楊亮,楊風(fēng)光綜述,向高,康學(xué)文審校
1.湖北文理學(xué)院附屬醫(yī)院襄陽市中心醫(yī)院,湖北 襄陽 441021;2.蘭州大學(xué)第二醫(yī)院,甘肅 蘭州 730000
骨肉瘤(Osteosarcoma,OS)是骨骼系統(tǒng)最常見的原發(fā)性惡性腫瘤,其特征為高度惡性,可迅速侵犯周圍組織并向全身轉(zhuǎn)移[1];青少年及兒童患者死亡率較高[2-3]。隨著手術(shù)技術(shù)、放射治療及聯(lián)合化學(xué)治療的發(fā)展,OS患者長期生存率有所降低,但無病生存率及5年總生存率仍低于50%~60%,且近40%的OS患者死亡是由肺轉(zhuǎn)移引起[4-5]。因此,研究OS治療的新策略尤其針對(duì)OS發(fā)病過程所涉及的分子靶點(diǎn)尤為重要。
長鏈非編碼 RNA(long noncoding RNA,lncRNA)是一類長度大于200個(gè)核苷酸的RNA,由于其無開放閱讀框(open reading frame,ORF),又稱為非編碼RNA[6]。小核仁RNA宿主基因(small nucleolar RNA host gene,SNHG)是lncRNA中新發(fā)現(xiàn)的一類大型非編碼基因家族,研究發(fā)現(xiàn),SNHG在癌癥的發(fā)生發(fā)展過程中起重要作用[7],SNHG通過相關(guān)信號(hào)通路促進(jìn)OS細(xì)胞的增殖、侵襲及轉(zhuǎn)移,嚴(yán)重影響OS患者的預(yù)后。為深入認(rèn)知SNHG在OS中的作用及機(jī)制,本文就lncRNA SNHG基因家族對(duì)OS的作用作一綜述。
1.1 SNHG1 研究表明,SNHG1在各種癌癥中表達(dá)異常,并對(duì)癌癥的發(fā)生發(fā)展起重要作用,如SNHG1在肝癌細(xì)胞(hepatoma carcinoma cell,HCC)中上調(diào),促進(jìn)HCC的增殖及侵襲[8];在非小細(xì)胞肺癌中上調(diào)并抑制miRNA-101-3p的表達(dá),顯著促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌的發(fā)生及發(fā)展[9]。SNHG1在OS的發(fā)病過程中起著重要作用。研究發(fā)現(xiàn),與相鄰的非腫瘤組織比較,SNHG1在OS腫瘤組織中的表達(dá)顯著增加,與非腫瘤細(xì)胞系比較,OS腫瘤細(xì)胞系中SNHG1的表達(dá)顯著上調(diào)[10-12],2018 年,JING 等[11]發(fā)現(xiàn),SNHG1 高表達(dá)與腫瘤組織的大小、TNM分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān),生存分析表明,OS患者SNHG1高表達(dá)的總體存活率較低表達(dá)者更差[10],深入研究發(fā)現(xiàn),SNHG1可通過激活ROCK1、PI3K/AKT,下調(diào)miRNA-101-3p表達(dá),增加上皮與間質(zhì)細(xì)胞之間的轉(zhuǎn)換(epithelialmesenchymal transition,EMT)過程[12],并可通過促進(jìn)miR-326靶基因NOB1的表達(dá)抑制miR-326的活性,從而促進(jìn)OS細(xì)胞的增殖、遷移及侵襲[10]。SNHG1還可通過 lnc-SNHG1/miR-577/WNT2B/Wnt/bcatenin信號(hào)通路促進(jìn)OS的發(fā)生及發(fā)展[11],表明SNHG1在OS的發(fā)生發(fā)展過程中,可通過不同的信號(hào)通路發(fā)揮其促癌作用。這些不同信號(hào)通路的發(fā)現(xiàn)為完善OS的發(fā)病機(jī)制及SNHG1治療OS的措施奠定了理論基礎(chǔ)。
1.2 SNHG3 SNHG3在肝細(xì)胞癌中表達(dá)增高,且與腫瘤大小及癌癥復(fù)發(fā)等密切相關(guān)[13]。SNHG3在相關(guān)腫瘤的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用,研究發(fā)現(xiàn),SNHG3能上調(diào)OS細(xì)胞中PCNA(細(xì)胞增殖標(biāo)志物)的表達(dá),但敲低SNHG3后可下調(diào)其表達(dá),表明SNHG3可促進(jìn)OS細(xì)胞增殖及集落形成;進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),miR-196a-5p在OS組織中表達(dá)降低,且與OS患者較高的生存率相關(guān),miR-196a-5p與 SNHG3結(jié)合,SNHG3促進(jìn)miR-196a-5p的靶基因HOXC8表達(dá),促進(jìn)HOXC8與miR-196a-5p結(jié)合,從而促進(jìn)OS細(xì)胞的增殖、遷移及侵襲[14]。有研究發(fā)現(xiàn),SNHG3可通過結(jié)合miRNA-151a-3p上調(diào)RAB22 A的表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)OS細(xì)胞的增殖、遷移及侵襲[15],表明SNHG3可通過不同的信號(hào)通路調(diào)控OS的發(fā)生及發(fā)展。針對(duì)不同信號(hào)通路的靶基因研制其抑制劑有助于為OS的治療提供全新的方法。
1.3 SNHG4 不同于 SNHG1及SNHG3,SNHG4在腫瘤中的研究相對(duì)較少。據(jù)報(bào)道,SNHG4的表達(dá)在被輻射照射的TK6細(xì)胞中上調(diào),但在對(duì)照組細(xì)胞中被抑制,表明SNHG4可能與輻射照射致基因突變或癌癥的發(fā)生有關(guān)[16]。研究發(fā)現(xiàn),SNHG4在OS中的表達(dá)明顯上調(diào),且與OS患者的腫瘤大小及預(yù)后不良呈正相關(guān),而敲低SNHG4則抑制了Saos-2及U-2 OS細(xì)胞系增殖標(biāo)志物PCNA蛋白的表達(dá),表明可抑制OS細(xì)胞的增殖及集落反應(yīng),反之,SNHG4的異位表達(dá)可促進(jìn)OS增殖,深入研究發(fā)現(xiàn),SNHG4可競爭性地結(jié)合miR-224-3p,抑制miR-224-3p與胞質(zhì)分裂7(dedicator of cytokinesis 7,DOCK7)的結(jié)合,抑制miR-224-3p介導(dǎo)的腫瘤抑制效應(yīng),相對(duì)上調(diào)DOCK7的表達(dá),發(fā)揮DOCK7促進(jìn)腫瘤增殖的作用[17]。表明SNHG4可通過miR-224-3p/DOCK7通路發(fā)揮其促進(jìn)OS增殖的作用,未來研究可通過抑制SNHG4的功能,為后續(xù)治療OS提供可能的新途徑。
1.4 SNHG5 SNHG5也稱為U50HG,是具有6個(gè)外顯子、524個(gè)核苷酸的lncRNA,并編碼核仁小RNA U50(small nucleolar RNAs U50,snoRNAU50)及U50,研究表明,SNHG5的上調(diào)與OS的臨床結(jié)果及預(yù)后相關(guān)[18]。SNHG5通過加速G1至S期的轉(zhuǎn)變,促進(jìn)OS細(xì)胞的增殖、侵襲及遷移。SNHG5可與蛋白激酶1相關(guān)酶(rho-associatedcoiled coil-containing protein kinase 1,ROCK1)競爭性地結(jié)合 miR-26a,抑制miR-26a的抗OS細(xì)胞增殖作用,促進(jìn)OS細(xì)胞的增殖、侵襲、遷移及G1至S期的轉(zhuǎn)變,并通過miR-26a激活ROCK信號(hào)通路[19]。SNHG5作為OS中的致癌基因可通過SNHG5-miR-26a-ROCK1信號(hào)軸促進(jìn)OS發(fā)展。同時(shí),有學(xué)者關(guān)注到SNHG5對(duì)OS細(xì)胞凋亡的影響,敲低SNHG5激活了caspase-3、caspase-9及聚 ADP-核糖聚合酶(poly ADP-ribose pol-ymerase,PARP),促進(jìn)了 OS細(xì)胞(143B 細(xì)胞)的凋亡[20]。研究發(fā)現(xiàn),SNHG5與miR-212-3p結(jié)合后相對(duì)上調(diào)蛋白激酶 3(serum-and glucocorticoid regulated protein kinase 3,SGK3)的表達(dá),通過促進(jìn)EMT過程,從而促進(jìn)OS細(xì)胞的侵襲及轉(zhuǎn)移[20]。SNHG5對(duì)OS作用機(jī)制的探討為臨床治療OS提供了可能的分子靶點(diǎn)。
1.5 SNHG12 SNHG12在多種腫瘤中表現(xiàn)出致癌作用,如甲狀腺乳頭狀癌[21]、胃癌[22-23]及神經(jīng)膠質(zhì)瘤[24-25]。AMOT基因是一種可編碼調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞遷移的血管動(dòng)蛋白,研究發(fā)現(xiàn),與正常組織及細(xì)胞相比,SNHG12和AMOT mRNA在OS組織和細(xì)胞系中的表達(dá)上調(diào),AMOT mRNA的上調(diào)與SNHG12的上調(diào)有關(guān),且敲低SNHG12降低了OS細(xì)胞中AMOT的表達(dá),抑制了細(xì)胞增殖及遷移,但不影響細(xì)胞凋亡[26],表明SNHG12通過上調(diào)OS細(xì)胞中AMOT基因的表達(dá)促進(jìn)細(xì)胞增殖及遷移。ZHOU等[27]研究同樣表明,SNHG12在OS中上調(diào),且與OS患者的臨床特征密切相關(guān),SNHG12表達(dá)水平愈高的患者其預(yù)后越差;深入研究發(fā)現(xiàn),敲低SNHG12可抑制OS細(xì)胞的增殖、侵襲及遷移,其可與Notch2競爭性結(jié)合miR-195-5p,上調(diào)Notch2,進(jìn)一步激活Notch信號(hào)通路(研究已表明Notch信號(hào)通路在各種人類癌癥中異常激活[28]),進(jìn)而促進(jìn)OS細(xì)胞的增殖、侵襲及遷移,加速OS的發(fā)展。
SNHG12在OS化療耐藥過程中也發(fā)揮著重要作用。研究發(fā)現(xiàn),與阿霉素敏感細(xì)胞比較,多柔比星抗性細(xì)胞SNHG12的表達(dá)水平更高,敲低SNHG12有助于miR-320a的上調(diào),并提高了阿霉素的敏感性,深入探討后發(fā)現(xiàn),SNHG12可通過miR-320a/MCL1軸介導(dǎo)OS對(duì)阿霉素的耐藥性[29]。因此,通過SNHG12的靶向治療不僅能抑制OS增殖,且能改善化療藥物的耐藥性,可能對(duì)OS患者生存率的提高具有較大的意義。
1.6 SNHG16 近年來,SNHG16被認(rèn)為與癌癥相關(guān)。研究表明,SNHG16可作為競爭性內(nèi)源性RNA(competitive endogenous RNA,ceRNA),降低 miRNA的表達(dá),從而調(diào)節(jié)miRNA靶標(biāo)的去阻遏效應(yīng)[30-31]。ZHU等[30]研究發(fā)現(xiàn),SNHG16在OS組織及細(xì)胞系中高表達(dá),SNHG16的下調(diào)將導(dǎo)致OS細(xì)胞的增殖受抑制,進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),SNHG16可作為miR-205的競爭性內(nèi)源性抑制劑結(jié)合miR-205調(diào)節(jié)鋅指E盒結(jié)合同源框1(zinc finger E-box-binding homeobox 1,ZEB1)的表達(dá),去除 miR-205 對(duì) ZEB1 的阻遏效應(yīng),進(jìn)而促進(jìn)OS細(xì)胞增殖。另有研究表明,SNHG16通過與miR-340結(jié)合發(fā)揮去阻遏效應(yīng),抑制OS細(xì)胞系凋亡,進(jìn)而促進(jìn)OS的發(fā)展[31]。這為針對(duì)SNHG16靶向治療OS又提供了一條全新的信號(hào)通路。同時(shí),還有其他信號(hào)通路也參與SNHG16對(duì)OS的促進(jìn)作用,如SNHG16競爭性地結(jié)合miR-98-5p,上調(diào)miR-98-5p靶基因ZEB1、E2F5及STAT3的表達(dá),促進(jìn)OS細(xì)胞增殖[32];SNHG16競爭性地結(jié)合miR-1301,上調(diào)miR-1301靶基因BCL9的轉(zhuǎn)錄水平,發(fā)揮去阻遏效應(yīng),促進(jìn)OS細(xì)胞的增殖、侵襲及轉(zhuǎn)移[33]。
2.1 SNHG6 SNHG6在OS組織及細(xì)胞系中表達(dá)顯著上調(diào),且發(fā)現(xiàn)SNHG6的高表達(dá)與OS患者的預(yù)后有關(guān),下調(diào)SNHG6的表達(dá),在一定程度上抑制了OS細(xì)胞的增殖,促進(jìn)OS細(xì)胞的凋亡,表明SNHG6在OS細(xì)胞中的高表達(dá)能促進(jìn)細(xì)胞增殖,抑制凋亡,促進(jìn)腫瘤的發(fā)展,這是由于SNHG6可通過p21及KLF2影響OS細(xì)胞周期,調(diào)節(jié)OS細(xì)胞的增殖及凋亡,達(dá)到促進(jìn)腫瘤發(fā)展的目的[34]。ZHU 等[35]研究發(fā)現(xiàn),SNHG6競爭性地抑制miR-26a-5p的表達(dá),上調(diào)自噬激酶(unc-51 like autophagy activating-kinase 1,ULK1)的表達(dá),促進(jìn)自噬相關(guān)蛋白ATF3的表達(dá),進(jìn)而促進(jìn)OS的生長。
2.2 SNHG7 SNHG7是近年來新發(fā)現(xiàn)的LncRNA,其在腫瘤細(xì)胞中可促進(jìn)腫瘤的增殖,降低患者的生存率,可通過上調(diào)miR-34a的靶基因來拮抗腫瘤抑制因子miR-34a,并促進(jìn)EMT表型,包括Notch1、BCL-2、CDK6及SMAD4,進(jìn)而促進(jìn)OS細(xì)胞系的增殖、侵襲及遷移[36]。
2.3 SNHG20 研究表明,SNHG20可通過兩條信號(hào)通路對(duì)OS產(chǎn)生作用。通路一:SNHG20與miR-139的結(jié)合抑制miR-139的阻遏效應(yīng),上調(diào)miR-139靶基因RUNX2的表達(dá)[37],進(jìn)而促進(jìn)腫瘤的增殖及進(jìn)展;通路二:SNHG20通過正向調(diào)節(jié)Vimentin、ZEB1及ZEB2蛋白的表達(dá),并下調(diào)E-鈣粘蛋白的表達(dá),促進(jìn)OS細(xì)胞的EMT過程,進(jìn)而推進(jìn)腫瘤的發(fā)展[38]。因此,未來研究可針對(duì)SNHG20的信號(hào)軸,為研發(fā)新的抑癌藥物提供新的的方向。
LncRNA SNHG均可通過作用于相關(guān)miRNA,上調(diào)該miRNA靶基因的表達(dá),不同程度地促進(jìn)OS細(xì)胞的增殖、侵襲及遷移,或干擾OS細(xì)胞的凋亡及自噬,極大影響OS患者的預(yù)后。SNHG對(duì)OS細(xì)胞作用的信號(hào)通路為治療OS提供了新的分子靶點(diǎn),由于在體內(nèi)敲低SNHG可操作性較低,因此在臨床實(shí)踐中應(yīng)用較難。研發(fā)針對(duì)這些分子靶點(diǎn)的抑制劑相對(duì)較易,圍繞SNHG的治療方法也許會(huì)為OS患者帶來新的希望。目前,LncRNA SNHG對(duì)OS的作用機(jī)制尚不完善,今后有必要深入研究SNHG作用于OS細(xì)胞的信號(hào)通路,完善現(xiàn)有的作用機(jī)制并提出新的信號(hào)軸,找出最為顯著的分子靶點(diǎn),為臨床實(shí)踐奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。