陳亮 許武
膠質(zhì)瘤是神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)中最常見、最具侵襲性的惡性腫瘤,復(fù)發(fā)率高,死亡率高[1]。在世界范圍內(nèi),每年有1 100 萬人被診斷出患有癌癥,2020 年這一數(shù)字達(dá)到1 600 萬人[2-3]。然而,每年新診斷的膠質(zhì)瘤患者約有20 萬,且這一數(shù)字也呈逐年增加的趨勢(shì)。2016 年,世衛(wèi)組織建立了中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分子診斷的新概念,對(duì)彌漫性膠質(zhì)瘤、髓母細(xì)胞瘤等胚胎腫瘤進(jìn)行了重新分類,包括膠質(zhì)母細(xì)胞瘤-IDH 野生型和IDH 突變型。彌漫性中線膠質(zhì)瘤-H3 K27M 突變體;RELA 基因融合室管膜瘤;髓母細(xì)胞瘤-wnt 激活和sh 激活;C19MC 擴(kuò)增多層菊簇胚胎瘤[4-6]。目前在手術(shù)切除、放療、化療等多模式治療方面取得了一定的進(jìn)展,但膠質(zhì)瘤患者的總體生存率仍然偏低,特別是膠質(zhì)母細(xì)胞瘤,其中位生存時(shí)間僅為14 個(gè)月左右[7]。
神經(jīng)膠質(zhì)瘤和其他腫瘤一樣,是一種遺傳性疾病。負(fù)責(zé)神經(jīng)膠質(zhì)瘤發(fā)展的基因分為兩類:原癌基因和抗癌基因。一些致癌基因已經(jīng)被發(fā)現(xiàn),包括EGFR[8-10],bFGF[11-13]和PDGF[14-15]。一些抑癌基因也被發(fā)現(xiàn),包括功能基因p53[16]、PTEN[17-18]、Rb[19]和e2f-1[20-21]。為了更好地理解和找到更有效的治療方法,識(shí)別新的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)是很重要的。最近的研究表明,整個(gè)人類基因組中只有一小部分(2%)基因編碼蛋白質(zhì),而大部分基因組是非編碼基因[22]。根據(jù)核苷酸的長(zhǎng)度,將lncRNAs 分為短非編碼RNA 和長(zhǎng)非編碼RNA(lncRNAs)。雖然非編碼RNA 不能直接翻譯蛋白質(zhì),但它們?cè)谵D(zhuǎn)錄和翻譯中發(fā)揮著重要作用。短的非編碼RNA 在200個(gè)核苷酸范圍內(nèi),包括微RNA、線粒體RNA、轉(zhuǎn)移RNA 等。lncRNA 的長(zhǎng)度超過200 個(gè)核苷酸,可通過表觀遺傳水平、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后修飾參與調(diào)控膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展,并發(fā)揮獨(dú)特而重要的分子生物學(xué)作用[23]。
本綜述擬對(duì)lncRNA 在膠質(zhì)瘤中發(fā)生發(fā)展中的分子生物學(xué)機(jī)制做一個(gè)探討,以及對(duì)lncRNA 的在膠質(zhì)瘤研究中的臨床意義做一個(gè)回顧和展望。
人類基因轉(zhuǎn)錄組的復(fù)雜性推翻了傳統(tǒng)上對(duì)RNA潛能的認(rèn)識(shí),大量的lncRNAs 逐漸被認(rèn)識(shí)到在轉(zhuǎn)錄中發(fā)揮著極其重要的作用[24-25]。到目前為止,編碼項(xiàng)目(GENCODE V26)已經(jīng)保守地標(biāo)記了近16 000個(gè)人類lncRNA 基因,這些基因產(chǎn)生超過28 000 種不同的轉(zhuǎn)錄本。此外,蛋白質(zhì)編碼基因也可以產(chǎn)生缺乏編碼能力的轉(zhuǎn)錄變異,從而增加細(xì)胞中非編碼轉(zhuǎn)錄本的數(shù)量。lncRNAs 是一種非蛋白質(zhì)編碼的轉(zhuǎn)錄本,其長(zhǎng)度從近200 個(gè)核苷酸(NT)到超過100 kB 的不等[26]。根據(jù)lncRNA 不同的基因組位置和背景,可以將其分為五類:(1)正義性,由蛋白質(zhì)編碼基因的有意義鏈轉(zhuǎn)錄而來;(2)反義,由相反的mRNA 轉(zhuǎn)錄而來;(3)蛋白質(zhì)編碼基因內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄的內(nèi)含子;(4)基因間,由基因間區(qū)域轉(zhuǎn)錄而來;(5)在正義轉(zhuǎn)錄和反義轉(zhuǎn)錄的起點(diǎn)或附近的雙向、雙向傳輸[27]。許多被鑒定的lnc RNA 定位于細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)[28]。在過去的幾十年里,lncRNA 被認(rèn)為是轉(zhuǎn)錄生物學(xué)噪音[29]。然而,最近的研究表明,lncRNAs 參與多種生物學(xué)過程,甚至可能在包括癌癥在內(nèi)的多種疾病的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用[30-31]。lncRNAs 主要通過三種機(jī)制調(diào)控膠質(zhì)瘤細(xì)胞的基因表達(dá):表觀遺傳調(diào)控、轉(zhuǎn)錄調(diào)控及與miRNA 的相互作用調(diào)控。(1)表觀遺傳調(diào)控:自從發(fā)現(xiàn)lncRNA 可以調(diào)控基因表達(dá)以來,研究者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到lncRNA 可以在表觀遺傳水平調(diào)控基因表達(dá)。基因表達(dá)的表觀遺傳調(diào)控在膠質(zhì)瘤的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用。表觀遺傳學(xué)的定義之一是神經(jīng)膠質(zhì)瘤中的DNA 甲基化。多項(xiàng)研究表明,lncRNA 參與了促進(jìn)膠質(zhì)瘤發(fā)病的基因的表觀遺傳調(diào)控。例如,lncRMA-POU3F3 表達(dá)水平的改變可以調(diào)控POU3F3基因[32]的甲基化。最著名的lncRNA 表觀遺傳基因調(diào)控因子是HOTAIR。HOTAIR 間接沉默HOXD 基因涉及通過上調(diào)染色質(zhì)修飾物,將復(fù)合體PRC2 轉(zhuǎn)運(yùn)到HOXD 基因簇,復(fù)合體三甲基化染色質(zhì)沉默HOXD 基因的表達(dá)[33-35]。lncRNA Xist 可促進(jìn)染色質(zhì)表達(dá),修飾DNA/RNA 和組蛋白狀態(tài)[36]。(2)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控:lncRNA 也被證明可以通過與轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合物來控制基因轉(zhuǎn)錄活性和修飾RNA 活性。例如,lncRNA TSLC1-as1 是反義抑癌基因TSLC1 的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,該基因通過TSLC1 mRNA 沉默TSLC1的表達(dá)。TSLC1-as1 也與其他腫瘤抑制因子呈正相關(guān),包括BRAF,而BRAF 與NF1、VHL、PIK3R1呈負(fù)相關(guān)[37]。除了復(fù)雜的轉(zhuǎn)錄因子外,lncRNAs還可能通過參與其他RNA 調(diào)控過程(包括基因剪接、RNA 編輯甚至蛋白質(zhì)翻譯)而導(dǎo)致膠質(zhì)瘤。例如,lncRNA HULC 沉默降低了分子真核起始因子4E(eIF4E),從而調(diào)節(jié)其他抑制血管生成的蛋白[38]。(3)與miRNAs 的相互作用調(diào)控:一些lncRNA 可以與miRNAs 相互作用,從而阻止miRNAs 與其靶mRNA 相互作用。例如lncRNA NEAKT1 通過調(diào)節(jié)mir-449b-5p 促進(jìn)膠質(zhì)瘤的發(fā)生[39]。根據(jù)競(jìng)爭(zhēng)內(nèi)源性RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)假說,lncRNAs 也可以影響控制micRNA 的靶基因的表達(dá)。在膠質(zhì)瘤和正常組織中,一些lncRNAs 可以與miRNAs 相互作用,從而阻止miRNAs 與其靶mRNA相互作用。敲除lncRNA XIST 可通過上調(diào)Mir-152抑制人膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中的腫瘤干細(xì)胞[36]。研究人員發(fā)現(xiàn),lncRNA 膠質(zhì)瘤抑瘤基因CASC2 過表達(dá)顯著降低了Mir-21 的表達(dá),并且argonaute2 介導(dǎo)的CASC2 與Mir-21 之間存在相互抑制[40]。lncRNAmiRNA 交互作用見表1[41]。
表1 lncRNA-miRNA交互作用機(jī)制
lncRNAs 在腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮抑癌基因和癌基因的作用,從而影響腫瘤表型、臨床病理表現(xiàn)和預(yù)后[42]。了解lncRNA 在膠質(zhì)瘤中的主要生物學(xué)作用,對(duì)于充分了解膠質(zhì)瘤的發(fā)生、發(fā)展和臨床治療具有重要意義。
2.1 長(zhǎng)鏈非編碼RNA 提高惡性腦膠質(zhì)瘤的發(fā)生率及遷移、侵襲能力 H19 是通過誘導(dǎo)micRNA-675表達(dá),促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞侵襲而上調(diào)的原癌基因[43]。POU3F3 作為一種高度保守的功能翻譯調(diào)節(jié)因子,在腦膠質(zhì)瘤的發(fā)展中顯著升高[32]。它的兩個(gè)目標(biāo)基因lncRNA ASLNC22381 ASLNC20819 igf-1 基因,導(dǎo)致下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)級(jí)聯(lián)效應(yīng)和igf-1 活性細(xì)胞增殖和生存能力通過綁定的igf-1 受體相關(guān)器,這個(gè)分子機(jī)制可能在神經(jīng)膠質(zhì)瘤的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮重要作用[44]。一些lncRNA 可以與miRNA 相互作用,從而阻止miRNA 與其靶mRNA 相互作用。如lncRNA NEAKT1 通過調(diào)控mirror-449b-5p 促進(jìn)膠質(zhì)瘤發(fā)展[39]。Cao 等[45]發(fā)現(xiàn)lncRNA GHET1 過 表達(dá)促進(jìn)了膠質(zhì)瘤U251 細(xì)胞的生存、遷移和侵襲。過表達(dá)GHET1 后,上調(diào)前周期基因(cyclin D1、CDK4、CDK6)和轉(zhuǎn)移前基因(MMP-9、vimentin)lncRNA GHET1 過表達(dá)通過下調(diào)Mir-216a 激活JAK2/STAT3和p53/survivin 信號(hào)通路促進(jìn)膠質(zhì)瘤進(jìn)展。
lncRNA PVT1 是一個(gè)已被報(bào)道在許多腫瘤中高表達(dá)的致癌基因,包括人類膠質(zhì)瘤、胃癌和非小細(xì)胞肺癌。lncRNA PVT1 的下調(diào)可負(fù)性調(diào)控Mir-424,抑制人腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞的活性、遷移和侵襲能力[46]。lncRNA tp73-AS1 表達(dá)增加與患者生存不良相關(guān)。下調(diào)tp73-AS1 抑制細(xì)胞增殖和侵襲過程,高遷移率組中Box1(HMGB1)的表達(dá)通過靶向mir-142在包括癌癥在內(nèi)的許多疾病中發(fā)揮重要作用[47-49]。mir-142 表達(dá)的降低與RAS 相關(guān)的C3 肉毒毒素底物1(Rac1)水平的升高相關(guān),Rac1 激活多種細(xì)胞通路[50]。lncRNA ECONEXIN 在膠質(zhì)瘤組織中上調(diào),促進(jìn)細(xì)胞增殖,吸附細(xì)胞轉(zhuǎn)染Mir-411-5p 后改變拓?fù)洚悩?gòu)酶2α(TOP2A)基因表達(dá)[51]。
2.2 長(zhǎng)鏈非編碼RNA 減緩或抑制腦膠質(zhì)瘤惡性進(jìn)展 lncRNA MEG3(母源表達(dá)基因3)隨著膠質(zhì)瘤的進(jìn)展而下調(diào)。MEG3 過表達(dá)可抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖,促進(jìn)細(xì)胞凋亡[52-53]。Wang 等[40]證實(shí)了CASC2 在人類膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中的低表達(dá)。其過表達(dá)可抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。此外,生物信息學(xué)、熒光素酶報(bào)告法和PULL DOWN 法分析了CASC2 與micRNA-21的內(nèi)在關(guān)系,發(fā)現(xiàn)micRNA-21 以序列特異性的方式與CASC2 結(jié)合,并通過micRNA-21 產(chǎn)生負(fù)調(diào)控作用。lncRNA MDC1-AS 表達(dá)降低可通過MDC1 誘導(dǎo)細(xì)胞增殖,但具體機(jī)制尚不清楚[54]。TSLC1-AS1是腫瘤抑制基因肺癌1(TSLC1)的反義調(diào)控因子。因此,TSLC1 抑制細(xì)胞生長(zhǎng)的確切途徑尚不清楚[37]。此外,對(duì)ADAMTS9-AS2 的表達(dá)形式知之甚少,它在膠質(zhì)瘤中表達(dá)下調(diào),并與膠質(zhì)瘤分級(jí)相關(guān)。結(jié)果表明,過表達(dá)ADAMTS9-AS2 可抑制細(xì)胞遷移和侵襲[55]。神經(jīng)膠質(zhì)瘤中長(zhǎng)鏈非編碼RNA 表達(dá)的上調(diào)和下調(diào)在生物進(jìn)程中的影響見圖1[56]。
圖1 lncRNA在膠質(zhì)瘤分子生物進(jìn)程中的表達(dá)及影響
3.1 長(zhǎng)鏈非編碼RNA 作為診斷及治療膠質(zhì)瘤的靶點(diǎn) 許多l(xiāng)ncRNAs 可以通過敲除或過表達(dá)某些基因,改變膠質(zhì)瘤的表達(dá)水平,抑制膠質(zhì)瘤的發(fā)生和發(fā)展。這些lncRNA 有望成為未來臨床藥物治療的分子靶點(diǎn)。中國人群膠質(zhì)母細(xì)胞瘤研究顯示HOTAIR過表達(dá)與患者預(yù)后呈負(fù)相關(guān),動(dòng)物模型顯示,抑制HOTAIR 可抑制膠質(zhì)母細(xì)胞瘤多形性細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移[57]。如果在細(xì)胞內(nèi)敲除HOTAIR,就會(huì)發(fā)生抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)育的生物學(xué)行為,而這一過程可能受到micRNA-326 的調(diào)控[35]。TSLC1 是一種腫瘤抑制基因,通過下調(diào)甲基化作用在膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。抑制或敲除TSLC1 可加速膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移,而上調(diào)TSLC1 則相反。根據(jù)這些分子生物學(xué)作用機(jī)制,TSLC1 是一種潛在的臨床分子治療靶點(diǎn)[58]。關(guān)于外周血組織血液樣本中循環(huán)lncRNAs 的診斷潛力的研究發(fā)現(xiàn),在28 個(gè)腫瘤組織樣本中,有80 例lncRNAs 的表達(dá)不同于正常組的10 例[59]。經(jīng)過幾輪篩選,根據(jù)觀察到的變化及其與BMP1 的結(jié)合能力,選擇miR210HG 作為進(jìn)一步研究的材料。檢測(cè)到穩(wěn)定的miR210HG,所有血清樣本均來自10 名膠質(zhì)瘤患者和10 名健康志愿者。miR210HG 在膠質(zhì)瘤患者血清中的表達(dá)水平普遍較高,在高危人群(WHO Ⅲ或Ⅳ)中表達(dá)水平也較高,作為膠質(zhì)瘤的生物標(biāo)志物,miR210HG 的敏感性為86.21%,特異性為72.41%。表2 總結(jié)了lncRNA 在膠質(zhì)瘤中的潛在診斷標(biāo)志物[60]。
表2 lncRNA作為神經(jīng)膠質(zhì)瘤潛在診斷標(biāo)記物
3.2 長(zhǎng)鏈非編碼RNA 與膠質(zhì)瘤化療耐藥 化學(xué)療法是治療膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的一種常用的有效方法。然而,多藥耐藥(MDR)在很大程度上導(dǎo)致了化療的無效[61]。替莫唑胺(Temozolomide,TMZ)是一種烷基化劑,是治療膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的最常用的化療藥物[62]。Li 等[63]研究表明,在U251/TMZ 和U87/TMZ 細(xì)胞系中上調(diào)MALAT1,增強(qiáng)了細(xì)胞對(duì)TMZ的敏感性,下調(diào)了ZEB1 蛋白的表達(dá)。MALAT1 與MDR 相關(guān)蛋白表達(dá)、細(xì)胞活力和EMT 狀態(tài)相反。在體內(nèi),MALAT1 過表達(dá)增強(qiáng)腫瘤對(duì)TMZ 的耐藥性。KIAA0495/PDAM 在少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤中普遍低表達(dá),動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)該基因可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞對(duì)順鉑產(chǎn)生耐藥性,從而可以證實(shí)KIAA0495/PDAM 通路可能在少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤的分子發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。因此,可以根據(jù)該作用機(jī)制設(shè)計(jì)分子靶向治療的靶點(diǎn)[64]。
3.3 長(zhǎng)鏈非編碼RNA 在膠質(zhì)瘤放療中的作用 放療是膠質(zhì)瘤的常規(guī)治療方法,放療的敏感性是影響膠質(zhì)瘤治療效果的關(guān)鍵。長(zhǎng)鏈非編碼RNA 作為調(diào)控各種生物過程的關(guān)鍵分子,在疾病的發(fā)生、發(fā)展和發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮著重要作用。Aryankalayil 等[65]鑒定了幾種輻射誘導(dǎo)的lncRNAs、已知的DNA 損傷反應(yīng)和免疫反應(yīng)。腫瘤蛋白53(tumor protein 53,P53)的長(zhǎng)鏈非編碼RNA 靶點(diǎn)、Trp53cor1、Dino、Pvt1 和Tug1 及P53 的上游調(diào)控因MEG3 輻射而發(fā)生 改變。Gm14005(Morrbid)和Tmevpg1 受不同時(shí)間點(diǎn)和劑量的輻射調(diào)節(jié)。這兩種lncRNA 都具有作為血液輻射生物標(biāo)志物的重要潛力。HMMR是一種在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GBM)中高度表達(dá)并促進(jìn)GBM生長(zhǎng)的癌基因。lncRNA 是否在GBM 中調(diào)控HMMR 尚不清楚。Li 等[66]發(fā)現(xiàn)HMMR 反義lncRNA HMMR-AS1 在GBM 細(xì)胞系中高表達(dá),并穩(wěn)定了HMMR mRNA。HMMR-AS1 的缺失可以降低HMMR 的表達(dá)。抑制細(xì)胞遷移、侵襲和間充質(zhì)表型;在體內(nèi)外抑制GBM 細(xì)胞的生長(zhǎng)。此外,HMMR-AS1的表達(dá)通過降低DNA 修復(fù)蛋白ATM、RAD51 和BMI1 的表達(dá)降低了GBM 的放射敏感性,提示靶向HMMR-AS1 是GBM 治療的一種潛在策略。lncRNA在膠質(zhì)瘤放療中具有雙重作用。通過研究放療抵抗的形成機(jī)制,不僅可以加強(qiáng)對(duì)腫瘤細(xì)胞中相關(guān)分子通路的了解,還可以找到有效的對(duì)策,從而提高膠質(zhì)瘤放療的臨床效果。
3.4 長(zhǎng)鏈非編碼RNA 與膠質(zhì)瘤患者預(yù)后的相關(guān)性 MALAT1 在膠質(zhì)瘤患者中的表達(dá)水平高于健康成人。其表達(dá)水平不僅與膠質(zhì)瘤的分級(jí)、大小呈正相關(guān),而且與膠質(zhì)瘤患者的總生存期呈正相關(guān),可作為預(yù)測(cè)膠質(zhì)瘤患者生存及預(yù)后的分子標(biāo)志物[67]。其他可用于預(yù)測(cè)患者預(yù)后的分子標(biāo)志物包括HOTAIR、HOXA11-AS 和NEAT1,其 中HOTAIR與膠質(zhì)瘤的病理分級(jí)、分子分型和預(yù)后有關(guān)[33]。HOXA11-AS 是一種影響周期的lncRNA,從HOXA轉(zhuǎn)錄的5’端轉(zhuǎn)錄而來,可作為膠質(zhì)瘤進(jìn)展的分子標(biāo)志物[68]。高級(jí)別膠質(zhì)瘤中NEAT1 表達(dá)顯著上調(diào),且NEAT1 的表達(dá)與化療后患者的生存有關(guān)[69]。Hu 等[70]發(fā) 現(xiàn)lncRNA AB073614 在65 例膠質(zhì) 瘤標(biāo)本中過表達(dá),而在13 例非腫瘤標(biāo)本中沒有過表達(dá)。與低級(jí)別膠質(zhì)瘤相比,高級(jí)別膠質(zhì)瘤上調(diào)更多。Kaplan-meier 分析和log-rank 分析顯示,AB073614表達(dá)與總生存期相關(guān),是膠質(zhì)瘤潛在的陰性預(yù)后生物標(biāo)志物。此外,RP11-838n2.4 下調(diào)與TMZ 耐藥及不良預(yù)后呈正相關(guān)[71]。Zhi 等[72]發(fā)現(xiàn)3 個(gè)腫瘤組織樣本(WHO 分級(jí)Ⅱ~Ⅳ級(jí))與3 個(gè)正常大腦樣本相比,有59 個(gè)lncRNAs 存在差異表達(dá),符合所選標(biāo)準(zhǔn)。用QRT-PCR 檢測(cè)130 個(gè)星形細(xì)胞瘤和60 個(gè)正常癌旁組織的lncRNA。發(fā)現(xiàn)星形細(xì)胞瘤的高臨床分期與高lncRNAs 表達(dá)水平ENST00000545440 和NR_002809 相關(guān)。NR_002809 高表達(dá)、BC002811、XLOC-010967 低表達(dá)與膠質(zhì)瘤患者不良預(yù)后及生存顯著相關(guān)。通過對(duì)低級(jí)別膠質(zhì)瘤患者進(jìn)行這些lncRNA 生物標(biāo)志物檢測(cè),可準(zhǔn)確應(yīng)用該lncRNA 信號(hào)預(yù)測(cè)生存率,而無需再使用通常難以獲得的正常腦組織。未來將在更大隊(duì)列中進(jìn)行具有綜合臨床信息的實(shí)驗(yàn),以期驗(yàn)證lncRNA 信號(hào)的作用。
3.5 長(zhǎng)鏈非編碼RNA 與膠質(zhì)瘤血管生成的相關(guān)性 惡性腫瘤的一個(gè)主要特征是腫瘤的血管化和連續(xù)血管生成[73]。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤是所有實(shí)體瘤中血管性腫瘤最多的,因此血管連續(xù)生成被認(rèn)為是膠質(zhì)母細(xì)胞瘤進(jìn)展的最主要特征。雖然缺氧是最常見的血管形成的促進(jìn)因素,但有證據(jù)表明,非缺氧機(jī)制可以驅(qū)動(dòng)血管生成[74-76]。血管生成的主要作用是在氧氣條件下降低血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)的表達(dá)。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞缺氧反應(yīng)的顯著特點(diǎn)是缺氧誘導(dǎo)因子(HIF-1)和VEGF 的高水平表達(dá)[77]。轉(zhuǎn)錄因子HIF-1 調(diào)控約60 個(gè)基因參與厭氧糖酵解、代謝、血管生成、轉(zhuǎn)移和EMT 通路[78]。而在常氧狀態(tài)下,膠質(zhì)瘤細(xì)胞的血管生成是通過激活PI3K/Akt/mTOR通路實(shí)現(xiàn)的。激活富含絲氨酸/精氨酸的剪接因子激酶1(SRPK1)通過調(diào)控Akt 磷酸化和VEGF 剪接與正常氧氣條件下膠質(zhì)瘤的血管生成相關(guān)[79]。lncRNA-pou3f3 可以裝載到外泌體中,轉(zhuǎn)移到內(nèi)皮細(xì)胞中,誘導(dǎo)新血管的形成[32]。Lang 等[80]研究表明lncRNA-POU3F3 高表達(dá)可誘導(dǎo)bFGF、VEGFA、bFGFR 和Angio 基因的血管生成。lncRNA HULC 表達(dá)上調(diào)ESM-1 基因,誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞特異性分子1 的表達(dá)。ESM-1 被認(rèn)為是血管生成的分子標(biāo)記物。它由VEGF/PI3K 通路的表達(dá)激活[38]。
3.6 長(zhǎng)鏈非編碼RNA 與膠質(zhì)瘤血腦屏障的調(diào)節(jié) 血液腫瘤屏障(blood tumor barrier,BTB)的存在是影響膠質(zhì)瘤治療效果的原因之一。這一過程依賴于緊密連接蛋白,如cloudin 和occludin,以及含有由細(xì)胞質(zhì)支架組成的ZO 蛋白的多蛋白復(fù)合物的共同作 用[81-82]。Ma 等[83]研究發(fā) 現(xiàn),lncRNA MALAT1的表達(dá)受到抑制,BTB 通透性增加,緊密連接蛋白表達(dá)降低。此外,MALAT1 是Mir-140 的作用靶點(diǎn),同時(shí)也調(diào)控BTB 的通透性和緊密連接蛋白的表達(dá)水平。MALAT1 與Mir-140 的表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)。Ma 等[83]發(fā)現(xiàn)Mir-140 作用的另一個(gè)靶基因是NFYA 基因,它作為轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控ZO-1、Occludin和Claudin-5 等的表達(dá)。lncRNA NEAT1 的低表達(dá)與Mir-181D-5p 的升高有關(guān),Mir-181D-5p 的 升高反過來調(diào)控BTB 的通透性,并通過SOX5 調(diào)控ZO-1、Occludin 和Claudin-5 的表達(dá)[84]。lncRNA TUG1 表達(dá)下調(diào)后,BTB 通透性升高,BTB、ZO-1、Occludin、Claudin-5 表達(dá)降 低。lncRNA TUG1 受到與Mir-144 競(jìng)爭(zhēng)緊密連接蛋白表達(dá)的調(diào)控,抑制熱休克轉(zhuǎn)錄因子2(HSF2)的表達(dá),HSF2 是緊密連接蛋白的轉(zhuǎn)錄因子,lncRNA TUG1、Mir-144 和HSF2 之間的關(guān)系也在動(dòng)物模型系統(tǒng)中得到證實(shí)[85]。lncRNA HOTAIR 和XIST 的表達(dá)降低,mir-148b-3p 和mir-137 的表達(dá)增加,導(dǎo)致BTB 的通透性增加,緊密連接蛋白zo-1、zo-2 和occludin 的表達(dá)降低[86]。lncRNA MEG3 的差異表達(dá)通過PIWI1/MEG3/Mir-330/RUNX3 軸增加BTB 的通透性,從而影響膠質(zhì)瘤細(xì)胞的分子發(fā)生發(fā)展[87]。以上這些研究提示lncRNA 作為調(diào)節(jié)血腦屏障的潛在基因靶點(diǎn),應(yīng)該得到臨床更廣泛的研究,為腦膠質(zhì)瘤的治療提供新的手段。
盡管現(xiàn)代手術(shù)和放射療法取得了重大進(jìn)展,但膠質(zhì)瘤,尤其是膠質(zhì)母細(xì)胞瘤,仍然是最致命的腫瘤之一,未來需要開發(fā)更有效的治療方法。lncRNA有望成為一種有效的靶向治療手段,利用所有非編碼RNA 的完整網(wǎng)絡(luò)參與膠質(zhì)瘤的形成和進(jìn)展,可以補(bǔ)充其他治療機(jī)會(huì),如免疫治療、基因治療等。lncRNA 在文獻(xiàn)中已被廣泛報(bào)道,但大部分lncRNA的功能未被報(bào)道,其在膠質(zhì)瘤中的確切生物學(xué)作用也不甚了解。通過高通量基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組研究和計(jì)算生物信息學(xué)分析等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用,基于腫瘤生物學(xué)發(fā)現(xiàn)新的膠質(zhì)瘤治療靶點(diǎn)和用于患者分子診斷的新的生物標(biāo)志物是至關(guān)重要的。
綜上所述,lncRNA 可以成為膠質(zhì)瘤重要的基因靶向治療手段。隨著RNA 干擾技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展,lncRNAs 在膠質(zhì)瘤分子進(jìn)化中的確切作用將會(huì)繼續(xù)被闡明,相信在不久的將來,lncRNAs 可能會(huì)徹底改變膠質(zhì)瘤的診斷和治療模式。