李玲,馬建紅 ,馬杏,劉暢
1 蘭州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院,蘭州 730000;2 蘭州大學(xué)第一醫(yī)院婦產(chǎn)科甘肅省婦科腫瘤重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
卵巢癌是致死率較高的婦科惡性腫瘤之一,手術(shù)聯(lián)合化療是卵巢癌的標(biāo)準(zhǔn)治療方案,但因其早期病情發(fā)展隱匿、高復(fù)發(fā)率、腫瘤化療耐藥等問題,因此需要針對(duì)卵巢癌提出新的治療策略以期提高療效。RNA結(jié)合蛋白(RBP)是一類可以與mRNA結(jié)合并改變生成蛋白質(zhì)數(shù)量的內(nèi)源性蛋白質(zhì),具有多種生物學(xué)功能,其通過參與RNA 可變剪接、多聚腺苷酸化、RNA 定位和穩(wěn)定性、翻譯后修飾等過程調(diào)節(jié)RNA 轉(zhuǎn)錄物[1]。RBP 是轉(zhuǎn)錄后修飾的重要組成部分,參與調(diào)節(jié)RNA 成熟、運(yùn)輸、穩(wěn)定性和降解的關(guān)鍵代謝過程。在人類中總共有1 542個(gè)基因編碼RBP,約占所有蛋白質(zhì)編碼基因的7.5%,在基因表達(dá)的調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要作用[2]。RBP 在卵巢癌中異常表達(dá)并參與卵巢癌細(xì)胞增殖、凋亡、侵襲、轉(zhuǎn)移惡性生物學(xué)行為,調(diào)節(jié)化療敏感相關(guān)基因表達(dá)水平致化療耐藥。研究[3]發(fā)現(xiàn),將卵巢癌組織與鄰近的癌旁組織相比,RBP 在卵巢癌中異常表達(dá)并與其預(yù)后相關(guān)。因此,RBP或許可成為卵巢癌診斷、治療及預(yù)后的有效生物標(biāo)志物,為卵巢癌診療提供潛在靶點(diǎn)?,F(xiàn)就RBP生物學(xué)功能及其在卵巢癌發(fā)生發(fā)展中的調(diào)控作用機(jī)制和應(yīng)用研究進(jìn)展綜述如下。
RBP 結(jié)構(gòu)域通過排列順序改變,賦予RNA 可變剪接、多聚腺苷酸化、RNA 定位和穩(wěn)定性及翻譯后修飾等生物學(xué)功能。
1.1 RNA 可變剪接 RNA 可變剪接是一種轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機(jī)制,有助于蛋白質(zhì)復(fù)雜性和多樣性的表達(dá),從而導(dǎo)致癌細(xì)胞表型的變化,其調(diào)節(jié)依賴于RBP,它作為剪接因子與位于外顯子或其相鄰內(nèi)含子中的RNA 基序精確結(jié)合[4]。RBP 異常與剪接體有關(guān),剪接體是MYC 驅(qū)動(dòng)癌癥中致癌應(yīng)激的新靶點(diǎn),可以為MYC 驅(qū)動(dòng)的癌癥提供新的治療切入點(diǎn)。富含絲氨酸/精氨酸(SR)蛋白和hnRNP 家族是重要的RBP,兩者作為RNA 可變剪接的調(diào)節(jié)劑發(fā)揮著保守的作用,SRSF3 和SRSF7 與末端外顯子中的不同位點(diǎn)結(jié)合并募集NXF1 來調(diào)節(jié)3'末端非翻譯區(qū)(3'UTR)的長(zhǎng)度[5]。
1.2 選擇性多聚腺苷酸化(CPA) CPA 是生成成熟RNA 必不可少的一個(gè)過程,在3'UTR 中通過切割和 CPA 產(chǎn)生不同的 mRNA 長(zhǎng)度,3'UTR 對(duì) mRNA 成熟、穩(wěn)定性、定位和翻譯有重要功能。CPA機(jī)制蛋白可調(diào)節(jié)mRNA 的切割和CPA,RBP 通過招募或與CPA機(jī)制蛋白競(jìng)爭(zhēng)從而影響3'UTR長(zhǎng)度。
1.3 RNA 定位和穩(wěn)定性 RBP 通過與 mRNA 或非編碼RNA(ncRNA)的3'UTR 序列結(jié)合在亞細(xì)胞定位中發(fā)揮關(guān)鍵作用,兩者結(jié)合形成核糖核蛋白復(fù)合物(RNP),通過分子馬達(dá)將RNP 沿細(xì)胞骨架運(yùn)輸?shù)教囟ㄎ恢?,這種機(jī)制有助于維持細(xì)胞極性。RBP在mRNA 或ncRNA 的穩(wěn)定性中也起著關(guān)鍵作用,HuR 是一種 RBP,通過與 3'UTR 中的 ARE 結(jié)合來控制mRNA 的穩(wěn)定性,HuR 介導(dǎo)的mRNA 穩(wěn)定性依賴于HuR 的亞細(xì)胞定位,其定位到細(xì)胞質(zhì)中并與細(xì)胞周期調(diào)節(jié)劑和炎癥有關(guān)。HuR 通過穩(wěn)定編碼細(xì)胞周 期 蛋 白(A、B1、D1 和 E)、HIF-1a 和 VEGF的mRNA,增加相關(guān)蛋白質(zhì)的表達(dá),但癌細(xì)胞中的HuR 會(huì)破壞 c-Myc 和 WNT-5A 的 mRNA 穩(wěn)定性[6],因此阻止RBP 在癌細(xì)胞中的對(duì)mRNA 穩(wěn)定性的破壞可能是治療癌癥的新靶點(diǎn)。
1.4 翻譯后修飾 RBP參與翻譯起始、延伸和終止及形成RNP 復(fù)合物整個(gè)過程,大量相關(guān)的RBP 與5'UTR 或3'UTR 結(jié)合,具有不同的翻譯效率。HuR通過其靶向3'UTR 增加Tam RNA 前體的豐度和翻譯從而促進(jìn)癌癥進(jìn)展[7]。
卵巢癌發(fā)生發(fā)展過程復(fù)雜,越來越多的RBP 逐漸被關(guān)注,RBP 定位和表達(dá)異??芍罗D(zhuǎn)錄水平的基因組發(fā)生變化,在卵巢癌中促進(jìn)癌細(xì)胞增殖、抑制癌細(xì)胞凋亡及調(diào)節(jié)卵巢癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移、EMT 和化療耐藥等。
2.1 RBP 促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞增殖 胰島素樣生長(zhǎng)因子 2 mRNA 結(jié)合蛋白 1(IGF2BP1)屬于 RBP 保守家族,具有最保守的“致癌”作用,并與預(yù)后不良有關(guān),其通過SRC/MAPK 通路促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞增殖[8-9]。N6-甲基腺苷(m6A)作用是修飾真核生物mRNA,部分m6A 相關(guān)分子也是RBP,YT521-B 同源結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)包括 YTHDF1-3、YTHDC1 和 YTHDC2,被認(rèn)為是m6A 修飾的“閱讀器”,可特異性識(shí)別m6A 修飾的mRNA。YTHDF1 在卵巢癌中高表達(dá),其上調(diào)與卵巢癌不良預(yù)后有關(guān),它通過與m6A 修飾的EIF3C mRNA 特異性結(jié)合增加EIF3C 翻譯,同時(shí)促進(jìn)整體翻譯輸出,從而促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞增殖與轉(zhuǎn)移[10]。FBW7 是一種抑癌基因,其與 YTHDF2 相互作用并拮抗YTHDF2,以改變m6A 修飾的BMF mRNA 表達(dá)水平,從而影響細(xì)胞增殖[11],因此,YTHDF1-EIF3C 軸和 FBW7-YTHDF2 可作為治療卵巢癌的潛在靶點(diǎn)。RNA m6A 甲基化修飾與miRNA之間存在相關(guān)性,YTHDF2 是一種miR-145 抑制蛋白,可促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移,降低 m6A mRNA 水 平[12]。 線 粒 體 內(nèi) 膜 轉(zhuǎn) 位 酶 44(TIMM44)是一種將蛋白質(zhì)從線粒體內(nèi)膜轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體基質(zhì)的外周膜蛋白,HuR 通過調(diào)節(jié)TIMM4 4 mRNA穩(wěn)定性促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞增殖[13]。E2F2是一種轉(zhuǎn)錄激活因子,CircE2F2 與HuR 結(jié)合以穩(wěn)定E2F2 mRNA,從而促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞增殖、糖代謝和轉(zhuǎn)移[14]。La 相關(guān)蛋白 1(LARP1)是 LARP 家族中高度進(jìn)化保守的RBP,它可以調(diào)節(jié)與核糖體生物發(fā)生和細(xì)胞增殖相關(guān)的mRNA的穩(wěn)定性和翻譯。LARP1與編碼促凋亡蛋白(BIK)和B 細(xì)胞淋巴瘤2(BCL2,編碼抗凋亡蛋白)的3'UTR 相互作用,穩(wěn)定BCL2 并破壞BIK 穩(wěn)定性,凈效應(yīng)促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞增殖[15-16]。異質(zhì)核核糖核蛋白(hnRNPs)是與細(xì)胞增殖和凋亡相關(guān)的RBP,包含hnRNPA2 和hnRNPB1 兩種異構(gòu)體,在卵巢癌中hnRNPA2B1 表達(dá)上調(diào),Lin28B是 hnRNPA2B1 的 靶 標(biāo) ,hnRNPA2B1 通 過 增強(qiáng)Lin28B 表達(dá)來促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移[17],因此hnRNPA2B1 可作為卵巢癌新的診斷生物標(biāo)志物和潛在治療靶點(diǎn)。Circ-NOLC1 是一種具有轉(zhuǎn)錄樣活性的蛋白質(zhì),在卵巢癌中高表達(dá)并且與FIGO分期、分化呈正相關(guān),Circ-NOLC1 通過結(jié)合ESRP1 并調(diào)節(jié)細(xì)胞依賴性激酶1 和RhoA 的表達(dá)來促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞增值[18]。
2.2 RBP 抑制卵巢癌細(xì)胞凋亡 Lin28 蛋白(Lin28A 和Lin28B)是一種RBP,Lin28A 正向結(jié)合并上調(diào)編碼ROCK2 mRNA,促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移,并抑制細(xì)胞凋亡[19]。LIN28B 在卵巢癌中高表達(dá),可通過與DNA 損傷通路相關(guān)的AKT 2 mRNA 結(jié)合抑制癌細(xì)胞凋亡,調(diào)節(jié)FOXO3A 蛋白磷酸化并降低BIM的抗凋亡活性[20]。
2.3 RBP 調(diào)節(jié)卵巢癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移及 EMT 研究[21]表明,IGF2BP1 通過削弱轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子SRF mRNA的miRNA 定向衰變的方式,增強(qiáng)SRF 依賴性轉(zhuǎn)錄活性并促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移。ESRP1是一種上皮細(xì)胞特異性RBP,在卵巢癌中高表達(dá)并參與EMT 過程,與卵巢癌預(yù)后不良有關(guān)[22]。LncRNA HOTAIR 是在卵巢癌中高表達(dá)的lncRNA,HuR 與lncRNA HOTAIR 結(jié)合正向調(diào)節(jié)microRNA-373 的表達(dá)并抑制Rab22a 的表達(dá),從而促進(jìn)癌細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移[23]。胃癌相關(guān)lncRNA1(GClnc1)在卵巢癌轉(zhuǎn)移中起著關(guān)鍵作用,通過結(jié)合FOXC2 促進(jìn)NOTCH1 轉(zhuǎn)錄,從而激活NF-κB/Snail 信號(hào)傳導(dǎo)并促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移和EMT[24]。轉(zhuǎn)移相關(guān)肺腺癌轉(zhuǎn)錄本 1(MALAT1)是一種lncRNA,在卵巢癌中表達(dá)上調(diào)并與轉(zhuǎn)移相關(guān),MALAT1 敲低可下調(diào)RBFOX2 以及調(diào)節(jié)抑癌基因KIF1B,從而導(dǎo)致癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移[25]。
2.4 RBP調(diào)節(jié)卵巢癌的化療耐藥 SFPQ 是一種參與RNA 轉(zhuǎn)運(yùn)和細(xì)胞凋亡過程的剪接因子,敲低調(diào)節(jié)卵巢癌細(xì)胞中caspase-9 mRNA 的可變剪接來促進(jìn)鉑類化療誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡[26]。CPEB4是調(diào)節(jié)mRNA多腺苷酸化和翻譯的RBP,CPEB4 與TRAG-3/CSAG2 mRNA 結(jié)合促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞對(duì)紫杉醇的耐藥性,CPEB4 敲低恢復(fù)紫杉醇敏感性,CSAG2 被證明是體內(nèi)細(xì)胞增殖和腫瘤生長(zhǎng)所必需的基因,CSAG2 敲低減弱 CPEB4 介導(dǎo)的紫杉醇耐藥性[27]。因此,干擾CPEB4/CSAG2 軸可能有助于克服紫杉醇耐藥。RNA 結(jié)合基序蛋白3(RBM3)是富含甘氨酸的RBP,RBM3 通過調(diào)節(jié)參與DNA 損傷的凋亡相關(guān)介質(zhì)BCL-2、BAX 和DNA 完整性來促進(jìn)鉑敏感性,并改善化療后的細(xì)胞毒性作用[28]。DDX3X 是調(diào)節(jié)磷酸甘油酸脫氫酶(PHGDH)翻譯的RBP,促進(jìn)PHGDH在卵巢癌順鉑耐藥細(xì)胞中上調(diào),導(dǎo)致卵巢癌細(xì)胞順鉑耐藥[29]。因此,靶向 PHGDH 可能提供克服卵巢癌順鉑耐藥的潛在機(jī)會(huì)。上述列舉的RBP參與調(diào)控卵巢癌細(xì)胞增殖、凋亡、轉(zhuǎn)移及EMT 和化療耐藥,通過所總結(jié)的RBP 調(diào)控卵巢癌相關(guān)機(jī)制,我們發(fā)現(xiàn)與RBP 相關(guān)基因、蛋白及信號(hào)通路可作為卵巢癌的治療靶點(diǎn),研究出相應(yīng)藥物來阻斷RBP 對(duì)卵巢癌的調(diào)控作用,有望為卵巢癌的治療提供新的方向。
卵巢癌的篩查方法主要有經(jīng)陰道超聲、組織學(xué)檢查及傳統(tǒng)的腫瘤標(biāo)志物,但這些方法在臨床應(yīng)用上有一定的局限性。例如CA125 檢測(cè)在早期階段敏感性較低,在月經(jīng)期或子宮內(nèi)膜異位癥等特殊情況下可能會(huì)受到干擾,且大多數(shù)卵巢癌患者經(jīng)診斷時(shí)已發(fā)生盆腹腔轉(zhuǎn)移,因此為提高卵巢癌的早期診斷及改善預(yù)后,尋找新的卵巢腫瘤標(biāo)志物具有重要意義。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,越來越多研究發(fā)現(xiàn)RBP 對(duì)卵巢癌有一定的診療和預(yù)后價(jià)值,其中IGF2BP1表達(dá)上調(diào)并與不良預(yù)后相關(guān)[8],IGF2BP3與卵巢癌中更具侵襲性的表型和較差的生存率有關(guān)[30],ESRP1 在卵巢癌中表達(dá)上調(diào)并與預(yù)后不良有關(guān)[22],miRNAs 是在轉(zhuǎn)錄后控制靶基因的非編碼RNA,它們與腫瘤的發(fā)生、凋亡、增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移和化療耐藥有關(guān),miRNAs 在卵巢癌中失調(diào),可作為卵巢癌的診斷和預(yù)后生物標(biāo)志物[31]。另外由于RBP在卵巢癌中的差異性表達(dá),其或許可成為卵巢癌診斷的新型標(biāo)志物,目前還尚未將RBP 作為卵巢癌的新型標(biāo)志物應(yīng)用于臨床實(shí)踐,未來需要更多相關(guān)研究來證實(shí)RBP 作為卵巢癌潛在診斷和預(yù)后生物標(biāo)志物的應(yīng)用價(jià)值。在卵巢癌中潛在的治療性生物標(biāo)志物包括反義寡核苷酸、多肽和小分子抑制劑。研究[32]發(fā)現(xiàn) AMOS、LNAs 等反義寡核苷酸能抑制卵巢癌細(xì)胞的侵襲和遷移,可作為卵巢癌的治療靶點(diǎn)。多肽包括小分子和合成肽,具有低毒和免疫原性,同時(shí)對(duì)卵巢癌治療顯示出療效,其中在臨床前模型中已證實(shí)載脂蛋白A-I(ApoA-I)和ApoJ 模擬多肽抑制卵巢癌的有效性,這些載脂蛋白模擬物多肽可以作為安全的、新型的藥物治療卵巢癌[33],合成肽也可以在沒有任何細(xì)胞毒性的情況下阻止腫瘤進(jìn)展,研究發(fā)現(xiàn)Rbm38和eIF4E 結(jié)合時(shí)相對(duì)應(yīng)的合成肽可破壞Rbm38-eIF4E 復(fù)合物,誘導(dǎo)野生型p53 表達(dá),從而抑制腫瘤生長(zhǎng)和進(jìn)展[34],因此,合成肽也可作為卵巢癌潛在治療劑。近年來茶多酚、姜黃素、KBU2046、Benc-511、ZD6474 等小分子抑制劑被報(bào)道具有抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的作用,KBU2046 是一種新的小分子抑制劑,具有顯著的抗轉(zhuǎn)移作用,然而KBU2046 雖能有效抑制腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移,但無細(xì)胞毒性作用,因此即使用了這些小分子抑制劑,腫瘤細(xì)胞仍然可以在原位增殖,這也是小分子抑制劑治療腫瘤的一個(gè)缺陷[35]?,F(xiàn)階段卵巢癌的治療性生物劑尚未廣泛應(yīng)用于臨床,未來需要更多相關(guān)臨床研究來證實(shí)其在卵巢癌中作為治療性生物標(biāo)志物的作用。
綜上所述,RBP異常表達(dá)可影響癌基因、抑癌基因和基因組穩(wěn)定性,多種RBP 參與卵巢癌細(xì)胞增值、凋亡、轉(zhuǎn)移及EMT、化療耐藥的調(diào)控,故針對(duì)RBP參與調(diào)控的多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行干預(yù)或許可有效治療卵巢癌。目前已報(bào)道RBP 數(shù)百種,新的RBP 及生物學(xué)功能在不斷地被探索,現(xiàn)提出在體外使用小分子抑制劑、多肽或反義寡核苷酸選擇性拮抗RBP 或與RBP-RNA 相互作用抑制腫瘤進(jìn)展,并提出RBP可作為卵巢癌診斷、治療和預(yù)后的有效生物標(biāo)志物。未來RBP 研究前景廣闊,將卵巢癌相關(guān)的RBP 應(yīng)用于臨床治療是最終目標(biāo),我們應(yīng)在局限腫瘤組織外的更多臨床樣本中檢測(cè)RBP 的表達(dá),需要更充分的科學(xué)研究來闡明RBP 的生物發(fā)生機(jī)制,以期更多新的RBP 發(fā)現(xiàn)能夠?yàn)槁殉舶┑脑\治提供新的視角。