朱海霞,李玉梅,謝曉亮,樊天佑#
1上海中醫(yī)藥大學(xué)中西結(jié)合骨傷科學(xué),上海 201203 2上海市中醫(yī)醫(yī)院骨傷科,上海 2000710
骨肉瘤多發(fā)生于青少年人群中,是一種常見的原發(fā)性惡性骨腫瘤。有數(shù)據(jù)報道,骨肉瘤年發(fā)病率為(1~4)/100萬,且男性發(fā)病率略高于女性。由于骨肉瘤發(fā)病早期臨床癥狀缺乏特異性,導(dǎo)致患者預(yù)后較差,患者5年生存率為37.5%~77.6%,治療后肺部轉(zhuǎn)移率及復(fù)發(fā)率較高[1]。因此,加強骨肉瘤發(fā)病機制研究可以為臨床診療提供依據(jù)和參考。目前,臨床上對于骨肉瘤的研究更多地集中在蛋白質(zhì)編碼基因,對于非蛋白質(zhì)編碼基因被視為“垃圾”序列[2]。長鏈非編碼RNA(long noncoding RNA,lncRNA)長度超過 200 nt,能修飾染色體,在轉(zhuǎn)錄與轉(zhuǎn)錄后水平等多層面發(fā)揮作用。有研究表明,lncRNA能抑制腫瘤或致腫瘤,并且在腫瘤的臨床診治、預(yù)后判斷中發(fā)揮重要的作用,成為當(dāng)前研究的熱點[3]。本研究以骨肉瘤為起點,分析lncRNA與骨肉瘤的關(guān)系及作用機制。
目前,臨床對于骨肉瘤的發(fā)病機制尚不明確,前期通過細(xì)胞實驗結(jié)果可知lncRNA能參與骨肉瘤的發(fā)生、發(fā)展,常見的因子包括:人母系表達(dá)因子3(maternally expressed 3,MEG3)、腫瘤抑制候選因子 7(tumor suppressor candidate 7,TUSC7)及LOC2855194等[4]。國內(nèi)學(xué)者研究表明,lncRNA在HCT116及U2骨肉瘤細(xì)胞中被證實,MEG3能降低機體內(nèi)MDM2表達(dá)水平,提高p53蛋白表達(dá)水平,有助于促進生長分化因子15(growth differentiation factor 15,GDF15)啟動因子,從而抑制腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[5]。在骨肉瘤組織中,TUSC7水平呈低表達(dá),有助于腫瘤細(xì)胞的增殖、集落,抑制細(xì)胞的凋亡。國外學(xué)者進行的動物實驗中以大鼠作為研究對象,建立異種腫瘤動物模型,測定大鼠體內(nèi)的TUSC7水平,結(jié)果表明,大鼠異種移植瘤中TUSC7水平呈低表達(dá),提高其表達(dá),能抑制腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[6]。國內(nèi)學(xué)者以骨肉瘤組織作為研究對象,測定其低氧誘導(dǎo)因子-2(hypoxia-inducible factor-2,HIF-2)mRNA表達(dá)水平,并驗證其與HIG2PUT的相關(guān)性,結(jié)果表明,HIG2PUT通過改變HIF-2mRNA表達(dá)水平抑制骨肉瘤的發(fā)生、發(fā)展,積極采取有效的措施降低HIG2PUT水平能提高骨肉瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移[7]。
lncRNA除了能抑制骨肉瘤的發(fā)生、發(fā)展外,還可以通過多種途徑促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展,并且其作用機制相對復(fù)雜,具體如下。
1.2.1 影響基因轉(zhuǎn)錄 lncRNA能在遺傳、基因等水平上完成基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控,從而促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。lncRNA能招募p300基因并且集中在ZEB1基因啟動子區(qū)域,活化ZEB1基因,從而促進骨肉瘤的發(fā)生、發(fā)展。有研究表明,lncRNA能促進基因的轉(zhuǎn)錄,有助于提高白細(xì)胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、轉(zhuǎn)化生長因子-β1(transforming growth factor,TGF-β1)表達(dá)水平,從而加速骨肉瘤的進展、轉(zhuǎn)移[8]。
1.2.2 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后lncRNA水平發(fā)揮作用 有研究表明,高濃度的雌炔醇能提高骨肉瘤細(xì)胞中miRNA-9表達(dá)水平,而miRNA-9能與轉(zhuǎn)移相關(guān)性肺腺癌轉(zhuǎn)錄物1(metastasis associated lung adenocarcinoma transcript 1,MALAT1)相互作用,促進骨肉瘤的發(fā)生、發(fā)展。lncRNA能通過競爭性作用使得內(nèi)源性RNA與miRNA相互結(jié)合,從而削弱或降低miR-NA表達(dá)水平,促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[9]。國內(nèi)學(xué)者以小鼠成熟的骨細(xì)胞作為研究對象,測定骨細(xì)胞中Yes相關(guān)蛋白 1(Yes associated protein 1,YAP1)和lncRNA H19的表達(dá)水平,結(jié)果表明,骨細(xì)胞中l(wèi)ncRNA H19呈高表達(dá),能促進成骨肉瘤的形成[10]。除了上述作用機制外,lncRNA還可以與mRNA直接相互作用,并且能通過其他方式參與轉(zhuǎn)錄后表達(dá)水平,從而發(fā)揮良好的促進作用。
1.2.3 影響信號通路促進骨肉瘤的發(fā)生、發(fā)展 骨肉瘤患者發(fā)病后常伴有機體免疫功能的失衡,再加上機體內(nèi)產(chǎn)生的瀑布級聯(lián)反應(yīng),導(dǎo)致信號通路發(fā)生異常,在一定程度上能影響lncRNA的表達(dá)。同時,lncRNA也可以影響信號通路調(diào)控腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[11]。有研究表明,MALAT1能通過RhOA/ROCK通路促進骨肉瘤的發(fā)生、發(fā)展,而采取積極有效的措施降低機體內(nèi)MALAT1后,骨肉瘤組織中RhOA/ROCK通路水平開始下降[12]。有調(diào)查發(fā)現(xiàn),TUG1可以通過部分或全部蛋白激酶B(protein kinase B,PKB,又稱AKT)通路促進骨肉瘤的發(fā)生、發(fā)展[13]。p53在骨肉瘤的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用,其蛋白是多條信號通路中的關(guān)鍵分子,而lncRNA則可以影響p53的表達(dá)水平從而影響骨肉瘤的發(fā)生、發(fā)展(常見信號通路包括MEG3、HOTAIR等)。實驗研究結(jié)果表明,HOTAIR可以通過調(diào)控p53蛋白參與骨肉瘤的發(fā)生、發(fā)展,采取積極有效的措施降低HOTAIR表達(dá)水平能降低腫瘤細(xì)胞活性,有助于延緩疾病的發(fā)生、發(fā)展[14]。
1.2.4 其他作用途徑 骨肉瘤的發(fā)生、發(fā)展是一個多因素過程,而lncRNA能直接參與疾病的發(fā)生、發(fā)展,除了參與上述途徑外,還可以通過其他途徑促進骨肉瘤的發(fā)生。有研究表明,骨肉瘤組織中叉頭框P4因子(forkhead box P4,F(xiàn)OXP4)呈高表達(dá),并且其表達(dá)水平與lncRNA水平呈正相關(guān)。因此,lncRNA通過調(diào)節(jié)FOXP4表達(dá)水平能促進骨肉瘤腫瘤細(xì)胞的增殖與生長,從而促進骨肉瘤的發(fā)展[15]。有研究表明,在骨肉瘤組織中AMOTmRNA表達(dá)水平多與SNHG12有關(guān),SNHG12能調(diào)節(jié)骨肉瘤組織中的AMOT基因,從而加快骨肉瘤的發(fā)生、發(fā)展[16]。國外學(xué)者以骨肉瘤組織作為對象進行研究,結(jié)果表明,在缺氧狀態(tài)下,HIF-1α能與ANRIL相互結(jié)合,形成缺氧反應(yīng)元件,從而促進骨肉瘤腫瘤細(xì)胞發(fā)生侵襲、轉(zhuǎn)移,但是其具體作用機制尚有待進一步驗證[17]。
由于骨肉瘤發(fā)病機制復(fù)雜,再加上發(fā)病率相對較低,發(fā)病早期臨床癥狀缺乏特異性,因此多數(shù)患者確診時已是中、晚期,延誤了最佳治療時機。為了延長壽命,多數(shù)患者選擇化療。有研究表明,lncRNA中部分基因能影響骨肉瘤對于化療的耐受性、敏感性。研究發(fā)現(xiàn),骨肉瘤患者在進行化療時lncRNA能激活多種經(jīng)典信號通路,有助于促進ABCB1基因的表達(dá),從而增強骨肉瘤對于多柔比星的耐藥性[18]。國外學(xué)者試驗中以順鉑治療的骨肉瘤患者作為研究對象,結(jié)果表明,骨肉瘤患者采用順鉑化療時能促進骨肉瘤細(xì)胞的凋亡,從而能提高臨床療效,降低臨床病死率。一項調(diào)查結(jié)果表明,依托泊苷能直接作用于骨肉瘤腫瘤細(xì)胞,引起DNA損傷及細(xì)胞凋亡,導(dǎo)致lncRNA中的部分基因表達(dá)水平升高。但是,如果化療過程中能采取積極有效的措施進行干預(yù),則能抑制機體內(nèi)E2F1調(diào)控的細(xì)胞死亡抑制因子(E2F1-regulated inhibitor of cell death,ERICD)的表達(dá)水平,進一步鞏固化療效果[19]。紫杉醇是目前臨床上發(fā)現(xiàn)的最優(yōu)秀的天然抗癌藥物,由于具有抗癌活性的化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物活性而在臨床廣泛使用,已經(jīng)應(yīng)用于乳腺癌、卵巢癌、肺癌等惡性腫瘤中。有研究表明,lncRNA在骨肉瘤組織中能影響腫瘤的進程,藥物能抑制細(xì)胞微管聚集而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。但是,臨床上如果采取積極有效的措施進行干預(yù)則能降低骨肉瘤細(xì)胞中的lncRNA表達(dá)水平,有助于提高骨肉瘤細(xì)胞對紫杉醇的敏感性,從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[20]。
骨肉瘤惡性程度相對較高,且發(fā)病早期臨床癥狀缺乏特異性,多數(shù)患者一旦確診病情已經(jīng)相對較重。目前,臨床上對于骨肉瘤的治療多以化療為主,患者遠(yuǎn)期預(yù)后較差,治療后復(fù)發(fā)率、轉(zhuǎn)移率較高。因此,采取積極有效的措施對患者進行治療、干預(yù),能為臨床診療提供依據(jù)和參考。lncRNA是骨肉瘤組織中相對重要的生物標(biāo)志物,通過lncRNA水平測定能為臨床診療提供依據(jù)和參考,評估患者預(yù)后,并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果調(diào)整治療方案,使患者的治療更具科學(xué)性、合理性。綜上所述,骨肉瘤惡性程度相對較高,疾病發(fā)病機制相對復(fù)雜,且臨床缺乏有效的干預(yù)對策。因此,加強骨肉瘤早期診療有助于改善患者預(yù)后。截至目前,臨床對于骨肉瘤中l(wèi)ncRNA的研究尚處于起步階段,對于lncRNA的作用機制尚未闡明,并且通過以往結(jié)果可見,lncRNA在部分骨肉瘤中呈低表達(dá),但是在某些骨肉瘤中呈高表達(dá),導(dǎo)致其功能難以預(yù)測,并且對于化療的耐藥性及預(yù)后的評估效果尚有待進一步驗證。