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lncRNAs在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中的研究進(jìn)展

2022-08-29 08:19林偉力尹文敏王梓良陳勝利
臨床神經(jīng)外科雜志 2022年4期
關(guān)鍵詞:細(xì)胞周期膠質(zhì)瘤標(biāo)志物

林偉力,尹文敏,王梓良,陳勝利

腦膠質(zhì)瘤是最常見的顱內(nèi)腫瘤,其中膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(glioblastoma,GBM)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)最具侵襲性和致命性的原發(fā)性惡性腫瘤。新診斷的GBM患者平均總生存時(shí)間仍<14.6個(gè)月,復(fù)發(fā)的GBM患者平均總生存時(shí)間則為6.9個(gè)月[1]。為了探討GBM的本質(zhì),目前通過大規(guī)模基因測(cè)序分析手段,對(duì)包括非編碼基因組在內(nèi)的表觀遺傳學(xué)機(jī)制的研究越來越深入。其中長鏈非編碼RNA(long noncoding RNAs,lncRNAs)基于其組織特異性,正被開發(fā)為新的診斷和治療靶點(diǎn)。

1 lncRNAs的概述

lncRNAs是真核生物基因組的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,長度超過200個(gè)核苷酸,沒有或只有有限的蛋白質(zhì)編碼能力,因其組織特異性和在腫瘤中異常表達(dá)的特點(diǎn)而得到廣泛研究。lncRNAs存在于細(xì)胞核或細(xì)胞質(zhì)中,根據(jù)其亞細(xì)胞定位發(fā)揮不同的功能。在細(xì)胞核中,lncRNAs可能參與基因表達(dá)和mRNA剪接的轉(zhuǎn)錄調(diào)控;而在細(xì)胞質(zhì)中,它們可以影響基因的穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的功能[2]。在過去的十年里,越來越多的證據(jù)表明,lncRNAs參與了許多腫瘤病理生理過程,如調(diào)控細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡、自噬、侵襲和遷移等[3]。在包括GBM在內(nèi)的許多人類癌癥中已經(jīng)觀察到lncRNAs表達(dá)的失調(diào),并且通過其作為抑癌基因或癌基因的作用與癌癥的分期和分級(jí)密切相關(guān),也可作為有潛力的治療靶點(diǎn)。此外,lncRNAs可以用作新的生物標(biāo)志物,在GBM的診斷、分級(jí)分期及判斷預(yù)后中具有良好的臨床應(yīng)用前景。

2 lncRNAs在GBM發(fā)病機(jī)制中的雙重作用

已報(bào)道多種lncRNAs在GBM組織和細(xì)胞系中,與正常組織相比表達(dá)顯著上調(diào),促進(jìn)GBM細(xì)胞的生長、遷移和侵襲,并抑制細(xì)胞凋亡,從而發(fā)揮著致癌的作用,比如XIST[4]、SNHG5[5]、FOXD2-AS1[6]、UCA1[7]、LINC01446[8]等。也有一些lncRNAs在GBM組織和細(xì)胞系中,與正常組織相比表達(dá)顯著上調(diào),促進(jìn)了細(xì)胞凋亡,降低了GBM細(xì)胞的存活率,同時(shí)阻礙了GBM細(xì)胞的遷移和侵襲,比如TCONS_00020456[9]、UBE2R2-AS1[10]、LINC-PINT[11]、MATN1-AS1[12]、AC016405.3[13]?,F(xiàn)將研究作用機(jī)制較為明確的lncRNAs進(jìn)行匯總,見表1、表2。

表1 GBM中發(fā)揮促癌作用的lncRNAs

表2 GBM中發(fā)揮抑癌作用的lncRNAs

3 lncRNAs在膠質(zhì)母細(xì)胞侵襲和遷移過程的作用

3.1 調(diào)控細(xì)胞周期

3.1.1 FOXD2-AS1/miR-31/CDK1級(jí)聯(lián)信號(hào)通路 lncRNA FOXD2-AS1在GBM組織中表達(dá)上調(diào),而且FOXD2-AS1高表達(dá)的膠質(zhì)瘤患者預(yù)后較差。細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(cyclin dependent kinases,CDKs)是細(xì)胞周期進(jìn)程中的關(guān)鍵介質(zhì),其中CDK1與G1或G2細(xì)胞周期蛋白復(fù)合,控制細(xì)胞周期。Wang等[6]通過雙熒光素酶報(bào)告實(shí)驗(yàn)證實(shí),F(xiàn)OXD2-AS1通過海綿包裹miR-31上調(diào)了CDK1的表達(dá)。FOXD2-AS1的沉默通過釋放miR-31而下調(diào)CDK1,從而誘導(dǎo)GBM細(xì)胞的G1期阻滯,阻滯了細(xì)胞周期,抑制了GBM細(xì)胞的增殖。補(bǔ)救實(shí)驗(yàn)證實(shí)了GBM中的FOXD2-AS1/miR-31/CDK1調(diào)控環(huán)。

3.1.2 LINC01446/miR-489-3p/TPT1級(jí)聯(lián)信號(hào)通路 lncRNA LINC01446,它在GBM組織中表達(dá)上調(diào)。Zhang等[8]分析了無偏微陣列數(shù)據(jù)庫中所有l(wèi)ncRNAs的表達(dá),發(fā)現(xiàn)在GBM組織中高表達(dá)的lncRNAs中,LINC01446是其中表達(dá)最多的,這表明LINC01446可能在GBM進(jìn)展中起作用。功能研究證明,LINC01446基因缺陷可抑制體外和體內(nèi)GBM細(xì)胞增殖,導(dǎo)致停滯在細(xì)胞周期G1期的細(xì)胞增多,阻滯了細(xì)胞周期進(jìn)程。另外,Yang等[19]發(fā)現(xiàn),lncRNA DGCR5在GBM中表達(dá)下調(diào)。轉(zhuǎn)染DGCR5可明顯抑制U87和U251細(xì)胞的存活率和集落形成能力,而DGCR5過表達(dá)會(huì)導(dǎo)致GBM細(xì)胞周期停滯,增加細(xì)胞凋亡,從而削弱了GBM細(xì)胞的遷移、侵襲和逆轉(zhuǎn)上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial mesenchymal transformation,EMT)的過程。

3.2 調(diào)控細(xì)胞凋亡

3.2.1 UCA1/miR-193a/CDK6級(jí)聯(lián)信號(hào)通路 Xin等[7]發(fā)現(xiàn),在GBM細(xì)胞(U-118 MG和A172)中,lncRNA-UCA1基因敲除降低了細(xì)胞活力,促進(jìn)了U-118 MG和A172細(xì)胞凋亡,并抑制了細(xì)胞的遷移和侵襲行為。其中l(wèi)ncRNA-UCA1基因敲除通過miR-193a介導(dǎo)的CDK6沉默,阻斷了PI3K/AKT、MAPK和Notch信號(hào)通路,促進(jìn)細(xì)胞凋亡,降低了GBM細(xì)胞的存活率。

3.2.2 WEE2-AS1/miR-520F-3p/SP1級(jí)聯(lián)信號(hào)通路 Lin等[14]發(fā)現(xiàn),WEE2-AS1在GBM組織和細(xì)胞系中的表達(dá)明顯增強(qiáng)。WEE2-AS1可作為microRNA-520F-3p(miR-520F-3p)的“分子海綿”,增加GBM細(xì)胞中特異性蛋白1(specific protein 1,SP1)的表達(dá),從而抑制GBM細(xì)胞凋亡。WEE2-AS1在體外減弱了GBM細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲,促進(jìn)了細(xì)胞凋亡,并損害了體內(nèi)腫瘤的生長。一系列補(bǔ)救實(shí)驗(yàn)表明,抑制miR-520F-3p和上調(diào)SP1可部分消除WEE2-AS1下調(diào)對(duì)GBM細(xì)胞的影響。WEE2-AS1可以吸附miR-520F-3p,增加內(nèi)源性SP1的表達(dá),從而抑制GBM細(xì)胞凋亡,促進(jìn)GBM的惡性轉(zhuǎn)化。

3.3 調(diào)控GBM干細(xì)胞 一些膠質(zhì)瘤干細(xì)胞(glioma stem cells,GSCs)是高度致瘤性的細(xì)胞亞群,有助于GBM復(fù)發(fā)和治療耐藥。Xia等[20]發(fā)現(xiàn),lncRNA HOTAIRM1在GSCs中顯著升高。HOTAIRM1鄰近基因HOXA1、HOXA2和HOXA3在膠質(zhì)瘤中也顯著上調(diào),并與HOTAIRM1的表達(dá)相關(guān)。其中,HOXA2和HOXA3在GSCs中表達(dá)上調(diào),并參與這些GBM干細(xì)胞的自我更新。HOTAIRM1的沉默顯著損害了GSCs的增殖、凋亡、自我更新和腫瘤發(fā)生。綜上所述,表明HOTAIRM1在GSC的自我更新中起著關(guān)鍵作用。

SRC-1/lncRNA XIST/miR-152/KLF4途徑,GBM復(fù)發(fā)歸因于GBM干細(xì)胞的存在。Gong等[21]發(fā)現(xiàn),類固醇受體輔活化子-1(steroid receptor coactivator-1,SRC-1)的表達(dá)與膠質(zhì)瘤的分級(jí)呈正相關(guān),與膠質(zhì)瘤患者的預(yù)后呈負(fù)相關(guān),SRC-1促進(jìn)GBM細(xì)胞的增殖、遷移和腫瘤生長。其中,SRC-1基因敲除抑制了GBM細(xì)胞的干性。SRC-1可通過lncRNA XIST/microRNA(MiR)-152軸促進(jìn)Kruppel樣因子4(Kruppel like factor 4,KLF4)的表達(dá),從而介導(dǎo)SRC-1促進(jìn)GBM干性特性的功能。

3.4 調(diào)控細(xì)胞自噬 Liu等[22]證實(shí),LINC00470是GBM中AKT激活的正調(diào)控因子,其中AKT是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶,也稱為蛋白激酶B,在增殖、自噬、代謝和生存等多種細(xì)胞過程中發(fā)揮重要作用。LINC00470與FUS和AKT結(jié)合形成三元復(fù)合物,將FUS錨定在細(xì)胞質(zhì)中,提高AKT活性。LINC00470激活的高pAKT抑制了影響糖酵解的HK1泛素化,并抑制了細(xì)胞的自噬,從而導(dǎo)致GBM的發(fā)展。lncRNA LINC00470作為新的AKT激活劑調(diào)控GBM細(xì)胞自噬。

3.5 EMT Wu等[23]發(fā)現(xiàn),MIR155HG增高與膠質(zhì)瘤分級(jí)、間質(zhì)轉(zhuǎn)化及預(yù)后不良有關(guān),他們采用逆轉(zhuǎn)錄定量聚合酶鏈反應(yīng)(reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)檢測(cè)MIR155HG的表達(dá)情況。與正常腦組織中的水平相比,這些GBM樣品中MIR155HG的水平顯著上調(diào)(P<0.000 1)。選擇了3個(gè)間質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)標(biāo)記物(POSTN、MMP1 1和FN1),發(fā)現(xiàn)高M(jìn)IR155HG表達(dá)的GBMs(n=5)的表達(dá)水平高于低MIR155HG表達(dá)的GBMs(n=5)。接下來,為了直接測(cè)試MIR155HG在間質(zhì)轉(zhuǎn)化中的功能作用,MIR155HG在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中被特異性siRNA下調(diào)。MIR155HG的降低引起β-連環(huán)蛋白、N-鈣粘蛋白、波形蛋白和基質(zhì)金屬蛋白酶9的顯著降低。這些結(jié)果有力地證明了,MIR155HG是一種間質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)的lncRNA。

Yang等[19]發(fā)現(xiàn),lncRNA DGCR5在GBM中表達(dá)下調(diào),轉(zhuǎn)染DGCR5可明顯抑制U87和U251細(xì)胞的存活率和集落形成能力。此外,DGCR5過表達(dá)導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯,增加細(xì)胞凋亡,削弱了GBM細(xì)胞的遷移、侵襲和EMT的過程。lncRNA DGCR5抑制GBM細(xì)胞的增殖、侵襲性表型和EMT。

Zhu等[11]采用RT-qPCR方法,檢測(cè)LINC-PINT在GBM細(xì)胞系中的表達(dá)下調(diào)。通過腫瘤移植實(shí)驗(yàn)和腫瘤腹膜轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了LINC-PINT抑制GBM的細(xì)胞進(jìn)展、侵襲和EMT。通過Western Blot和免疫熒光染色及補(bǔ)救實(shí)驗(yàn)檢測(cè)出 LINC-PINT位于Wnt/β-連環(huán)蛋白通路的上游,通過阻斷GBM中的Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)來抑制腫瘤的增殖、侵襲和EMT。

4 lncRNAs作為GBM標(biāo)志物的應(yīng)用

越來越多的研究證明,lncRNAs在包括GBM在內(nèi)的各種癌癥的發(fā)生和發(fā)展中的關(guān)鍵作用。lncRNAs被分泌到循環(huán)中,一部分自由循環(huán),一部分被選擇性地包裝成外泌體,這表明這些分子可以用作新的生物標(biāo)志物,在GBM的診斷、分級(jí)分期及判斷預(yù)后中,具有良好的臨床應(yīng)用前景。

4.1 診斷的生物標(biāo)志物 Gao等[24]通過研究發(fā)現(xiàn),與鄰近正常腦組織相比,GBM組織中FLVCR1-AS1的表達(dá)顯著上調(diào),且GBM細(xì)胞系中FLVCR1-AS1的表達(dá)高于正常人腦星形膠質(zhì)細(xì)胞。FLVCR1-AS1基因敲除,抑制了GBM細(xì)胞的增殖和侵襲能力,所以,F(xiàn)LVCR1-AS1可作為GBM的一種新診斷生物標(biāo)志物。

通過對(duì)6對(duì)GBM樣本和鄰近正常組織進(jìn)行微陣列檢測(cè),Xu等[10]發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的lncRNA,UBE2R2-AS1,它在GBM中與正常組織相比顯著下調(diào)。體外實(shí)驗(yàn)證明,lncRNA UBE2R2-AS1通過直接靶向miR-877-3p/TLR4抑制GBM細(xì)胞的生長、遷移和侵襲,并促進(jìn)細(xì)胞凋亡。這些關(guān)于UBE2R2-AS1及其膠質(zhì)瘤相關(guān)分子機(jī)制的信息,將有助于未來識(shí)別新的以lncRNA為導(dǎo)向的GBM診斷和藥物靶向治療。

lncRNA HOX轉(zhuǎn)錄反義間質(zhì)RNA(HOTAIR)在GBM中調(diào)節(jié)失調(diào),是GBM細(xì)胞增殖所必需的[25],從而推測(cè)HOTAIR的表達(dá)可能作為GBM的外周生物標(biāo)志物。通過檢測(cè)了GBM患者血清中的HOTAIR發(fā)現(xiàn)GBM患者血清HOTAIR水平顯著高于相應(yīng)對(duì)照組(P<0.000 1),受試者工作特征曲線下面積為0.913(95%CI:0.845~0.982,P<0.000 1),其敏感度為86.1%,特異度為87.5%。HOTAIR表達(dá)與高級(jí)別腦腫瘤顯著相關(guān)。此外,Pearson相關(guān)分析顯示,血清HOTAIR水平與相應(yīng)的腫瘤HOTAIR水平呈中度相關(guān)(r=0.734,P<0.01)。結(jié)果表明血清HOTAIR可以作為GBM的一種新的預(yù)后和診斷生物標(biāo)志物。

4.2 指導(dǎo)臨床病理分期 與正常樣本相比,ASB16-AS1在TCGA數(shù)據(jù)庫中顯示腫瘤顯著增加,并且對(duì)診斷膠質(zhì)瘤具有高敏感性和特異性。Zhang等[26]利用RT-qPCR檢測(cè)人腦膠質(zhì)瘤組織中ASB16-AS1的表達(dá),結(jié)果表明77例膠質(zhì)瘤組織中,ASB16-AS1的表達(dá)明顯高于15例正常組織。在低級(jí)別膠質(zhì)瘤(WHO Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí))與高級(jí)別膠質(zhì)瘤(WHO Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí))中,ASB16-AS1的表達(dá)與世界衛(wèi)生組織等級(jí)顯著相關(guān)。這表明lncRNA ASB16-AS1在組織標(biāo)本中的表達(dá)存在明顯差異,并與腫瘤的分期和分級(jí)密切相關(guān)。

通過分析基因表達(dá)譜交互式分析(Gene Expression Profiling Interactive Analysis,GEPIA)數(shù)據(jù)庫,Yao等[16]發(fā)現(xiàn),與正常組織相比,PCED1B-AS1在GBM中是上調(diào)最顯著的lncRNA。評(píng)估了PCED1B-AS1表達(dá)與GBM患者臨床病理特征之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn),高PCED1B-AS1與較大的腫瘤體積和較高的膠質(zhì)瘤分級(jí)呈正相關(guān)。更重要的是,高PCED1B-AS1的患者比低PCED1B-AS1的患者顯示出更短的存活時(shí)間。這表明PCED1B-AS1在GBM組織和細(xì)胞系中顯著上調(diào),且與膠質(zhì)瘤分級(jí)分期密切相關(guān)。

為了檢測(cè)人類GBM中MIR155HG的表達(dá),Wu等[23]分析了CGGA數(shù)據(jù)集中5個(gè)正常和220個(gè)GBM組織的全基因組基因譜。GBM組織與正常組織相比,MIR155HG轉(zhuǎn)錄水平顯著增加(P=0.005 1)。此外,高分級(jí)膠質(zhì)瘤(high grade glioma,HGG)中MIR155HG的表達(dá)顯著高于低分級(jí)膠質(zhì)瘤(low grade glioma,LGG)(Ⅳ級(jí)vsⅡ級(jí),P<0.001;Ⅲ級(jí)vsⅡ級(jí),P=0.021 6)。而后在另一個(gè)獨(dú)立的膠質(zhì)瘤基因表達(dá)數(shù)據(jù)集倫勃朗(REMBRANDT)中研究發(fā)現(xiàn),MIR155HG表達(dá)水平與膠質(zhì)瘤分級(jí)顯著相關(guān)(單向P<0.000 1),這與CGGA數(shù)據(jù)一致。綜上表明,lncRNA MIR155HG增高與膠質(zhì)瘤分級(jí)密切相關(guān)。

4.3 預(yù)測(cè)患者預(yù)后 通過研究來自基因表達(dá)總集和分子腦腫瘤資料庫的公開可用膠質(zhì)瘤微陣列數(shù)據(jù)集中的lncRNA表達(dá)譜,Li等[27]在1 080例GBM樣本的訓(xùn)練集中,經(jīng)單因素Cox回歸分析,P<0.005,發(fā)現(xiàn)胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白7-反義1(insulin-like growth factor binding protein 7-antisense 1,IGFBP7-AS1)等4個(gè)lncRNA與患者總生存期有顯著相關(guān)(P<0.05),其中IGFBP7-AS1與患者總生存期顯著相關(guān)(P<0.05)。體外實(shí)驗(yàn)表明,IGFBP7-AS1基因的敲除抑制了U87和U251膠質(zhì)瘤細(xì)胞的存活、遷移和侵襲。從而,確定了IGFBP7-AS1基因是一個(gè)能夠預(yù)測(cè)GBM預(yù)后的lncRNA信號(hào)。

Fawzy等[28]檢測(cè)了GBM患者腦腫瘤組織中microRNA miR-326和lncRNA H19(通過計(jì)算機(jī)分析發(fā)現(xiàn)miR-326可能的結(jié)合位點(diǎn))的表達(dá)水平,并與非癌癥腦組織進(jìn)行了比較。在GBM患者中,miR-326的相對(duì)表達(dá)水平?jīng)]有發(fā)現(xiàn)明顯改變。相比之下,H19在所有GBM患者中持續(xù)過表達(dá)(<0.001),并與較差的總生存期(overall survival,OS)和無進(jìn)展生存期(progression free survival,PFS)相關(guān)(分別為P=0.026和P=0.045)。H19上調(diào)可預(yù)測(cè)GBM患者的OS,其敏感性為71.4%,特異性為59.6%(P=0.026)。H19在GBM的發(fā)病機(jī)制中起作用,并可能成為GBM一個(gè)潛在的預(yù)后生物標(biāo)志物。

Omer等[29]通過基因測(cè)序分析了75例原發(fā)性GBM患者的IDH1/2突變狀態(tài),用RT-qPCR檢測(cè)了75例原發(fā)性GBM組織和5例正常腦組織中MALAT1的表達(dá),確定了MALAT1表達(dá)、IDH1/2突變狀態(tài)和患者臨床病理變量之間的關(guān)系。在75例原發(fā)性GBM標(biāo)本中有5例觀察到IDH1(R132H)突變,而75例中均未檢測(cè)到IDH2(R172H)突變。與正常腦組織相比,MALAT1在原發(fā)性GBM中的表達(dá)顯著上調(diào)(P=0.025)。IDH1/2野生型原發(fā)性GBM中,MALAT1表達(dá)增加與患者年齡和腫瘤定位相關(guān)(分別為P=0.032和P=0.025)。多變量分析表明,高M(jìn)ALAT1表達(dá)是IDH1/2野生型原發(fā)性GBM總生存率的不利預(yù)后因素(P=0.034)。MALAT1高表達(dá)可能在原發(fā)性GBM中具有獨(dú)立于IDH突變的預(yù)后作用。

5 lncRNAs在GBM治療過程中的意義

5.1 介導(dǎo)化療增敏 有研究[30]使用U87 GBM的全基因組表達(dá)分析,來鑒定NF-κB依賴因子(NF-κB是對(duì)DNA損傷的細(xì)胞毒性反應(yīng)的重要調(diào)節(jié)因子)在替莫唑胺(temozolomide,TMZ)作用下的變化,發(fā)現(xiàn)lncRNA MALAT1是最顯著上調(diào)的因子之一。減少M(fèi)ALAT1致敏患者來源的GBM細(xì)胞對(duì)TMZ的細(xì)胞毒性作用,以及體內(nèi)納米包裹的抗MALAT1 siRNA的體內(nèi)遞送,提高了TMZ在攜帶GBM異種移植物小鼠中的功效。這些發(fā)現(xiàn)支持MALAT1作為GBM化學(xué)增敏的靶點(diǎn)。

lncRNA MEG3在許多癌癥中起著重要作用。為探討MEG3的作用,Ma等[31]采用RT-qPCR檢測(cè)順鉑作用下MEG3 mRNA的表達(dá),結(jié)果表明,人U87細(xì)胞的順鉑治療誘導(dǎo)了MEG3的表達(dá),且呈時(shí)間和劑量依賴性。使用siRNAs沉默MEG3表達(dá)抑制順鉑誘導(dǎo)的U87細(xì)胞凋亡。相反,外源性MEG3表達(dá)增強(qiáng)了順鉑誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。減少M(fèi)EG3誘導(dǎo)的U87細(xì)胞自噬,提高U87細(xì)胞對(duì)順鉑的化療敏感性。因此,lncRNA MEG3可能被認(rèn)為是對(duì)抗順鉑耐藥GBM的一個(gè)新的治療靶點(diǎn)。

5.2 介導(dǎo)TMZ耐藥

5.2.1 lncRNA BC200/miR-218-5p軸 TMZ抵抗是膠質(zhì)瘤患者治療失敗的關(guān)鍵原因之一。TMZ抗性的分子機(jī)制尚不清楚。因此,Su等[32]使用暴露于TMZ處理的GBM細(xì)胞系來分析TMZ抗性現(xiàn)象中BC200/miR-218-5p軸之間的MGMT和MMR系統(tǒng)的相關(guān)性。BC200 RNA在體外和體內(nèi)都高度表達(dá),并通過調(diào)節(jié)腫瘤抑制因子miR-218-5p的表達(dá),同時(shí)增強(qiáng)GBM細(xì)胞的自我更新和多能性,從而顯著調(diào)節(jié)GBM的致癌性并增強(qiáng)TMZ化學(xué)抗性。

5.2.2 lncRNA HOTAIR/miR-519a-3p/RRM1軸 Yuan等[33]采用RT-qPCR檢測(cè)HOTAIR、microRNA(MiR)-519a-3p和RRM1的表達(dá)水平。建立異種移植瘤模型發(fā)現(xiàn)在TMZ耐藥的GBM細(xì)胞中,lncRNA HOTAIR顯著上調(diào),其下調(diào)抑制了耐TMZ的GBM細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和EMT。miR-519a-3p被證實(shí)是lncRNA HOTAIR的靶標(biāo),并且在TMZ抗性GBM細(xì)胞和用來自TMZ抗性GBM細(xì)胞的外泌體處理的GBM細(xì)胞中被lncRNA HOTAIR負(fù)調(diào)節(jié)。此外,他們還發(fā)現(xiàn)miR-519a-3p在TMZ耐藥的GBM細(xì)胞中顯著下調(diào)。深入分析表明,miR-519a-3p缺失減輕了lncRNA HOTAIR沉默介導(dǎo)的對(duì)TMZ抗性、增殖、遷移、侵襲和經(jīng)提取自TMZ抗性GBM細(xì)胞的外來體處理的GBM細(xì)胞的EMT抑制作用。也就是說,外泌體介導(dǎo)的lncRNA HOTAIR轉(zhuǎn)移,通過在體外海綿化miR-519a-3p來調(diào)節(jié)TMZ抗性。外泌體lncRNA HOTAIR通過miR-519a-3p/RRM1軸介導(dǎo)GBM的TMZ抗性。

5.2.3 lncRNA AC003092.1/miR-195/TFPI-2軸 Xu等[34]發(fā)現(xiàn)在GBM細(xì)胞(U87TR和U251TR)的TMZ抗性中,lncRNA AC003092.1的表達(dá)明顯低于其親本細(xì)胞(U87和U251)。在膠質(zhì)瘤患者中,低水平的lncRNA AC003092.1與TMZ耐藥性增加、復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)高和預(yù)后不良相關(guān)。過表達(dá)的lncRNA AC003092.1增強(qiáng)了TMZ的敏感性,促進(jìn)了細(xì)胞凋亡,并抑制了TMZ抗性GBM細(xì)胞的增殖。此外,還在體內(nèi)外證實(shí)了lncRNA AC003092.1通過TFPI-2介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡來調(diào)節(jié)TMZ的化療敏感性。進(jìn)一步的機(jī)制研究發(fā)現(xiàn),lncRNA AC003092.1通過miR-195調(diào)節(jié)TFPI-2在GBM中的表達(dá)。綜上所述,這些結(jié)果表明,lncRNA AC003092.1可以作為內(nèi)源性CERNA抑制miR-195的功能,導(dǎo)致TFPI-2表達(dá)增加,從而促進(jìn)TMZ誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡,從而使GBM細(xì)胞對(duì)TMZ更加敏感。本研究推測(cè),過表達(dá)lncRNA AC003092.1可能是克服GBM患者對(duì)TMZ耐藥性的一種潛在的治療方法。

5.3 介導(dǎo)放療增敏 臨床上,GBM的特點(diǎn)是對(duì)放射治療有抵抗力??馆椛涞囊粋€(gè)主要機(jī)制是通過激活響應(yīng)脫氧核糖核酸雙鏈斷裂(double-strand breaks,DSBs)DNA修復(fù)途徑。共濟(jì)失調(diào)毛細(xì)血管擴(kuò)張癥突變激酶(ataxia telangiectasia-mutated kinase,ATM)是DNA修復(fù)反應(yīng)的主要調(diào)節(jié)因子,而RAD51和BMI1都是參與DSBs重組的ATM下游DNA修復(fù)蛋白。RAD51在惡性膠質(zhì)瘤中過度表達(dá)并導(dǎo)致抗輻射,BMI1在GBM細(xì)胞中富集,是DNA損傷反應(yīng)機(jī)制的一個(gè)組成部分。RAD51的抑制已被證明對(duì)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞具有放射敏感性,GBM細(xì)胞中BMI1的缺乏嚴(yán)重?fù)p害了DNA DSB反應(yīng),導(dǎo)致對(duì)放射的敏感性增加。Li等[35]發(fā)現(xiàn),HMMR反義lncRNA HMMR-AS1在GBM細(xì)胞中高表達(dá)并穩(wěn)定HMMR mRNA。HMMR-AS1基因的敲除降低了HMMR的表達(dá),抑制了細(xì)胞的遷移、侵襲和間質(zhì)表型,并抑制了GBM細(xì)胞在體外和體內(nèi)的生長。此外,HMMR-AS1的敲除通過減少DNA修復(fù)蛋白ATM、RAD51和BMI1的水平,使GBM在體外和體內(nèi)對(duì)X光輻射敏感,增加GBM的輻射敏感性。

6 總結(jié)與展望

GBM是最常見的惡性顱內(nèi)腫瘤之一,預(yù)后差。這種致命疾病的發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚,可能涉及數(shù)千個(gè)基因、信號(hào)和分子成分。大量研究表明,lncRNAs被選擇性地包裝、分泌和轉(zhuǎn)移到參與腫瘤微環(huán)境中細(xì)胞間通信的細(xì)胞之間,并可以調(diào)節(jié)GBM的許多特征,如增殖、自噬、凋亡、侵襲和細(xì)胞干性。研究還發(fā)現(xiàn),lncRNAs被分泌到循環(huán)中,一部分自由循環(huán),一部分被選擇性地包裝成外泌體,這為臨床應(yīng)用,包括診斷、療效評(píng)價(jià)和判斷預(yù)后提供了很大的希望。目前的基礎(chǔ)研究及實(shí)驗(yàn)資料表明了它巨大的潛力,雖然前景看好,但要將lncRNAs用于臨床治療,仍有很多限制。首先,最主要的是安全性問題,如何保證lncRNA在復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)下不會(huì)產(chǎn)生意想不到的副作用。lncRNAs的潛在致癌特征已在文獻(xiàn)中報(bào)道,同一種lncRNAs在不同的腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中可以起到完全相左的作用。其次,一大挑戰(zhàn)是如何將各自的分子特異性地輸送到靶細(xì)胞中,lncRNAs不是簡單的單鏈結(jié)構(gòu),也有二級(jí)甚至三級(jí)結(jié)構(gòu),這可能導(dǎo)致無法有效干預(yù)。第三,與蛋白質(zhì)編碼基因不同,lncRNAs在不同物種間保守性差;因此,通過體外實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物模型開發(fā)的有效療法可能難以用于人類。在腫瘤治療中,對(duì)lncRNAs的研究仍集中在分子細(xì)胞學(xué)和小鼠腫瘤模型水平。到目前為止,還沒有l(wèi)ncRNAs單獨(dú)或與其他藥物聯(lián)合用于癌癥治療的臨床試驗(yàn)。但是,在針對(duì)于GBM治療過程中出現(xiàn)的TMZ耐藥情況,以及在放化療過程中增敏,lncRNAs無疑為科研提供了全新的思路。這一領(lǐng)域的新發(fā)現(xiàn)正在以更快的速度出現(xiàn),相信在不久的將來,lncRNAs將會(huì)成為GBM診斷、治療的重要手段之一。

利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。

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