王雪,潘雅娜,陳旭梅,羅清(遵義醫(yī)學(xué)院,貴州遵義563000;遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院腫瘤醫(yī)院)
·綜述·
LncRNA異常表達(dá)與乳腺癌發(fā)生發(fā)展及多藥耐藥關(guān)系的研究進(jìn)展
王雪1,潘雅娜1,陳旭梅1,羅清2
(1遵義醫(yī)學(xué)院,貴州遵義563000;2遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院腫瘤醫(yī)院)
癌癥相關(guān)的長(zhǎng)鏈非編碼RNA(LncRNA)是近年來(lái)新興的熱點(diǎn)分子,是非編碼RNA中的一個(gè)大類,其異常表達(dá)于多種腫瘤中,在表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)控基因表達(dá),誘導(dǎo)或抑制腫瘤的發(fā)生。LncRNA在乳腺中異常表達(dá)、功能失調(diào),導(dǎo)致正常乳腺功能的異常改變,是乳腺腫瘤形成的重要因素。異常表達(dá)的LncRNA與乳腺癌發(fā)生發(fā)展、多藥耐藥有關(guān)。
乳腺腫瘤;長(zhǎng)鏈非編碼RNA;轉(zhuǎn)移;多藥耐藥
乳腺癌是威脅我國(guó)婦女健康的主要惡性腫瘤之一,其病因復(fù)雜,與遺傳、激素、生殖、營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境等有關(guān),近10年乳腺癌病死率呈上升趨勢(shì)[1]。乳腺癌的治療仍面臨巨大挑戰(zhàn),乳腺癌化療敏感性的研究仍處于探索階段;對(duì)乳腺癌耐藥機(jī)制及治療方法的研究有待深入;建立統(tǒng)一的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系有待細(xì)化。因此,針對(duì)乳腺癌的惡性轉(zhuǎn)移及多藥耐藥,尋求有效的診療和預(yù)后指標(biāo)是近年來(lái)研究的重點(diǎn)。長(zhǎng)鏈非編碼RNA(LncRNA)異常表達(dá)于多種腫瘤中,在表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)控基因表達(dá),誘導(dǎo)或抑制腫瘤的發(fā)生。通過(guò)檢測(cè)乳腺癌相關(guān)LncRNA,可針對(duì)患者特異的腫瘤遺傳學(xué)特征進(jìn)行精準(zhǔn)治療,能在早期預(yù)測(cè)腫瘤的發(fā)生和可能發(fā)展方向,有助于提示患者疾病風(fēng)險(xiǎn),進(jìn)而整體提高患者的生存率?,F(xiàn)就LncRNA與乳腺癌的惡性轉(zhuǎn)移、多藥耐藥的關(guān)系進(jìn)行綜述,以期為乳腺癌的診療提供新思路。
LncRNA是一類轉(zhuǎn)錄本長(zhǎng)度超過(guò)200 nt、不編碼蛋白、具有生物功能的RNA[2],能參與X染色體沉默、基因組印記及染色質(zhì)修飾、轉(zhuǎn)錄激活、轉(zhuǎn)錄干擾、核內(nèi)運(yùn)輸?shù)榷喾N重要的調(diào)控過(guò)程[3]。LncRNA不僅在正常生理?xiàng)l件下表達(dá),發(fā)揮調(diào)控功能,更多的LncRNA在疾病特別腫瘤中異常表達(dá)[4]。LncRNA是癌癥發(fā)病機(jī)制中的關(guān)鍵,其功能障礙與癌癥發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[5,6]。LncRNA上調(diào)或下調(diào)參與調(diào)控癌癥的各個(gè)階段,如癌細(xì)胞信號(hào)持續(xù)增殖,無(wú)限復(fù)制,促進(jìn)侵襲和腫瘤轉(zhuǎn)移,血管生成等[7]。研究證實(shí),腫瘤相關(guān)的LncRNA在組織、血清和血漿中均穩(wěn)定存在[8],可通過(guò)PCR及芯片富集法等高通量篩選技術(shù)來(lái)檢測(cè),因此LncRNA可能成為新的分子標(biāo)志物用于癌癥診療,從而改善預(yù)后,提高患者的生存質(zhì)量。
乳腺癌的異質(zhì)性復(fù)雜,根據(jù)病理分子類型,分為L(zhǎng)uminal A型、Luminal B型、ERBB2+型、Basal-like 型4個(gè)亞群,其發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后及治療均與其分子分型和分期密切相關(guān)[9]。近年來(lái),由于廣大婦女早診意識(shí)的提高、早期診斷逐步規(guī)范,我國(guó)確診為原位癌、Ⅰ期乳腺癌的比例進(jìn)行性升高,Ⅱ期、Ⅲ~Ⅳ期乳腺癌則呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)[10]。此外,隨著乳腺癌分子生物學(xué)研究的不斷深入,針對(duì)不同分子分型,采取個(gè)體化的治療模式,逐漸形成了乳腺癌治療的成熟理念,再加上手術(shù)技術(shù)、放化療水平的進(jìn)步及新的靶向藥物的應(yīng)用顯著提高了乳腺癌患者的生存率。但惡性轉(zhuǎn)移和多藥耐藥使乳腺癌的治療進(jìn)入瓶頸,多藥耐藥的發(fā)生使化療不良反應(yīng)增加,化療療效降低,最終導(dǎo)致化療失敗甚至腫瘤轉(zhuǎn)移,據(jù)統(tǒng)計(jì),約6%的乳腺癌患者確診時(shí)已發(fā)生轉(zhuǎn)移。因此,乳腺癌惡性轉(zhuǎn)移和多藥耐藥的發(fā)生機(jī)制及治療方案的研究有待突破性進(jìn)展。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外大量研究發(fā)現(xiàn)LncRNA在乳腺癌中異常表達(dá)[11,12],這為乳腺癌診斷及預(yù)后評(píng)估提供了理論依據(jù)。許楠等[13,14]通過(guò)微陣列表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)乳腺癌患者癌組織及其臨近的癌旁組織中差異表達(dá)的LncRNA,并進(jìn)一步通過(guò)芯片對(duì)乳腺癌患者的癌組織及癌旁組織、乳腺癌患者及同期體檢的正常人外周血中的LncRNA表達(dá)進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)7個(gè)在乳腺癌組織與外周血中表達(dá)均上調(diào)的LncRNA和12個(gè)表達(dá)均下調(diào)的LncRNA分子,這些分子可能參與乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展及復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移。Xu等[15]通過(guò)qRT-PCR方法檢測(cè)病理診斷為乳腺癌、已行手術(shù)治療、未行放化療的250例乳腺癌組織及相鄰50例非癌變組織中LncRNA EGOT表達(dá),發(fā)現(xiàn)相對(duì)于鄰近的非癌變組織,癌變組織中的EGOT呈低表達(dá),且低表達(dá)的EGOT與較大腫瘤(P=0. 022)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移(P=0.020)、高水平的Ki-67(P =0.017)有顯著相關(guān)性,此外,還發(fā)現(xiàn)EGOT低表達(dá)的乳腺癌患者預(yù)后差,由此得出EGOT可作為乳腺癌患者生存的獨(dú)立預(yù)后因素(HR=1.857,95%CI= 1.032~3.340,P=0.039)。差異表達(dá)的LncRNA在乳腺癌發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移中起重要作用,這些LncRNA用于乳腺癌的診療具有早期、高效、敏感性高、特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在乳腺癌的早期診斷、預(yù)后評(píng)價(jià)、復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移等方面有良好的應(yīng)用前景。
淋巴結(jié)與血管轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致乳腺癌治療失敗的主要原因,約30%以上的患者死于復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。乳腺癌的轉(zhuǎn)移涉及腫瘤細(xì)胞自身生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)的獲得,細(xì)胞間黏附能力的降低,細(xì)胞因子誘導(dǎo)的癌細(xì)胞器官特異性定向歸巢,以及腫瘤血管和淋巴管生成,癌細(xì)胞逃逸凋亡和免疫殺傷等諸多因素。LncRNA在表觀遺傳學(xué)、轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移,在乳腺癌中,相比于原發(fā)瘤,轉(zhuǎn)移灶中多種LncRNA表達(dá)顯著的上調(diào)或下調(diào),且這些表達(dá)水平的變化與腫瘤的轉(zhuǎn)移情況和患者預(yù)后相關(guān)。
HOTAIR基因全長(zhǎng)2.2 kb,與HOXC基因的轉(zhuǎn)錄方向相反,是首例被發(fā)現(xiàn)與腫瘤轉(zhuǎn)移有關(guān)的且研究得相對(duì)較多的LncRNA。Gupta等[16]發(fā)現(xiàn)HOTAIR從表觀遺傳學(xué)層面調(diào)控腫瘤轉(zhuǎn)移:在轉(zhuǎn)移性癌中,HOTAIR表達(dá)水平顯著上調(diào),引起多梳蛋白抑制復(fù)合體(PRC2)重新定位,使組蛋白H3第27位氨基酸甲基化修飾,從而導(dǎo)致PCR2的靶基因如連接黏附分子2、細(xì)胞黏附分子原鈣黏素、肝配蛋白受體1的轉(zhuǎn)錄受到抑制,最終導(dǎo)致癌細(xì)胞浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移。
LncRNAs可與部分信號(hào)蛋白的功能結(jié)構(gòu)域直接發(fā)生相互作用,影響腫瘤的轉(zhuǎn)移。Liu等[17]在乳腺癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了NKILA,一個(gè)與NF-κB相互作用的LncRNA。早先的研究表明持久的炎癥反應(yīng)引起NF-κB信號(hào)通路持續(xù)激活,導(dǎo)致NF-κB靶基因異常表達(dá),而這些基因的異常表達(dá)往往與轉(zhuǎn)移相關(guān)。NKILA可結(jié)合NF-κB/IκB,并直接遮蓋IκB的磷酸化模體,由此抑制了IKK誘導(dǎo)的IκB磷酸化及NF-κB激活,從而抑制腫瘤轉(zhuǎn)移。進(jìn)一步臨床試驗(yàn)亦證實(shí)了轉(zhuǎn)移性乳腺癌中NKILA表達(dá)顯著下調(diào)。
LincRNA-ROR、H19、LOC554202在乳腺癌組織中的表達(dá)均異常升高。LincRNA-ROR通過(guò)抑制miR-205目的基因ZEB2等的下調(diào),誘導(dǎo)上皮間質(zhì)化的形成,從而調(diào)控乳腺癌的轉(zhuǎn)移進(jìn)程[18];H19受到缺氧誘導(dǎo)因子-1α、p53、E2F1等因素調(diào)節(jié),影響乳腺癌細(xì)胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移等過(guò)程[19];LOC55420通過(guò)影響細(xì)胞周期及細(xì)胞凋亡,增加細(xì)胞侵襲遷移能力[20]。
乳腺癌耐藥與患者復(fù)發(fā)及浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移相關(guān),是乳腺癌治療面臨的一個(gè)主要障礙及挑戰(zhàn)。既往腫瘤耐藥機(jī)制的研究主要集中在蛋白水平,如ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體家族、Caspase家族、bcl-2家族、多藥耐藥性相關(guān)蛋白(LRP),但蛋白編碼基因僅占基因組2%左右,顯然不能完全解釋耐藥機(jī)制的復(fù)雜性,而非編碼基因約占基因組98%,所以從LncRNA水平來(lái)探討耐藥相關(guān)基因的表達(dá)調(diào)控變化,將有望成為攻克腫瘤耐藥難題的希望所在。
曲妥珠單抗耐藥,使Her-2陽(yáng)性乳腺癌治療進(jìn)入瓶頸,高表達(dá)的LncRNA-ATB作為內(nèi)源競(jìng)爭(zhēng)性RNA,競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-200c,引起miR-200c的靶基因ZEB1、ZNF-217表達(dá)水平上調(diào),誘導(dǎo)EMT發(fā)生,從而促進(jìn)曲妥珠單抗耐藥和乳腺癌細(xì)胞侵襲及轉(zhuǎn)移[21]。自噬對(duì)腫瘤耐藥及逆轉(zhuǎn)的調(diào)控也是目前的研究熱點(diǎn),化療藥物產(chǎn)生的代謝應(yīng)激可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞自噬,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞存活,而抑制自噬過(guò)程可逆轉(zhuǎn)化療耐藥。有研究報(bào)道,表柔比星能誘導(dǎo)人乳腺癌MCF-7細(xì)胞產(chǎn)生自噬,從而逃避表柔比星誘導(dǎo)的凋亡,但抑制自噬能恢復(fù)MCF-7細(xì)胞對(duì)表柔比星的敏感性,進(jìn)而提高表柔比星的殺細(xì)胞能力[22]。Jiang等[23]利用全基因組LncRNA芯片,在乳腺癌阿霉素耐藥細(xì)胞株MCF-7/ADR和MCF-7細(xì)胞中進(jìn)行表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)1個(gè)差異表達(dá)的LncRNA,即ARA,ARA來(lái)自于PAK3基因的內(nèi)含子,其二級(jí)結(jié)構(gòu)可能包含部分穩(wěn)定的發(fā)夾結(jié)構(gòu)。敏感的MCF-7經(jīng)阿霉素處理后,ARA顯著上調(diào),通過(guò)基因沉默ARA,研究者發(fā)現(xiàn)ARA表達(dá)下調(diào)后,出現(xiàn)耐藥逆轉(zhuǎn)、細(xì)胞增殖下降、凋亡增加、遷移受限及細(xì)胞周期停滯于G2/M期。進(jìn)一步的基因芯片轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果顯示,ARA通過(guò)參與MAPK信號(hào)通路、代謝途徑、細(xì)胞周期和細(xì)胞黏附相關(guān)的生物學(xué)通路來(lái)調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞對(duì)阿霉素的耐藥。此外,H19表達(dá)下調(diào)是乳腺癌化療耐受和侵襲性增強(qiáng)的原因之一,H19通過(guò)提高miRNA200c啟動(dòng)子區(qū)域組蛋白H3乙?;綄?duì)抗乳腺癌細(xì)胞EMT而增加乳腺癌細(xì)胞藥物敏感性。
雖然近年來(lái)對(duì)腫瘤相關(guān)LncRNA的研究取得了不少成果,但LncRNA在腫瘤多藥耐藥中的作用仍然報(bào)道較少,乳腺癌耐藥的治療棘手。明確多藥耐藥的發(fā)生機(jī)制,探索逆轉(zhuǎn)乳腺癌耐藥的分子靶點(diǎn),提高乳腺癌藥物療效,是現(xiàn)階段我國(guó)降低乳腺癌病死率的必然選擇。
綜上所述,LncRNA是非編碼RNA中的一個(gè)大類,其與腫瘤的關(guān)系是近年來(lái)廣受關(guān)注的研究熱點(diǎn)。轉(zhuǎn)移和耐藥是導(dǎo)致乳腺癌患者預(yù)后不佳乃至死亡的重要原因,研究LncRNA與乳腺癌惡性轉(zhuǎn)移、多藥耐藥的關(guān)系,將有望成為乳腺癌新的治療靶點(diǎn),從逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥、抑制腫瘤轉(zhuǎn)移方面來(lái)提高乳腺癌的診療效果并延長(zhǎng)患者生存期。并且檢測(cè)外周循環(huán)系統(tǒng)中LncRNA,操作簡(jiǎn)單、損傷小、耗時(shí)短、成本低、重復(fù)性好,對(duì)乳腺癌轉(zhuǎn)移和耐藥的早期診斷、預(yù)后評(píng)價(jià)有良好的臨床應(yīng)用前景。
[1]Chen W,Zheng R,Baade PD,et al.Cancer statistics in China,2015[J].CA Cancer J Clin,2016,66(2):115-132.
[2]Ponting CP,Oliver PL,Reik W.Evolution and functions of long noncoding RNAs[J].Cell,2009,136(4):629-641.
[3]Wilusz JE,Sunwoo H,Spector DL.Long noncoding RNAs:functional surprises from the RNA world[J].Genes Dev,2009,23 (13):1494-1504.
[4]Martens-Uzunova ES,Bottcher R,Croce CM,et al.Long noncoding RNA in prostate,bladder,and kidney cancer[J].Eur Urol,2014,65(6):1140-1151.
[5]Haemmerle M,Gutschner T.Long non-coding RNAs in cancer and development:where do we go from here[J].Int J Mol Sci,2015,16(1):1395-1405.
[6]Di GF,Capaccioli S,Lulli M.A pathophysiological view of the long non-coding RNA world[J].Oncotarget,2014,5(22):10976-10996.
[7]Gutschner T,Diederichs S.The hallmarks of cancer:a long noncoding RNA point of view[J].RNA Biol,2012,9(6):703-719.
[8]Ren S,Wang F,Shen J,et al.Long non-coding RNA metastasis associated in lung adenocarcinoma transcript 1 derived miniRNA as a novel plasma-based biomarker for diagnosing prostate cancer[J]. Eur J Cancer,2013,49(13):2949-2959.
[9]Romero A,Prat A,Garcia-Saenz JA,et al.Assignment of tumor subtype by genomic testing and pathologic-based approximations:implications on patient's management and therapy selection[J]. Clin Transl Oncol,2014,16(4):386-394.
[10]令狐銳霞,司文,李瑩,等.3846例乳腺癌流行病學(xué)及臨床病理學(xué)分析[J].解放軍醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2015,36(10):1017-1021.
[11]Pickard MR,Williams GT.Regulation of apoptosis by long noncoding RNA GAS5 in breast cancer cells:implications for chemotherapy[J].Breast Cancer Res Treat,2014,145(2):359-370.
[12]Shi Y,Lu J,Zhou J,et al.Long non-coding RNA Loc554202 regulates proliferation and migration in breast cancer cells[J].Biochem Biophys Res Commun,2014,446(2):448-453.
[13]Xu N,Wang F,Lv M,et al.Microarray expression profile analysis of long non-coding RNAs in human breast cancer:a study of Chinese women[J].Biomed Pharmacother,2015,69:221-227.
[14]呂明明,許楠,王鳳良,等.長(zhǎng)鏈非編碼RNA在乳腺癌患者外周血與癌組織中的表達(dá)[J].中華乳腺病雜志(電子版),2015,9 (4):242-246.
[15]Xu SP,Zhang JF,Sui SY,et al.Downregulation of the long noncoding RNA EGOT correlates with malignant status and poor prognosis in breast cancer[J].Tumour Biol,2015,36(12):9807-9812.
[16]Gupta RA,Shah N,Wang KC,et al.Long non-coding RNA HOTAIR reprograms chromatin state to promote cancer metastasis[J]. Nature,2010,464(7291):1071-1076.
[17]Liu B,Sun L,Liu Q,et al.A Cytoplasmic NF-kB Interacting Long Noncoding RNA Blocks IkB Phosphor-ylation and Suppresses Breast Cancer Metastasis[J].Cancer Cell,2015,27(3):370-381.
[18]Hou P,Zhao Y,Li Z,et al.LincRNA-ROR induces epithelial-tomesenchymal transition and contributes to breast cancer tumorigenesis and metastasis[J].Cell Death Dis,2014(5):e1287.
[19]Shore AN,Herschkowitz JI,Rosen JM.Noncoding RNAs involved in mammary gland development and tumorigenesis:there's a long way to go[J].J Mammary Gland Biol Neoplasia,2012,17(1):43-58.
[20]Shi Y,Lu J,Zhou J,et al.Long non-coding RNA Loc554202 regulates proliferation and migration in breast cancer cells[J].Biochem Biophys Res Commun,2014,446(2):448-453.
[21]Shi SJ,Wang LJ,Yu B,et al.LncRNA-ATB promotes trastuzumab resistance and invasion-metastasis cascade in breast cancer[J]. Oncotarget,2015,6(13):11652-11663.
[22]Sun WL,Chen J,Wang YP,et al.Autophagy protects breast cancer cells from epirubicin-induced apoptosis and facilitates epirubicin-resistance development[J].Autophagy,2011,7(9):1035-1044.
[23]Jiang M,Huang O,Xie Z,et al.A novel long non-coding RNAARA:adriamycin resistance-associated[J].Biochem Pharmacol,2014,87(2):254-283.
10.3969/j.issn.1002-266X.2016.25.036
R737.9
A
1002-266X(2016)25-0100-03
國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(81260397);貴州省科技廳科學(xué)技術(shù)基金項(xiàng)目(黔科合J字[2013]2331號(hào));遵義市科技局省-市聯(lián)合項(xiàng)目(遵科合人(2014)9號(hào));貴州省教育廳高校優(yōu)秀科技創(chuàng)新人才支持計(jì)劃基金項(xiàng)目(黔教合KY字[2015]495)。
羅清(E-mail:luoqing730@126.com)
2016-03-10)