徐寶麟,成 雨,魏 勇
濱州醫(yī)學(xué)院煙臺(tái)附屬醫(yī)院 肝膽胰脾外科,山東 煙臺(tái) 264100
膽管細(xì)胞癌(cholangiocarcinoma,CCA)是發(fā)生于膽管上皮的惡性侵襲性腫瘤,包括肝內(nèi)膽管細(xì)胞癌(intrahepatic cholangiocarcinoma,ICC)和肝外膽管細(xì)胞癌(extrahepatic cholangiocarcinoma,ECC)。CCA的惡性度高,預(yù)后差,對(duì)放療、化療不敏感,手術(shù)切除是膽管癌唯一有效的治療手段。但是由于膽道系統(tǒng)的解剖和生理特點(diǎn),早期診治較困難,因此許多患者就診時(shí)已是晚期且失去了合適的手術(shù)時(shí)機(jī),即使行根治手術(shù),R0切除后5年生存率也僅約為30%[1]。目前對(duì)CCA的發(fā)病機(jī)制仍不清楚,因此深入研究CCA的發(fā)生機(jī)制,尋找一種新的生物標(biāo)志物作為基因治療的潛在靶點(diǎn),對(duì)于提高CCA的診治和預(yù)后效果意義重大。已知競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)參與許多惡性腫瘤的發(fā)生[2-4],如膽管癌、胃癌、肝癌、結(jié)直腸癌等。在膽管惡性腫瘤中,ceRNA可通過調(diào)控細(xì)胞周期進(jìn)程、上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化、巨噬細(xì)胞極化、細(xì)胞代謝等影響腫瘤的發(fā)生、進(jìn)展。
ceRNA是能夠競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miRNA的一類轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,已知的ceRNA包括:信使RNA(mRNA)、假基因轉(zhuǎn)錄物、長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)和環(huán)狀RNA(circularRNA,circRNA)等,其像海綿一樣吸附結(jié)合miRNA反應(yīng)元件來調(diào)控miRNA的表達(dá)水平,這種機(jī)制就是“ceRNA”假說。
1.1 lncRNA lncRNA是一種長(zhǎng)度超過200 nt的非編碼RNA,其轉(zhuǎn)錄可使某些基因激活或沉默,從而調(diào)節(jié)細(xì)胞的生物學(xué)性狀并對(duì)癌癥的發(fā)展及預(yù)后發(fā)揮重要作用[5]。多數(shù)的lncRNA與下游的miRNA和靶向mRNA形成調(diào)控網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,例如lncRNA PVT/miR186/KLF5[6]、lncRNA PCAT6/miR236/RhoA/rock[7]、lncRNA NNT-AS1/miR485/BCL9[8]等。lncRNA不僅能促進(jìn)CCA的生長(zhǎng),還與TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、組織分化程度、術(shù)后復(fù)發(fā)以及不良預(yù)后等有關(guān)。部分lncRNA還能夠影響CCA腫瘤大小、數(shù)目以及腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲等來調(diào)節(jié)CCA發(fā)生發(fā)展的過程。
1.2 lncRNA對(duì)CCA細(xì)胞周期的影響 癌細(xì)胞的細(xì)胞周期較短,凋亡速度較慢,因此其增殖速度往往比正常細(xì)胞更快。LncRNA恰好可以調(diào)節(jié)CCA細(xì)胞的細(xì)胞周期或者細(xì)胞凋亡速度來影響CCA的發(fā)生發(fā)展。抑制膽管癌組織中l(wèi)ncRNA ATB/miR-200c軸可以使腫瘤細(xì)胞加速凋亡或停滯在G0/G1期[9]。例外的是,除了形成調(diào)控網(wǎng)絡(luò),部分lncRNA也可在膽管癌的發(fā)生發(fā)展中單獨(dú)發(fā)揮作用:若只消耗lncRNA ANRIL或lncRNA PVT1,細(xì)胞系中的G0/G1細(xì)胞數(shù)量明顯升高,S期與G2/M期細(xì)胞數(shù)量顯著降低[1,10]。沉默lncRNA UCA1可抑制癌細(xì)胞的G1/S轉(zhuǎn)換[11],使G期細(xì)胞分裂停滯。這說明lncRNA能夠影響膽管癌細(xì)胞的細(xì)胞周期或抑制細(xì)胞凋亡來加速CCA細(xì)胞的增殖。
1.3 lncRNA調(diào)控巨噬細(xì)胞極化方向影響CCA的進(jìn)展 巨噬細(xì)胞能夠向M1與M2極化,M1極化能夠分泌促炎細(xì)胞因子來清除腫瘤細(xì)胞,M2 極化能夠分泌抗炎細(xì)胞因子誘導(dǎo)腫瘤的發(fā)生,因此巨噬細(xì)胞的極化方向?qū)δ[瘤的發(fā)生至關(guān)重要。Tu等[7]研究發(fā)現(xiàn),lncRNA PCAT6能夠調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的免疫功能及分化,促進(jìn)CCA的發(fā)生發(fā)展。抑制小鼠腫瘤中l(wèi)ncRNA PCAT6的表達(dá)后發(fā)現(xiàn),產(chǎn)生啟動(dòng)細(xì)胞凋亡分子的T淋巴細(xì)胞的百分比明顯升高,而能產(chǎn)生代表細(xì)胞增殖活性的核蛋白Ki-67+的細(xì)胞明顯受抑制,提示lncRNA PCAT6能夠抑制體內(nèi)T淋巴細(xì)胞的促細(xì)胞凋亡作用,提高細(xì)胞的增殖活性,促進(jìn)巨噬細(xì)胞的M2 極化來促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)。此外,lncRNA PCAT6下游的miR-326在巨噬細(xì)胞的極化中也起到關(guān)鍵作用,lncRNA PCAT6競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-326,這種miRNA的缺失能夠激活RhoA/rock信號(hào),使巨噬細(xì)胞的M2極化增強(qiáng)并誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞分化[12]。由于這種變化發(fā)生在巨噬細(xì)胞,因此lncRNA除了促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展之外,還可能與腫瘤相關(guān)免疫反應(yīng)有聯(lián)系。
1.4 lncRNA影響CCA的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT) EMT是分化的上皮細(xì)胞失去其特征并向間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)移的生物學(xué)過程,是惡性腫瘤發(fā)生的基礎(chǔ)。腫瘤細(xì)胞通過EMT使自身丟失某些上皮細(xì)胞的特性,代之以某些間質(zhì)細(xì)胞的特性。lncRNA能夠影響CCA細(xì)胞的EMT過程促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。如lncRNA NNT-AS1[13]、UCA1[11]、SPRY4-IT1[14]以及ZFAS1[15]等。lncRNA NNT-AS1競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-203后,代表間質(zhì)表型的N-cadherin和波形蛋白表達(dá)升高,E-cadherin的表達(dá)水平降低[13]。最終使腫瘤細(xì)胞的侵襲與轉(zhuǎn)移能力增強(qiáng),黏附能力下降,這種變化使腫瘤除了在原發(fā)部位繼續(xù)生長(zhǎng)外,還能夠通過各種途徑轉(zhuǎn)移到全身其他部位。
1.5 lncRNA對(duì)膽管細(xì)胞癌間質(zhì)的影響 在腫瘤生長(zhǎng)過程中,腫瘤細(xì)胞的間質(zhì),如血漿、淋巴液、組織液、纖維組織等可以為腫瘤細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)、轉(zhuǎn)移代謝廢物、維持細(xì)胞之間的連接強(qiáng)度等來影響腫瘤的發(fā)生過程。lncRNA SNHG6能夠調(diào)控腫瘤間質(zhì)的生成影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展[16],lncRNA SNHG6作為競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA與miR-101-3p競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合后能增加E2F轉(zhuǎn)錄因子8(E2F8)的表達(dá),E2F8主要作用是胚胎發(fā)育和調(diào)節(jié)細(xì)胞功能,其表達(dá)水平升高能促進(jìn)CCA細(xì)胞增殖遷移、加快組織及血管的生成并影響細(xì)胞的多倍體化[17]。這種變化可能使腫瘤細(xì)胞對(duì)機(jī)體內(nèi)不利環(huán)境以及細(xì)胞凋亡的抵抗性增加,使腫瘤的生命周期延長(zhǎng),進(jìn)而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。
1.6 lncRNA通過影響炎癥過程促進(jìn)CCA的發(fā)生發(fā)展 炎癥是機(jī)體對(duì)抗炎性因子產(chǎn)生的一種防御性反應(yīng)。炎癥,特別是慢性炎癥與癌癥有密不可分的關(guān)系。在CCA的炎癥因素中,除肝硬化、肝吸蟲感染、HBV、HCV感染以及膽管結(jié)石之外,最危險(xiǎn)的因素之一是原發(fā)性硬化性膽管炎[18],其作為慢性炎癥在CCA的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。有學(xué)者[19]通過對(duì)lncRNA H19和lncRNA HULC研究顯示,在長(zhǎng)期或短期氧化應(yīng)激影響以及急性或慢性炎癥條件下,H19與HULC的表達(dá)水平明顯提高。而在膽汁淤積的條件下,膽管細(xì)胞分泌的攜帶lncRNA H19的外泌體水平能顯著增加,使巨噬細(xì)胞的分化和炎細(xì)胞的遷移能力增強(qiáng),從而促進(jìn)肝臟炎癥過程。有研究[20]顯示,lncRNA H19與HULC能促進(jìn)炎癥尤其是慢性炎癥來促進(jìn)CCA的發(fā)生發(fā)展。在臨床檢驗(yàn)方面,lncRNA在炎癥中發(fā)揮的獨(dú)特作用可能會(huì)替代炎性標(biāo)志物(如PCT、CRP等)成為更加敏感且精確的指標(biāo)。
1.7 lncRNA調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝影響CCA的過程 細(xì)胞代謝過程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育過程中必不可少的一環(huán),其存在對(duì)于穩(wěn)定機(jī)體內(nèi)環(huán)境、維持細(xì)胞正常的新陳代謝等具有重要意義。研究[7]發(fā)現(xiàn),lncRNA PCAT6能夠影響CCA細(xì)胞的氧化反應(yīng)來調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的代謝過程,其表達(dá)水平升高能夠增加巨噬細(xì)胞中活性氧(ROS)的產(chǎn)生,提高細(xì)胞攝氧量。其過表達(dá)還可以降低巨噬細(xì)胞中表達(dá)2種葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白Glut1與Glut3的mRNA水平,減少這2種蛋白的表達(dá),使巨噬細(xì)胞減少對(duì)葡萄糖的攝取并抑制其糖代謝過程,進(jìn)而減弱巨噬細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的清除作用,最終促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。
2.1 circRNA circRNA 是一種有5′帽與3′尾的非編碼RNA,其共價(jià)閉合環(huán)形式能使其結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。研究[21]證實(shí),circRNA可以作為ceRNA來抑制miRNA的正常表達(dá),調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的功能從而發(fā)揮重要的生物學(xué)功能。與lncRNA較為相似,circRNA在多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展中同樣起到重要作用[22]。
2.2 circRNA影響細(xì)胞的生物學(xué)行為影響CCA的進(jìn)程 circRNA可通過調(diào)節(jié)CCA細(xì)胞的增殖影響CCA的發(fā)生發(fā)展。circRNA CDR1as能夠吸附miR-641[23],circRNA LAMP1可以吸附miR-556-5p與miR-567[24]等促進(jìn)CCA細(xì)胞的增殖,circRNA 0000673、circRNA 0005230、circRNA 0021205、circRNA HIPK3等也可以通過與其下游的miRNA結(jié)合促進(jìn)CCA細(xì)胞的生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移、侵襲等惡性生物學(xué)行為[25-28]。
2.3 circRNA調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝影響CCA的過程 細(xì)胞的代謝過程,如氨基酸代謝、脂質(zhì)代謝、糖代謝等往往與癌癥的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),部分circRNA便可以調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝過程來影響CCA的發(fā)生發(fā)展。circRNA DNM3OS能夠影響CCA組織中的谷氨酰胺代謝過程[29],癌細(xì)胞中的谷氨酰胺有維持增殖信號(hào)、延緩細(xì)胞衰老與死亡等作用[30]。circRNA DNM3OS能夠吸附miR-145-5p,促進(jìn)谷氨酰胺代謝。膽管癌細(xì)胞可能通過這種機(jī)制使自身繁殖能力變強(qiáng)并延長(zhǎng)自身的存活時(shí)間,從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。
2.4 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生circRNA調(diào)節(jié)CCA的發(fā)展 巨噬細(xì)胞能夠向M1與M2極化,不同的極化方向?qū)δ[瘤有著不同的影響,M1極化抑制腫瘤,M2極化促進(jìn)腫瘤。腫瘤相關(guān)M2 巨噬細(xì)胞能夠產(chǎn)生外泌體環(huán)狀RNA并將其遞送到膽管癌細(xì)胞微環(huán)境中,例如circ 0020256,這些circRNA能夠促進(jìn)CCA細(xì)胞的增殖遷移與侵襲,促進(jìn)CCA的進(jìn)展[31]。
本文闡述了在CCA發(fā)生發(fā)展過程中起到重要作用的一種機(jī)制——ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。在正常生理?xiàng)l件下,ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)能夠維持復(fù)雜細(xì)胞系之間的平衡,一旦干擾甚至打破這個(gè)網(wǎng)絡(luò),ceRNA便會(huì)與miRNA發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)從而影響機(jī)體平衡。目前研究表明,ceRNA能夠影響CCA細(xì)胞的生物學(xué)行為、細(xì)胞代謝、炎癥過程、上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化過程等,從而影響CCA的發(fā)生發(fā)展。
但由于ceRNA的種類多且數(shù)目大,目前對(duì)ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的了解仍十分有限,但是這種理論為今后的研究指明了方向,有助于不斷認(rèn)識(shí)和探索膽管癌的發(fā)病機(jī)理,為腫瘤的診治提供新的途徑。
利益沖突聲明:所有作者均聲明不存在利益沖突。
作者貢獻(xiàn)聲明:徐寶麟負(fù)責(zé)資料收集與分析,撰寫論文;魏勇、成雨負(fù)責(zé)擬定寫作思路,指導(dǎo)撰寫文章并最后定稿。