雷 越 綜述,駱文龍 審校
(重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院耳鼻喉科 400010)
盡管人類在惡性腫瘤的治療領(lǐng)域已經(jīng)有了長足的進步,但惡性腫瘤至今仍嚴重威脅著人類的健康,給社會帶來了沉重的負擔和經(jīng)濟損失。每年因惡性腫瘤死亡的人數(shù)約占全年死亡人數(shù)的1/4,位居全部死因的首位[1]。起源于鼻咽部上皮細胞的鼻咽癌(NPC)是一種具有高度地域差異性和種族特異性的頭頸部惡性腫瘤。根據(jù)國際癌癥研究機構(gòu)的數(shù)據(jù),2018年全球約有12.9萬例NPC新發(fā)病例[2]。雖然NPC新發(fā)病例僅占2018年全球新發(fā)惡性腫瘤病例的0.7%,然而由于其地理分布的不平衡性;有超過70.0%的新病例在東亞和東南亞。我國南方地區(qū)就是NPC的好發(fā)區(qū),2018年該地區(qū)新發(fā)病例約占世界新發(fā)病例的47.7%[3]。
如何更有效地預防、及時診斷和有效治療NPC已成為社會普遍關(guān)注的重大公共健康問題。有研究發(fā)現(xiàn),NPC的發(fā)生、發(fā)展是一個涉及多個基因突變、環(huán)境作用及EB病毒感染等多因素的多步驟過程。目前公認的NPC有效治療手段,主要是局部放療或放療聯(lián)合輔助化療[4]。雖然這些治療手段使NPC的局部控制率有了很明顯的提高,但并沒有顯著提升。因此,深入、系統(tǒng)地探究鼻咽部惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展機制,開拓新的治療靶點就顯得十分迫切。
由于長鏈非編碼RNA(LncRNAs)沒有編碼蛋白的功能,起初僅作為轉(zhuǎn)錄的副產(chǎn)物并沒有得到研究人員的重視。然而,隨著對人類基因表達及調(diào)控研究的深入,越來越多的證據(jù)表明,LncRNAs通過與DNA、RNA、蛋白質(zhì)分子的相互作用,在染色質(zhì)結(jié)構(gòu)重塑、轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的剪接編輯、mRNA穩(wěn)定性、干細胞多向分化等細胞生理過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用[5]。此外,在多種人類腫瘤細胞中都發(fā)現(xiàn)了LncRNAs表達水平或活性的顯著改變,而人為的改變這些特定LncRNAs的表達會直接影響腫瘤細胞的生物學行為。這說明它們不僅參與正常細胞生理活動,并且在惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展的病理過程中也扮演了極其重要的角色。有研究發(fā)現(xiàn),一部分LncRNAs在NPC腫瘤組織中存在表達異常并且在NPC的發(fā)生、遷移、局部侵襲或遠處轉(zhuǎn)移甚至產(chǎn)生化療藥物和放射抵抗性方面發(fā)揮著極其重要的作用[6-8]。本綜述旨在系統(tǒng)回顧NPC領(lǐng)域中有關(guān)LncRNAs的最新研究進展,希望能為LncRNAs今后作為NPC可能的生物標志物和潛在治療靶點提供一定的理論基礎(chǔ)。
MEG3是第1個被發(fā)現(xiàn)具有腫瘤抑制作用的LncRNA,定位于人類染色體14q32.3上[9]。MEG3在正常組織細胞中表達水平較高,而在肺癌、NPC等多種人類惡性腫瘤細胞中表達水平顯著下降。在NPC細胞中,DNA拷貝數(shù)的下調(diào)和其啟動子區(qū)域的異常甲基化是MEG3表達下調(diào)主要原因。CHAK等[10]研究證實,在NPC細胞中上調(diào)MEG3的表達可以抑制NPC細胞的增殖,誘導腫瘤細胞周期停滯并延緩細胞集落形成。因此,MEG3的失活或表達下調(diào)可能是NPC發(fā)生過程中的重要環(huán)節(jié),恢復LncRNA-MEG3在NPC細胞中的表達,也許會成為一個新的NPC治療靶點。
LncRNA-LET的編碼基因位于15號染色體長臂2區(qū)4帶,已被證實在消化道腫瘤[11-12]、女性生殖系統(tǒng)腫瘤[13]等多種人類惡性腫瘤組織中表達顯著下調(diào)。NPC的有關(guān)研究表明,通過增強LncRNA-LET在NPC細胞中的表達可以抑制腫瘤細胞的增殖、黏附和侵襲[14-15]。而SUN等[16]也在對68例NPC組織和正常組織配對樣本的比較中證實,與LET高表達或正常表達的NPC患者相比,LET低表達患者臨床分期更晚,腫瘤直徑更大,而5年生存率顯著降低。進一步的細胞實驗發(fā)現(xiàn),NPC組織中LncRNA-LET的下調(diào)可能與促進腫瘤發(fā)生、發(fā)展的組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶Zeste增強子人類同源物2(EZH2)持續(xù)高水平表達有關(guān)[16]。在NPCCNE2細胞系中上調(diào)LncRNA-LET的表達,可以抑制腫瘤的增殖、侵襲;相反,下調(diào)LncRNA-LET的表達可以顯著增強腫瘤細胞的增殖。在動物實驗中的結(jié)果也進一步證實了LncRNA-LET在NPC中發(fā)揮腫瘤抑制作用,但其調(diào)控的具體機制有待進一步研究。
近來,研究者們對NPC腫瘤組織中LncRNAs的表達進行了差異性分析,發(fā)現(xiàn)35個存在表達差異的LncRNAs。其中,LINC0086在NPC患者的血清樣本和組織中表達水平均有明顯下調(diào),并且其表達水平與患者的3、5年生存率存在顯著的負相關(guān)[17]。進一步的研究發(fā)現(xiàn),在LINC0086的3′-UTR中有與促癌基因miRNA-214的結(jié)合位點,高表達的LINC0086可以通過直接與miRNA-214相互作用來明顯降低miRNA-214的表達,從而抑制了NPC細胞增殖并促進其凋亡。此外,LINC0086對NPC細胞生長的抑制作用可以通過體外和體內(nèi)miRNA-214的過表達而發(fā)生逆轉(zhuǎn)。因此,LINC0086對腫瘤的抑制作用有進一步研究價值,并可能成為NPC的一種新型的潛在診斷標志物和治療靶點。此外,LncRNA-LOC401317、LINC00312等也都在其他腫瘤的研究中被證實可以通過多種作用機制發(fā)揮它們抑制腫瘤生長的作用[18-19]。但在NPC細胞中是否也同樣存在抑癌功能尚需進一步研究。
HOTAIR是第1個被發(fā)現(xiàn)具有反式轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用的LncRNA,其編碼基因位于12號染色體長臂上,由6個外顯子構(gòu)成[20]。HOTAIR在宮頸癌、乳腺癌及胃腸道腫瘤等多種類型的癌癥中均存在異常表達,并且已被認為是患者預后不良的獨立預測因素[21-22]。RINN等[23]研究也發(fā)現(xiàn),NPC細胞中高表達的HOTAIR與更大的腫瘤直徑和更晚的臨床分期緊密相關(guān)。此外,HOTAIR的表達量隨著腫瘤臨床分期的進展呈指數(shù)增加,且HOTAIR的高表達提示NPC患者的預后不良。更深入的研究發(fā)現(xiàn),HOTAIR通過直接和間接信號通路介導NPC腫瘤組織中的血管生成,從而促進了NPC細胞的遷移、侵襲和增殖過程[20]。通過比較原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性NPC組織中存在差異表達的LncRNAs,ZHANG等[24]發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)移性NPC組織中HOTAIR表達均顯著上調(diào),較原發(fā)腫瘤的表達水平高出4倍以上。這些研究表明,HOTAIR在NPC中發(fā)揮促癌基因的作用并與其侵襲、轉(zhuǎn)移過程密切相關(guān),其在NPC的治療及復發(fā)轉(zhuǎn)移的檢測中具有重要作用。
LncRNA-ANRIL的基因位于9p21.3,全長約3.8 kb,由19個外顯子組成。其最初在家族性黑色素瘤患者的基因中發(fā)現(xiàn),目前研究證明ANRIL與包括NPC在內(nèi)的多種癌癥有關(guān)。LncRNA-ANRIL可以通過促進細胞增殖、提高糖代謝相關(guān)基因活性及誘導腫瘤細胞向干細胞樣細胞轉(zhuǎn)化等途徑來促進NPC進展[25]。通過在NPC細胞中導入miRNA let-7a來下調(diào)ANRIL的表達,可有效抑制NPC細胞的生長并增強順鉑誘導的細胞毒性[15]。這一發(fā)現(xiàn)不僅進一步揭示了LncRNAs在NPC的發(fā)生、發(fā)展中的重要作用,而且為NPC患者提供了新的、有希望的治療策略。
H19是最早發(fā)現(xiàn)并且目前研究最為廣泛的LncRNA之一。此前的研究已經(jīng)證實,H19的表達水平在包括胃癌[26-27]、結(jié)直腸癌[28]、膀胱癌[29]、前列腺癌[30]等多種人類惡性腫瘤中顯著上調(diào)。在NPC患者中,與正常鼻咽部上皮相比,在低分化NPC細胞中H19表達升高明顯。H19通過調(diào)節(jié)miRNA-630/EZH2途徑從而抑制E-鈣黏蛋白表達,誘導腫瘤細胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)并促進NPC細胞出現(xiàn)侵襲。EZH2是miRNA-630的下游靶標,可以被下調(diào),H19正是通過抑制miRNA-630的活性而調(diào)控EZH2的表達[31]。
LncRNA-ROR位于染色體18q21.31,首先在多能干細胞(PSC)中發(fā)現(xiàn)并受與惡性腫瘤發(fā)展密切相關(guān)的SOX2、OCT4、NONOG等多個分子的調(diào)控[32]。研究表明,LncRNA-ROR在人類NPC組織中表達水平顯著上調(diào),過度表達的LncRNA-ROR可降低NPC細胞的凋亡率并促進NPC細胞的增殖、轉(zhuǎn)移和侵襲行為。LncRNA-ROR可作為P53負調(diào)控因子而增強NPC腫瘤組織的化療耐受能力[7]。
AFAP1-AS1是一個長約6.8 kb的LncRNA,定位于第4號染色體上,是編碼AFAP1的反義產(chǎn)物。BO等[33]在研究中發(fā)現(xiàn),AFAP1-AS1在NPC組織中表達水平升高,并提示NPC患者的不良預后。在體外實驗中,沉默AFAP1-AS1基因后,NPC腫瘤細胞的遷徙、侵襲能力明顯受到抑制,這可能與AFAP1-AS1對微小GTPase家族成員在肌動蛋白中的表達有關(guān)[34-36]。因此,AFAP1-AS1可作為預測NPC患者的預后及NPC潛在的治療靶點。
近年來,LncRNAs在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的重要調(diào)控作用正在逐漸被人們深入認識。應該指出,盡管目前已經(jīng)鑒定出超過10萬種LncRNAs,但與蛋白質(zhì)編碼基因或miRNA等其他基因相比,對于絕大多數(shù)LncRNA的功能和機制仍然知之甚少[37-39]。明確LncRNA與NPC的因果關(guān)系和效應機制及其相應靶基因間的相互作用在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中的影響,是今后很長一段時間內(nèi)LncRNA在鼻咽癌中作用研究亟須解決的問題。