郭晨博毛玉寧張延英汪永鋒?師長(zhǎng)宏?

(1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué),蘭州 730030;2.空軍軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,西安 710032;3.延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院,陜西 延安 716000)

胰腺癌(pancreatic cancer,PC)是全球危害最嚴(yán)重的惡性腫瘤之一,其發(fā)病率和死亡率分別位于惡性腫瘤的第七位和第六位。 手術(shù)切除仍是PC 患者唯一可能治愈的手段,但由于PC 早期缺乏臨床癥狀和體征,直到晚期才被發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致手術(shù)效果不佳[1]。 雖然近幾年免疫療法在PC 治療方面取得了一定的進(jìn)展,但化療仍然是PC 治療的主要手段[2]。吉西他濱(gemcitabine,GEM)是治療PC 的一線化療藥物,由于長(zhǎng)期使用GEM 容易產(chǎn)生耐藥性,導(dǎo)致其治療效果不佳[3]。 因此深入研究GEM 產(chǎn)生耐藥的原因和機(jī)制對(duì)PC 的治療具有重要的意義。

文獻(xiàn)報(bào)道胰腺癌吉西他濱耐藥與細(xì)胞自噬、腫瘤細(xì)胞干性、 上皮- 間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelialmesenchymal transition,EMT) 等多種腫瘤表型密切相關(guān)[4]。 胰腺癌吉西他濱耐藥具體的調(diào)控機(jī)制并不明確,明確其機(jī)制有助于改善吉西他濱的治療效果。 長(zhǎng) 鏈 非 編 碼 RNA (long non-coding RNA,lncRNA)具有調(diào)控細(xì)胞自噬、腫瘤細(xì)胞干性、上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化( epithelial-mesenchymal transition,EMT)、細(xì)胞凋亡等多種生物學(xué)途徑,研究表明lncRNA 可通過(guò)以上途徑調(diào)控腫瘤細(xì)胞耐藥[5]。 本文對(duì)lncRNAs 在胰腺癌耐藥中的作用進(jìn)行歸納總結(jié),以期為臨床提高GEM 敏感性提供理論基礎(chǔ),為探索新的干預(yù)靶點(diǎn)提供思路。

1 lncRNA

長(zhǎng)鏈非編碼RNA (long non-coding RNA,lncRNA)是一種大小超過(guò)200 bp 的非編碼RNA,異常表達(dá)的lncRNA 與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān),lncRNA 可以通過(guò)與DNA、RNA 以及蛋白質(zhì)相互作用,調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)/RNA 穩(wěn)定性[6]。 lncRNA 調(diào)節(jié)細(xì)胞生物學(xué)活動(dòng)取決于其在細(xì)胞中的定位:在細(xì)胞核中l(wèi)ncRNA 通過(guò)染色質(zhì)相互作用和重塑來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄程序,并通過(guò)支架建立核室的空間組織。 例如:lncRNA 作為誘餌調(diào)控蛋白與DNA 或其他蛋白的結(jié)合[7]。 lncRNA-生長(zhǎng)停滯特異性轉(zhuǎn)錄物5(growth arrest-specific transcript 5, GAS5)充當(dāng)誘餌,使效應(yīng)蛋白與受體蛋白結(jié)合,從而使腫瘤轉(zhuǎn)移和耐藥[8];lncRNA 漿 細(xì) 胞 瘤 多 樣 異 位 基 因(plasmacytomavariant translocation 1, PVT1)中含有幾個(gè)基因內(nèi)增強(qiáng)子,能通過(guò)調(diào)節(jié)MYC 癌基因啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄,抑制MYC 癌基因的表達(dá),從而調(diào)控腫瘤的發(fā)展與耐藥[8]。 在細(xì)胞質(zhì)中,lncRNA 的功能是介導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑、翻譯程序和基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。 例 如: lncRNA-HOX 轉(zhuǎn)錄 反 義 RNA (HOX transcription antisense intergenic RNA,HOTAIR) 可以海綿化miRNA,消除lncRNA HOTAIR 對(duì)癌基因的促進(jìn)作用,使腫瘤耐藥[9];lncRNA ANRIL 通過(guò)染色質(zhì)修飾復(fù)合物調(diào)節(jié)順式和反式基因,以及影響microRNA 信號(hào)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控腫瘤的發(fā)展[10];lncRNA 作為競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA(ceRNAs), 可以隔離miRNA,從而阻止其靶向mRNA 的抑制,lncRNA SNHG14 被發(fā)現(xiàn)作為miRNA 的競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA,調(diào)節(jié)癌癥中癌基因的表達(dá)從而調(diào)控腫瘤的發(fā)展[11];長(zhǎng)基因間非蛋白編碼RNA (reprogramming regulator, linc-ROR)首次在誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSCs) 中被發(fā)現(xiàn),受到腫瘤多能因子的影響,從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)展[12]。 Linc-DYNC2H1-4 主要位于胞漿中,可以海綿化靶向miRNA,以恢復(fù)EMT 和CSC 相關(guān)基因的表達(dá)[13]。lncRNA 通過(guò)多種方式在表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后、翻譯和翻譯后水平發(fā)揮調(diào)控作用,影響耐藥性的產(chǎn)生,可能成為多種癌癥診斷的新標(biāo)記物和治療的重要靶點(diǎn)。

2 lncRNA 通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬調(diào)控胰腺癌吉西他濱耐藥

自噬是細(xì)胞質(zhì)成分在細(xì)胞內(nèi)降解的一種機(jī)制,在應(yīng)激條件下維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)。 在腫瘤中,自噬具有抑制腫瘤和支持腫瘤進(jìn)展的雙重作用,它參與耐藥的發(fā)展,使腫瘤細(xì)胞不受化療藥物的影響,也可殺死不活躍的腫瘤細(xì)胞,因此自噬在腫瘤耐藥中起到了關(guān)鍵作用[14]。 研究表明,胰腺癌吉西他濱耐藥和自噬有著非常密切的關(guān)系,而lncRNA 在自噬調(diào)控中至關(guān)重要,通過(guò)調(diào)節(jié)自噬相關(guān)lncRNA 可恢復(fù)胰腺癌吉西他濱的敏感性[15]。 lncRNA 調(diào)節(jié)自噬的具體機(jī)制可以分為3 類:(1)lncRNA 充當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA(competitive endogenous RNA,ceRNA)結(jié)合miRNA 以調(diào)節(jié)miRNA 表達(dá),從而影響自噬進(jìn)程;(2)lncRNA 通過(guò)影響自噬相關(guān)基因的表達(dá);(3)lncRNA 通過(guò)Wnt/β-catenin 途徑抑制自噬介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡[16]。 構(gòu)建胰腺癌吉西他濱耐藥細(xì)胞株,是研究lncRNA 在胰腺癌吉西他濱耐藥中作用的基礎(chǔ)。Wang 等[17]探究lncRNA ANRIL 在胰腺癌吉西他濱耐藥中的機(jī)制發(fā)現(xiàn)lncRNA ANRIL 通過(guò)靶向miR-181a,激活HMGB1 誘導(dǎo)的細(xì)胞自噬,從而增強(qiáng)胰腺癌細(xì)胞對(duì)吉西他濱的耐藥。 Zhang 等[18]通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)lncRNA SNHG14 通過(guò)分泌miR-101 激活胰腺癌細(xì)胞自噬增強(qiáng)吉西他濱耐藥性。 Zhou 等[19]通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)lncRNA PVT1 通過(guò)激活Wnt/βcatenin 和調(diào)節(jié)miR-6195p/Pygo2 以及miR-619-5p/ATG14 軸的自噬途徑,從而促進(jìn)胰腺癌對(duì)吉西他濱的耐藥性;在體內(nèi)CDX 模型中驗(yàn)證了lncRNA PVT1在胰腺癌吉西他濱耐藥中的作用。 Li 等[20]在體外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)linc-ROR 通過(guò)miR-124/PTBP1/PKM2軸誘導(dǎo)自噬使胰腺癌細(xì)胞對(duì)吉西他濱產(chǎn)生耐藥;再利用PDX 模型驗(yàn)證了linc-ROR 在胰腺癌吉西他濱耐藥中的作用。

腫瘤耐藥細(xì)胞通過(guò)調(diào)節(jié)自噬增加對(duì)化療的抵抗力,自噬在胰腺癌吉西他濱耐藥中發(fā)揮著重要的作用,但目前自噬調(diào)控的機(jī)制并不明確,這給臨床通過(guò)抑制自噬增加胰腺癌吉西他濱敏感性的研究帶來(lái)了困擾。 已有報(bào)道稱lncRNA PVT1 是一種致癌基因,作為ceRNA 或分子海綿負(fù)調(diào)控miRNA 調(diào)節(jié)自噬促進(jìn)了腫瘤的發(fā)展和化療藥物耐藥,lncRNA PVT1 可能通過(guò)誘導(dǎo)自噬調(diào)節(jié)胰腺癌吉西他濱耐藥[21]。 在未來(lái)研究中l(wèi)ncRNA PVT1 可能成為治療胰腺癌吉西他濱耐藥的新靶點(diǎn)[22]。

3 lncRNA 通過(guò)調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞干性調(diào)控胰腺癌吉西他濱耐藥

腫瘤干細(xì)胞(cancer stem cells,CSCs) 是腫瘤細(xì)胞的一個(gè)亞群,可以驅(qū)動(dòng)腫瘤的發(fā)生與復(fù)發(fā),CSCs是腫瘤發(fā)生的來(lái)源,也是腫瘤化療耐藥的原因之一。 CSCs 對(duì)化療和放療均有抵抗作用,放化療后殘留的CSCs 能夠促進(jìn)腫瘤復(fù)發(fā)和對(duì)放化療產(chǎn)生抵抗[23]。 研究發(fā)現(xiàn),PC 在經(jīng)過(guò)吉西他濱治療后,胰腺癌細(xì)胞內(nèi)CSCs 的含量顯著增加。 lncRNAs 是CSCs的關(guān)鍵調(diào)控因子,能夠促進(jìn)腫瘤耐藥[24]。 在膀胱癌中l(wèi)ncRNAs 通過(guò)增加CSCs 在腫瘤中的比例使化療藥物產(chǎn)生耐藥[25]。 綜上所述lncRNA、CSCs 和耐藥這3 者可能有著密切的關(guān)系。 Liu 等[26]采用胰腺癌細(xì)胞株P(guān)ANC-1、ASPC-1、CAPAN-2、SW19990,通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)lncRNA GAS5 能逆轉(zhuǎn)CSCs 介導(dǎo)的吉西他濱耐藥。 Wang 等[27]構(gòu)建胰腺癌PANC-1 吉西他濱耐藥細(xì)胞株,通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)吉西他濱通過(guò)誘導(dǎo)lncRNA HOTAIR 表達(dá)進(jìn)而誘導(dǎo)胰腺癌干細(xì)胞耐藥。Gao 等[28]分別建立了人胰腺癌BxPC-3-Gem 耐藥細(xì)胞和PDX 模型,體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)linc-DYNC2H1-4通過(guò)分泌miR-145 促進(jìn)CSCs 使胰腺癌吉西他濱耐藥。 LncRNA 不止是可以通過(guò)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞干性促進(jìn)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生耐藥,部分lncRNA 也可通過(guò)調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞干性逆轉(zhuǎn)耐藥。 Yoshida 等[29]建立BxPC3耐藥株CDX 模型,通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)lncRNA PVT1 通過(guò)調(diào)控胰腺癌細(xì)胞中CSCs 的含量逆轉(zhuǎn)胰腺癌細(xì)胞對(duì)吉西他濱的耐藥性。

綜上所述,CSCs 與胰腺癌吉西他濱耐藥有著密切的聯(lián)系,研究CSCs 與吉西他濱耐藥的關(guān)系,可為臨床上治療胰腺癌吉西他濱耐藥提供新的思路和方法。 目前,在乳腺癌耐藥中,通過(guò)調(diào)控CSCs 信號(hào)通路的藥物已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段[30]。 已有研究證明lncRNA PVT1 可在體外和體內(nèi)增強(qiáng)肝CSC 能力,主要通過(guò)穩(wěn)定核仁蛋白NOP2 介導(dǎo)肝細(xì)胞獲得干細(xì)胞樣特性,研究發(fā)現(xiàn)lncRNA PVT1 具有調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞干性的作用[31],lncRNA PVT1 通過(guò)調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞干性調(diào)控胰腺癌吉西他濱耐藥,可能為以后臨床上腫瘤干性程度高的胰腺癌治療提供了潛在的靶點(diǎn)。

4 lncRNA 通過(guò)調(diào)節(jié)EMT 調(diào)控胰腺癌吉西他濱耐藥

上皮細(xì)胞-間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)變(EMT)是一種使細(xì)胞和細(xì)胞粘附復(fù)合物松散并增強(qiáng)細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和侵襲特性的胚胎程序。 腫瘤細(xì)胞需要經(jīng)歷這個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移,同時(shí)使腫瘤細(xì)胞獲得更強(qiáng)的侵襲性以及對(duì)細(xì)胞凋亡的抵抗性[32]。 研究發(fā)現(xiàn)吉西他濱耐藥細(xì)胞表現(xiàn)出更強(qiáng)的侵襲性,這有可能和腫瘤耐藥之后發(fā)生EMT 相 關(guān)[33]。 lncRNA 可 通 過(guò) 內(nèi) 源 性 競(jìng) 爭(zhēng)miRNA,調(diào)控與EMT 相關(guān)的一些轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá),進(jìn)而影響EMT 進(jìn)程[34]。 如在膽囊癌中,lncRNA 通過(guò)調(diào)控EMT,促進(jìn)膽管腫瘤細(xì)胞吉西他濱耐藥[35]。 在胰腺癌中,Liu 等[26]分別使用胰腺癌細(xì)胞株P(guān)ANC-1、ASPC-1、CAPAN-2、SW19990 進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)lncRNA GAS5 通過(guò)靶向miR-221/SOCS3 逆轉(zhuǎn)EMT 介導(dǎo)的胰腺癌吉西他濱耐藥。 Gao 等[28]建立人胰腺癌BxPC-3-Gem 耐藥細(xì)胞和腫瘤異種移植模型,發(fā)現(xiàn)linc-DYNC2H1-4 通過(guò)分泌miR-145 促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞EMT 使胰腺癌吉西他濱耐藥。

對(duì)比腫瘤細(xì)胞和腫瘤耐藥細(xì)胞發(fā)現(xiàn)腫瘤耐藥細(xì)胞表現(xiàn)出了更強(qiáng)的侵襲性,這有可能和EMT 有關(guān)。 LncRNA 具有調(diào)控EMT 的作用,需要找出調(diào)控EMT 的關(guān)鍵lncRNA,研究表明lncRNA GAS5 是調(diào)節(jié)EMT 的關(guān)鍵分子,lncRNA GAS5 可作為miRNA或剪切因子的誘餌,通過(guò)靶向結(jié)合miRNA 而負(fù)性調(diào)控miRNA 下游靶基因的表達(dá)調(diào)控EMT[36],這可能為臨床上治療EMT 程度高的胰腺癌吉西他濱耐藥提供新的靶點(diǎn)。

5 總結(jié)與展望

胰腺癌被稱為“癌王”,5 年內(nèi)生存率極低,化療預(yù)后差,準(zhǔn)確評(píng)估患者狀況是胰腺癌患者治療最重要的環(huán)節(jié),因此找到胰腺癌吉西他濱耐藥的生物標(biāo)志物有著重要的意義。 目前l(fā)ncRNA 表達(dá)對(duì)患者預(yù)后的研究發(fā)現(xiàn)癌組織和血清中的lncRNA 與癌旁組織有著明顯的差異,而癌組織和血清中的lncRNA表達(dá)呈正相關(guān),再通過(guò)生存曲線分析血清中l(wèi)ncRNA表達(dá)與癌癥患者預(yù)后的關(guān)系。 因此,將以上lncRNA進(jìn)行分析對(duì)比,以期尋找到胰腺癌吉西他濱耐藥的預(yù)后標(biāo)志物。 近幾年測(cè)定患者唾液中l(wèi)ncRNA 水平并探討其作為胰腺癌的早期生物學(xué)指標(biāo)的價(jià)值取得了令人滿意的成果,提示我們可以從患者體液,如唾液、尿液、血液等標(biāo)本獲取lncRNA,從而提高其臨床應(yīng)用的可行性[37]。

研究表明胰腺癌吉西他濱耐藥與lncRNA 關(guān)系密切,不同的lncRNA 通過(guò)不同的途徑發(fā)揮各自的作用(見表1)。 大多數(shù)lncRNA 在胰腺癌吉西他濱耐藥中上調(diào),通過(guò)直接或間接的調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá)影響胰腺癌吉西他濱耐藥。 其中也有單個(gè)lncRNA 通過(guò)調(diào)節(jié)多個(gè)表型發(fā)揮作用,例如:lncRNA PVT1 可以通過(guò)調(diào)節(jié)自噬和CSCs 促使胰腺癌吉西他濱耐藥,lncRNA GAS5 也可通過(guò)調(diào)節(jié)CSCs 和自噬促進(jìn)胰腺癌吉西他濱耐藥。 通過(guò)揭示不同lncRNA 在胰腺癌吉西他濱耐藥中的具體作用機(jī)制,可為臨床治療胰腺癌吉西他濱耐藥帶來(lái)新的靶向藥物。 比如lncRNA H19 的靶向藥物BC-819(DTAH19),目前正在進(jìn)行包括PC 在內(nèi)的人類惡性腫瘤的臨床試驗(yàn)[38]。 目前臨床上PC 早期生物標(biāo)志物的缺乏和獲得性耐藥是PC 治療的難點(diǎn),因此,迫切需要尋找一種新的腫瘤生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)來(lái)進(jìn)行早期診斷和治療。 未來(lái)應(yīng)大量開展胰腺癌動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步深入研究lncRNA 的潛在機(jī)制,發(fā)現(xiàn)具有腫瘤耐藥后特異性表達(dá)的lncRNA,基于特定lncRNA 的表達(dá)情況對(duì)化療藥物的效果進(jìn)行評(píng)判,這將是未來(lái)臨床上治療PC 所要突破的重點(diǎn)問(wèn)題。 綜上所述,發(fā)現(xiàn)lncRNA PVT1 可以調(diào)控多個(gè)表型調(diào)節(jié)胰腺癌吉西他濱耐藥,并在不同的胰腺癌吉西他濱耐藥細(xì)胞株得到了驗(yàn)證。 期望在未來(lái),基于lncRNA PVT1 在胰腺癌吉西他濱耐藥中的研究可以在臨床上取得重要的突破。

表1 lncRNA 在胰腺癌吉西他濱耐藥中的作用機(jī)制Table 1 The mechanism of lncrna in gemcitabine resistance of pancreatic cancer