張文青,何迎春綜述 王賢文審校

長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一種新型低編碼潛能的、長度超過200個核苷酸的內(nèi)源性RNA,與調(diào)控腫瘤細胞增殖、轉移以及免疫監(jiān)視等多種生物學功能相關,其可在轉錄水平或轉錄后影響基因的表達,進而影響腫瘤細胞的惡性過程[1]。Linc00467是一種新發(fā)現(xiàn)的lncRNA,在多種腫瘤中呈異常高表達,并廣泛參與腫瘤的增殖、轉移和耐藥[2-3]。其對腫瘤發(fā)生發(fā)展具有明顯促進作用。但調(diào)控機制和研究現(xiàn)狀尚未有明確的概括和總結。因此,文章對Linc00467在人體惡性腫瘤中的作用及其機制研究進展進行綜述,以期對其有更全面深入的了解。

1 Linc00467概述

Linc00467是一種新發(fā)現(xiàn)的lncRNA,位于1q32.3,有4個轉錄本,全長3 508 bp[4]。作為競爭性內(nèi)源RNA(competitive endogenous RNA,ceRNA),Linc00467可通過與某些miRNA的競爭性抑制,調(diào)節(jié)下游靶向編碼基因,形成Linc00467—miRNA—mRNA的調(diào)控軸,通過調(diào)控p53、NF-kb-p65、EZH2等重要信號通路分子[2,5-6],Linc00467對腫瘤發(fā)生發(fā)展具有明顯促進作用。除此之外,Linc00467通過調(diào)控相關分子廣泛參與基因修復、鐵死亡、EMT,腫瘤免疫、泛素化、甲基化以及能量代謝過程[6-12],對多種腫瘤細胞具有相當程度的促癌作用。Linc00467有望成為腫瘤診斷、治療和預后的新型生物標志物。

2 Linc00467在腫瘤中的作用機制

2.1 作為ceRNA調(diào)控miRNA miRNA是一類由內(nèi)源基因編碼的非編碼RNA分子,其可以與mRNA的3’UTR相互作用使mRNA去甲基化和失穩(wěn)。作為ceRNA,Linc00467可以像分子海綿一樣在細胞質(zhì)中吸附miRNA并降低其活性,間接上調(diào)其下游靶基因的表達。多項研究結果表明,Linc00467可以作為ceRNA在不同的腫瘤中調(diào)控不同的miRNA及其靶基因參與腫瘤惡性進程,見表1。

表1 Linc00467在多種腫瘤中的分子作用機制

除作為ceRNA調(diào)控miRNAs(如miR-217)外,Linc00467還可作為“分子誘餌”和引導型lncRNA直接結合NF-kb-p65 mRNA以及NF-kb-p65蛋白,通過促進NF-kb-p65的核易位來激活NF-κB信號通路[2]。總之,Linc00467通過對特定蛋白、miRNAs及其靶基因的調(diào)控,對腫瘤細胞的惡性過程具有重要作用。

2.2 維持腫瘤細胞增殖 細胞不受控制的增殖,是腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的核心要素。研究發(fā)現(xiàn),Linc00467在諸多腫瘤中均存在高表達,并可明顯地促進腫瘤細胞的惡性增殖過程。高表達的Linc00467可通過促進整聯(lián)蛋白β3(recombinant integrin beta 3,ITGB3)和增殖細胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)表達,同時抑制caspase-3表達,通過核苷酸和堿基切除修復,以及不匹配修復等多途徑參與DNA修復,并通過調(diào)控細胞周期相關蛋白(cyclins、CDK等),將DNA代謝與細胞周期進展相協(xié)調(diào),進而提升腫瘤細胞的增殖和生存力水平[7,29]。Ding等[22]利用生物信息學分析預測,并采用熒光素酶報告基因分析證實,Linc00467可調(diào)控miR-20b-5p與CyclinD1 3’-UTR區(qū)域結合,加強肺腺癌中G1/S-特異性周期蛋白-D1(CyclinD1)的表達,并促進CyclinD1與細胞分裂蛋白激酶6(CDK6)形成CyclinD1—CDK6復合體,推進腫瘤細胞由G1期向S期的進程[30-31]?？傊?Linc00467可調(diào)控ITGB3、cyclins等蛋白,通過基因修復、促進細胞周期進程等多種方式維持腫瘤細胞惡性增殖,為腫瘤這類惡性增殖疾病的診斷和治療提供了新的靶點。

2.3 抑制腫瘤細胞死亡 細胞增殖和死亡之間的平衡被打破,是腫瘤細胞得以存活并不斷惡化發(fā)展的關鍵。p53作為抑癌基因,是維持細胞正常代謝的關鍵要素,除可阻止細胞非正常增殖外,p53還可引導細胞走向凋亡,而一旦p53基因損傷或突變就可能引發(fā)細胞癌變[32]。Zhang 等[5]通過RNA結合蛋白免疫沉淀(RIP)和染色質(zhì)免疫沉淀(ChIP)分析證實,Linc00467可與DNA甲基轉移酶1(DNMT1)結合,通過穩(wěn)定其表達,并使之結合到p53啟動子區(qū)域抑制轉錄,使得原本的平衡向抑制凋亡傾斜。另外,在p53參與腫瘤細胞凋亡研究的過程中,Koldobskiy等[33]發(fā)現(xiàn)肌醇6磷酸激酶-2(IP6K2)可能通過選擇性地減少p21等的表達來促進依賴p53的凋亡。目前雖不能直接證明Koldobskiy等的推測,但IP6K2已被報道受Linc00467調(diào)控,并參與抑制腫瘤細胞凋亡的過程。Linc00467可否經(jīng)IP6K2調(diào)控p53促進腫瘤細胞凋亡值得進一步研究。

鐵死亡是新發(fā)現(xiàn)的一種細胞程序性死亡模式。其中,鐵蛋白輕鏈(ferritin light chain,FTL)作為機體最主要的鐵儲存?zhèn)},可通過促進鐵水合物成核,在鐵成核和蛋白質(zhì)穩(wěn)定性中起作用,從而使鐵蛋白具有鐵排毒和鐵儲備的雙重功能[34]。p53基因作為抑癌基因,能夠抑制鐵調(diào)節(jié)蛋白(iron regulatory protein,IRP)的活性,通過降低細胞膜表面轉鐵蛋白受體1(transferrin receptor 1,TFR1)表達,進而促進細胞內(nèi)鐵蛋白的合成,通過限制細胞鐵代謝來抑制腫瘤細胞生長[35]。另外,NF-κB信號通路也與鐵死亡密切相關。而Linc00467則可參與調(diào)節(jié)FTL、p53、NF-kb-p65表達[2,5,8],但關于lincRNA與鐵死亡關系的研究還不夠豐富,Linc00467與鐵死亡的直接關系目前更是尚未涉及。

綜合以上研究可以發(fā)現(xiàn),Linc00467抑制p53表達與腫瘤細胞凋亡、鐵死亡具有密切關系,另外。Linc00467還可能與p53參與的甲基化泛素化過程有關(Linc00467參與甲基化泛素化過程在2.6中闡釋),目前關于p53抑制腫瘤惡性行為的研究是豐富的,但關于Linc00467與p53的研究可能不止局限于此,Linc00467可能成為抑制p53作用的重要靶點,但其中的作用機制還值得深入研究。

2.4 促進腫瘤侵襲轉移 腫瘤細胞通過上皮細胞向間質(zhì)細胞轉變(EMT)失去已分化細胞特征增強轉移能力,并通過破壞基底膜屏障以侵入血管或淋巴管,進而實現(xiàn)惡性程度的升級。在此過程中,E-鈣黏蛋白(E-cadherin)的缺失和N-鈣黏蛋白(N-cadherin)上調(diào)是其轉移能力增強的標志,基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP-2、MMP-9等)的上調(diào)則可催化Ⅳ型膠原蛋白溶解破壞基底膜屏障[36]。目前已經(jīng)證實,Linc00467可通過多種方式調(diào)控以上相關蛋白表達并降低上皮屏障的完整性和增強細胞轉移能力。如Linc00467可上調(diào)泛素特異性蛋白酶-48(ubiquitin-specific protease 48, USP48)表達水平增強腫瘤壞死因子受體相關因子2(TNF receptor-associated factor 2, TRAF2)穩(wěn)定性、增強EMT過程的必要啟動劑高遷移率族AT Hook蛋白1(high mo-bility group AT-hook 1, HMGA1)表達等[37-39]。另外,Linc00467還可通過miR-128-3p/VEGFC軸促進血管生成[39],以及結合NF-kb-p65 mRNA、NF-kb-p65蛋白促進NF-kb-p65的核易位來激活NF-κB信號通路,以促進腫瘤細胞的遷移侵襲過程[2]。此提示Linc00467對腫瘤轉移的促進作用可能與促進血行轉移密切相關,為后續(xù)的腫瘤轉移靶向治療和預后指標研究提供了理論依據(jù)。

調(diào)味增強子同源物2(enhancer of zeste homolog 2,EZH2)作為關鍵的表觀遺傳調(diào)節(jié)劑和EMT誘導劑,通過其SET結構域催化組蛋白H3中的Lys-27三甲基化來抑制其靶基因的轉錄,可促進癌細胞EMT和轉移過程。研究發(fā)現(xiàn),lncRNA ANCR可通過降低EZH2穩(wěn)定性來發(fā)揮乳腺癌進展和轉移的重要作用[40]。類似地,高表達的Linc00467可募集EZH2,通過下調(diào)Dickkopf 同源物1(Dickkopf homolog 1, DKK1)表達激活Wnt/b-catenin信號通路[9]、與EZH2結合到抑癌基因HtrA絲氨酸肽酶3(HtrA serine peptidase, HTRA3)的啟動子位置等方式促進腫瘤細胞遷移侵襲[6]。張碩穩(wěn)等[41]通過對109例乳腺癌患者進行隨訪并進行組織檢測發(fā)現(xiàn),Linc00467高表達患者3年內(nèi)復發(fā)轉移率升高,此提示Linc00467有作為乳腺癌復發(fā)轉移的生物學指標的潛力。

綜上,Linc00467主要通過調(diào)控USP48、EZH2以及NF-κB信號通路等促進腫瘤轉移過程。除直接促進腫瘤細胞遷移侵襲外,Linc00467還參與腫瘤微環(huán)境的改變促進腫瘤轉移的進程(Linc00467與腫瘤微環(huán)境的關系在2.6中闡釋),針對Linc00467調(diào)控相關因子以及調(diào)控腫瘤微環(huán)境參與EMT過程的作用值得深入研究。

2.5 提升腫瘤細胞耐藥性 目前,常規(guī)放化療仍是腫瘤治療的主要手法,而耐藥性的出現(xiàn)是腫瘤細胞對抗治療的關鍵。在此過程中,Linc00467可作為ceRNA經(jīng)miR-363調(diào)控ABC超家族蛋白(ABCB1、ABCC1、ABCG2)表達、與胰島素樣生長因子-2 mRNA結合蛋白3(insulinlike growth factor 2 mRNA binding protein 3, IGF2BP3)結合、作用于下游靶基因(CDK1和CDC45)等方式促進耐藥[42-43]。IGF2BP3作為mRNA定位、穩(wěn)定性和翻譯控制的轉錄后調(diào)控因子,在Linc00467促進腫瘤細胞耐藥過程中具有重要作用。當IGF2BP3表達升高時,可使ABCG2以及CD133的表達增加促進耐藥。另外,IGF2BP3還可與CD44結合、ABCB1的m6A修飾區(qū)域結合促進其穩(wěn)定性和表達,通過外排放化療藥物以獲得多藥耐藥性[44-47]。另外,饒春寶等[48]發(fā)現(xiàn)Linc00467與IGF中的另一成員胰島素樣生長因子結合蛋白2(insulin-like growth factor binding protein 2, IGFBP2)也具有潛在的結合能力。IGFBP2作為一種細胞自主性因子,其高表達也往往與腫瘤細胞耐藥性相關[49]。綜上,Linc00467促進腫瘤耐藥的相關機制可能與miR-363調(diào)控的ABC超家族蛋白關系密切,開發(fā)靶向Linc00467藥物,并進行靶向藥物與放化療藥物的聯(lián)合研究,可能有助于解決當前放化療相關耐藥的問題。

2.6 其他作用 在腫瘤發(fā)展過程中,腫瘤細胞可通過多種方式改變周圍微環(huán)境以有利于自身發(fā)展,其中,M1型巨噬細胞可誘導炎性反應消除腫瘤細胞,而M2型巨噬細胞則是拮抗炎性反應促進腫瘤進展,腫瘤微環(huán)境中M1/M2比例失調(diào)在腫瘤發(fā)生發(fā)展、免疫逃避及轉移耐藥過程中發(fā)揮關鍵作用[50-51]。研究發(fā)現(xiàn),Linc00467可能是抗腫瘤免疫的負調(diào)節(jié)劑,它通過抑制CD8+、CD4+T細胞等免疫細胞的浸潤來促進腫瘤進展[10]。另外,在肺腺癌中Linc00467會被巨噬細胞攝取,并會在肺腺癌細胞作用下發(fā)生極化,轉變?yōu)镸2型巨噬細胞誘導巨噬細胞極化,進而促進肺腺癌細胞的增殖能力[52]。這表明Linc00467在對腫瘤微環(huán)境的調(diào)控中具有研究潛力,Linc00467可能是促使巨噬細胞M2型極化的直接靶點。但目前對此研究尚未深入,Linc00467在腫瘤微環(huán)境以及誘導巨噬細胞極化中的作用機制還值得深入挖掘。

另外,研究發(fā)現(xiàn)Linc00467還與泛素化甲基化有關。在缺乏基因毒性應激的情況下,p53可結合到DNA甲基轉移酶1(DNA- methyltransferase 1, DNMT1)啟動子的共有位點,從而阻止DNMT1 基因的表達[53-54]。Linc00467則可調(diào)控DNA甲基化過程,通過與DNMT1結合到p53啟動子區(qū)域反轉p53對于DNMT1的作用并抑制細胞凋亡[5]。另外,Linc00467還通過DNMT1進行Reprimo啟動子的甲基化,通過下調(diào)Reprimo促進胃癌的生長和轉移[11],參與DNA甲基化的EZH2也受其調(diào)控[6]。研究發(fā)現(xiàn),泛素特異性蛋白酶-48(ubiquitin-specific peptidase 48, USP48)能夠通過與Mdm2相互作用進而促進Mdm2對p53的泛素化降解,并通過與p53的氮端結合阻斷p53的轉錄活性[55],Linc00467則可上調(diào)USP48表達水平,并還可通過降低TRAF2的穩(wěn)定性促進腫瘤細胞惡性進程[37]?？傊?Linc00467對甲基化和泛素化過程具有重要調(diào)控作用,且p53可能是其一關鍵節(jié)點。但作為維持甲基化的DNMT1與在CpG位點引入甲基的DNMT3a和DNMT3b是如何作用,Linc00467在其中是否具有作用,以及Linc00467對于去甲基化的TET家族又具有何種作用還值得進行研究。

除了調(diào)節(jié)下游基因的表達水平,Linc00467還鮮有蛋白質(zhì)編碼RNA的功能,Ge等[12]發(fā)現(xiàn),Linc00467還可編碼微肽ASAP與ATP合酶亞基(ATP5A、ATP5C)結合,通過促進ATP合酶活性,線粒體以及整個腫瘤細胞的ATP產(chǎn)能得以提升。雖然目前對Linc00467的研究主要集中在其與miRNA或蛋白質(zhì)的相互作用上,但其編碼的小肽對細胞增殖的作用也值得研究。

3 小結與展望

腫瘤作為惡性增殖細胞,維持惡性增殖是其最主要的特征,為滿足增殖需求,一方面其需要維持快速增殖同時對抗死亡,另一方面則需要拓展新的發(fā)展領地。研究已經(jīng)證實,Linc00467與各種腫瘤的惡性進展和不良預后有關,其高表達可促進細胞增殖、抑制細胞凋亡和提升腫瘤耐藥性保持其惡性增殖狀態(tài),又可通過促進腫瘤侵襲和遷移開辟新的惡性增殖過程,而沉默Linc00467則產(chǎn)生相反的效果。此外,LncRNA在血漿中具有很高穩(wěn)定性,已有研究表明Linc00467可以作為急性骨髓性白血病診斷和治療的標志物[56]。因此,研究患者血液或其他體液中Linc00467的表達水平有利于評估其作為腫瘤早期診斷和預后的生物標志物,靶向沉默Linc00467可能是一種合適的治療策略,但仍需要更多的研究來驗證這一點。

在腫瘤中,Linc00467可通過多種調(diào)節(jié)機制發(fā)揮作用。作為諸多miRNAs的ceRNA,Linc00467通過海綿吸收這些miRNAs,可改變下游基因的表達水平。另外,Linc00467還可通過與某些蛋白質(zhì)相互作用、調(diào)節(jié)經(jīng)典信號通路發(fā)揮促進腫瘤惡性進程的作用。但部分研究者只研究了Linc00467對體外腫瘤細胞的作用,卻并未深入研究其機制,更未對其發(fā)現(xiàn)進行進一步的體內(nèi)驗證,雖確定了其對腫瘤細胞的抑制作用,卻也具有一定的局限性。另外,Linc00467還參與調(diào)控腫瘤微環(huán)境、泛素化、甲基化、ATP生成等方面促進腫瘤惡性進展?？傊?Linc00467對促進腫瘤細胞惡性生物學行為具有不可否認的作用,但研究者大多對其機制研究不夠深入,Linc00467對于各腫瘤惡性行為的相互作用研究也不夠全面,對此或許值得不斷深入研究探討。