實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)得出lncRNA-H19在腎透明細(xì)胞癌(ccRCC)中呈高表達(dá),且與miR-29a-3p表達(dá)呈負(fù)相關(guān),并發(fā)現(xiàn)H19可能是通過(guò)內(nèi)源性RNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)miR-29a-3p的調(diào)控作用來(lái)防止轉(zhuǎn)錄因子E2F1降解,而轉(zhuǎn)錄因子E2F1能促進(jìn)細(xì)胞增殖,從而促進(jìn)RCC的發(fā)生、發(fā)展,通過(guò)敲除H19基因可抑制RCC細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移能力。Charlton等[11]通過(guò)對(duì)13例腎母細(xì)胞瘤患者的腎臟組織進(jìn)行了全面的甲基化分析,發(fā)現(xiàn)其中11例患者的H19基因位點(diǎn)調(diào)控區(qū)DMR發(fā)生顯著甲基化,正常腎組織低于腎源性休克的甲基化水平,腎源性休克甲基化水平低于腎母細(xì)胞瘤的甲基化水平,H19調(diào)控的相關(guān)DNA甲基化等表位變異可能參與了RCC的發(fā)生、發(fā)展。以上研究表明,H19在RCC中存在異常表達(dá),且與患者腎臟的臨床病理特征關(guān)系密切,故推測(cè)lncRNA H19對(duì)RCC的發(fā)生、發(fā)展具有促進(jìn)作用,并可能成為RCC干預(yù)的潛在治療靶標(biāo),但仍需進(jìn)一步研究并評(píng)估。
MEG3基因定位于人類(lèi)染色體14q32.3,長(zhǎng)度約為1.6 kb,隸屬人類(lèi)母源性印記基因DLK1-MEG3單元,在多種正常細(xì)胞中表達(dá),但在RCC等惡性腫瘤中表達(dá)缺失[12]。相關(guān)研究[13]表明,MEG3是調(diào)節(jié)p53的抑癌基因lncRNA,MEG3的缺失或低表達(dá)進(jìn)而影響p53的表達(dá)水平,p53則有著抑制腫瘤發(fā)生的作用。Zhou等[14]證明了MEG3促進(jìn)p53的表達(dá),而p53是miR-124的正轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子,通過(guò)增加miR-124或MEG3的表達(dá)水平可抑制RCC細(xì)胞增殖,遷移和侵襲,并在體內(nèi)抑制腫瘤生長(zhǎng)。He等[15]通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄定量 PCR發(fā)現(xiàn)在ccRCC組織和細(xì)胞中MEG3表達(dá)降低,而MEG3的過(guò)表達(dá)則促進(jìn)細(xì)胞凋亡,并抑制細(xì)胞增殖,遷移和侵襲。并且MEG3可誘導(dǎo)G0/G1期細(xì)胞周期停滯,而直接與MEG3結(jié)合的MiR-7在ccRCC組織中過(guò)表達(dá),進(jìn)而抑制細(xì)胞凋亡并促進(jìn)ccRCC細(xì)胞的遷移和增加侵襲力。以上研究表明,MEG3及其調(diào)控的miRNA在RCC的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中起到抑癌作用,但其潛在調(diào)控途徑及作用機(jī)制還未能完全明確,對(duì)MEG3的研究可為探索治療RCC治療靶點(diǎn)提供新思路。
GAS5基因定位于人類(lèi)染色體1q25.1,長(zhǎng)度約為630 nt,是一種生成snoRNAs、miRNAs、piRNAs和lncRNA的抑癌基因[16]。Qiao等[17]發(fā)現(xiàn),RCC組織中GAS5表達(dá)水平明顯降低,而體外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)通過(guò)增加GAS5的表達(dá)水平,癌細(xì)胞侵襲及轉(zhuǎn)移能力受到抑制。Dong等[18]認(rèn)為,GAS5通過(guò)與miR-223相互作用進(jìn)而調(diào)節(jié)人鋅鐵調(diào)控蛋白-1(hZIP1)的mRNA和蛋白質(zhì)水平,進(jìn)而對(duì)細(xì)胞增殖、細(xì)胞周期分布、凋亡和侵襲產(chǎn)生影響,通過(guò)降低GAS5表達(dá)水平可增強(qiáng)ccRCC細(xì)胞的致瘤性,GAS5的表達(dá)下降指示腫瘤進(jìn)展和復(fù)發(fā)。Fawzy等[19]通過(guò)定量實(shí)時(shí)逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)測(cè)定GAS5,發(fā)現(xiàn)GAS5的表達(dá)下調(diào)與腫瘤淋巴結(jié)浸潤(rùn)及包膜、骨盆浸潤(rùn)有關(guān)的不良預(yù)后相關(guān),并認(rèn)為GAS5可作為RCC的潛在治療學(xué)生物標(biāo)志物。以上研究表明,GAS5是RCC的抑癌基因之一,其在RCC中表達(dá)失調(diào)可能促進(jìn)多種致癌機(jī)制。因此,針對(duì)GAS5的檢測(cè)在未來(lái)可能成為治療RCC的關(guān)鍵,但其機(jī)制仍需更深入研究。
MALAT1定位于人類(lèi)染色體11q13.1,長(zhǎng)度約為8 kb,最早在非小細(xì)胞肺癌相關(guān)文獻(xiàn)中被提及[20]。在其與RCC的相關(guān)研究中,Zhang等[21]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)RCC組織及其細(xì)胞株中的MALAT1均為高表達(dá),并且與MALAT1表達(dá)較低的ccRCC患者相比,MALAT1表達(dá)較高的ccRCC患者具有較顯著的臨床特征和較短的總生存時(shí)間,MALAT1表達(dá)水平增高,患者的總生存時(shí)間顯著降低。并且其表達(dá)水平與腫瘤的大小、分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的關(guān)系密切。Hirata等[22]發(fā)現(xiàn)MALAT1可促進(jìn)RCC中EZH2基因表達(dá)和上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化,并與miR-205相互作用促進(jìn)RCC發(fā)生,通過(guò)敲除MALAT1可降低RCC細(xì)胞的增殖和侵襲能力,并促進(jìn)了RCC細(xì)胞凋亡。Li等[23]研究認(rèn)為miR-22-3p是MALAT1的作用靶標(biāo),MALAT1是通過(guò)PI3K/Akt信號(hào)通路靶向調(diào)控miR-22-3p,使其失活,從而影響了RCC細(xì)胞的增殖和遷移。Chen等[24]研究認(rèn)為MALAT1介導(dǎo)的RCC增殖和轉(zhuǎn)移能力的增強(qiáng)可能是由于Livin蛋白表達(dá)的上調(diào)而引起,MALAT1的高表達(dá)可以視為早期發(fā)現(xiàn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的生物標(biāo)志物,也可作為RCC患者生存率的預(yù)測(cè)指標(biāo)。以上研究表明,針對(duì)MALAT1的表達(dá)沉默可能抑制RCC細(xì)胞的增殖和遷移,進(jìn)而改善預(yù)后,并且有望成為RCC早期診斷及評(píng)估預(yù)后的理想生物標(biāo)志物及治療靶點(diǎn)。
SNHGs定位于染色體11p12.3,是snoRNAs的宿主基因,可轉(zhuǎn)錄出多種snoRNA參與細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育過(guò)程。其中,長(zhǎng)鏈非編碼小核仁宿主基因(lnc-SNHGs)是SNHGs的一類(lèi)[25]。研究人員發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)鏈非編碼小核仁宿主基因與多種疾病的發(fā)展有關(guān),并對(duì)RCC的發(fā)生、發(fā)展有重要意義[26]。Wu等[27]在比較SNHG12在ccRCC和鄰近正常組織中的表達(dá)水平時(shí)發(fā)現(xiàn)SNHG12在ccRCC組織和細(xì)胞系中過(guò)表達(dá),抑制其功能可抑制ccRCC細(xì)胞的活力和遷移性,并指出SNHG12通過(guò)海綿機(jī)制與miR-129-5p相互作用,進(jìn)而在ccRCC發(fā)展過(guò)程中調(diào)控MDM4和p53的表達(dá)。Chen等[28]通過(guò)監(jiān)測(cè)ccRCC小鼠模型中體內(nèi)腫瘤生長(zhǎng)及體內(nèi)SNHG12的表達(dá)水平時(shí)發(fā)現(xiàn)SNHG12在體內(nèi)和體外的表達(dá)均異常增高,且SNHG12的高表達(dá)與預(yù)后不良有關(guān),這可能是SNHG12通過(guò)與miR-199a-5p競(jìng)爭(zhēng)來(lái)調(diào)節(jié)HIF1α表達(dá)有關(guān)。相反的,SNHG12的缺乏會(huì)顯著抑制癌細(xì)胞活力,使其不依賴(lài)錨定的生長(zhǎng)并誘導(dǎo)凋亡,并抑制癌細(xì)胞的遷移和生長(zhǎng)?,F(xiàn)階段的研究表明SNHGs的異常表達(dá)與RCC發(fā)生以及轉(zhuǎn)移,浸潤(rùn)和不良預(yù)后密切相關(guān),同時(shí)SNHGs也是大多數(shù)惡性腫瘤的預(yù)后因素。但是,這些研究只是初步的討論,將來(lái)還需要對(duì)SNHGs成員和snoRNA的機(jī)制進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
ATB基因定位于人類(lèi)第13、14和22號(hào)染色體,長(zhǎng)度約為 2.4 kb,是能被轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子激活的lncRNA,轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)的過(guò)度表達(dá)可導(dǎo)致ATB基因的上調(diào)[29]。研究表明ATB基因作為一種致癌因子,可能是通過(guò)誘導(dǎo)EMT,從而導(dǎo)致RCC發(fā)生,并促進(jìn)腫瘤的增殖,遷移和侵襲[30]。Xiong等[31]發(fā)現(xiàn),RCC組織和腎癌細(xì)胞中的ATB基因表達(dá)均高于鄰近的正常非腫瘤組織和正常人近端腎小管上皮細(xì)胞,并且通過(guò)敲除ATB基因可抑制細(xì)胞增殖、觸發(fā)細(xì)胞凋亡以及減少EMT從而抑制癌細(xì)胞遷移和侵襲。Qi等[32]分析了ATB基因表達(dá)與臨床病理特征之間的關(guān)系得出ATB基因的高表達(dá)與病理組織學(xué)分級(jí)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移密切相關(guān),并且ATB基因高表達(dá)患者的總生存期明顯短于ATB基因低表達(dá)患者。Song等[33]通過(guò)RNA免疫沉淀和染色質(zhì)免疫沉淀分析證實(shí)了ATB基因與DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1(DNMT1)結(jié)合并穩(wěn)定其表達(dá),同時(shí)促進(jìn)DNMT1與p53的結(jié)合,通過(guò)下調(diào)p53從而增強(qiáng)RCC細(xì)胞的增殖和遷移能力,并抑制其凋亡。但ATB基因在RCC中的研究尚處于初步階段,其確切的功能作用和分子機(jī)制尚不清楚。因此,將ATB基因作為RCC早期診斷的生物標(biāo)志物還有待進(jìn)一步研究。未來(lái),ATB基因可能成為治療RCC的新的分子靶點(diǎn)。
綜上所述,lncRNA功能的改變是促進(jìn)RCC的發(fā)生、發(fā)展的關(guān)鍵因素,致癌lncRNA包括HOTAIR、MALAT1、SNHGs、ATB等,抑癌lncRNA包括GAS5、MEG3等。lncRNA可能是通過(guò)相關(guān)分子海綿機(jī)制介導(dǎo)相關(guān)miRNA,激活不同的信號(hào)傳導(dǎo)途徑和調(diào)節(jié)關(guān)鍵標(biāo)志物的表達(dá)來(lái)調(diào)控RCC的發(fā)生、發(fā)展。然而,由于lncRNA種類(lèi)繁多,且其生物學(xué)功能、分子機(jī)制很復(fù)雜,具體介導(dǎo)的相關(guān)信號(hào)通路及調(diào)控機(jī)制尚未完全明確,仍需進(jìn)一步探索。并且目前研究主要集中于腎透明細(xì)胞癌這一類(lèi)病理組織類(lèi)型上,且納入的樣本量較少。由于RCC的巨大異質(zhì)性,以及癌癥的發(fā)生發(fā)展過(guò)程是一個(gè)多環(huán)節(jié)、多因素相互作用的結(jié)果,單一基因的異常表達(dá)難以解釋RCC的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制,在未來(lái)可增加實(shí)驗(yàn)樣本量及納入不同的組織學(xué)類(lèi)型,并通過(guò)聯(lián)合多個(gè)lncRNA的指標(biāo)來(lái)揭示RCC發(fā)生、發(fā)展。相信隨著研究的深入,lncRNA在RCC的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中具體調(diào)控機(jī)制的揭示可為RCC的早期診斷、治療、評(píng)估預(yù)后等方面提供新的理論依據(jù),對(duì)lncRNA的深入研究將會(huì)給RCC患者帶來(lái)福音。