小核仁RNA宿主基因與骨肉瘤的關(guān)系

蘇利佳 王艷華

(三峽大學(xué) 醫(yī)學(xué)院 形態(tài)學(xué)系， 湖北 宜昌 443002)

骨肉瘤是一種來源于成骨細(xì)胞的原發(fā)惡性骨腫瘤[1]。骨肉瘤的傳統(tǒng)治療策略并未改善患者的遠(yuǎn)期預(yù)后，腫瘤原位復(fù)發(fā)或肺轉(zhuǎn)移成為導(dǎo)致患者死亡的重要原因。近年來，隨著醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，新的骨肉瘤檢測(cè)手段不斷涌現(xiàn)，如檢測(cè)骨肉瘤相關(guān)RNA(LINC00313、METTL3等)結(jié)構(gòu)是否存在異常，可用于評(píng)判骨肉瘤預(yù)后[2-3]。其中，長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，LncRNA)是一類長(zhǎng)度大于200個(gè)核苷酸的非編碼RNA，其結(jié)構(gòu)異?；蚬δ苁д{(diào)，可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞分裂增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移[4-7]。此外，LncRNA還可作為競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源性RNA (competing endogenous RNA，ceRNA)調(diào)控miRNA的表達(dá)，這種基因表達(dá)調(diào)控方式，參與了腫瘤的病理進(jìn)程[8]。

新近發(fā)現(xiàn)的小核仁RNA宿主基因(small nucleolar RNA host gene，SNHG)是一類調(diào)控腫瘤相關(guān)信號(hào)通路的LncRNA分子，如SNHG1、6、15等[9]。SNHG1可通過調(diào)控miR-221/222/p27/mTOR通路，影響帕金森病中神經(jīng)元自噬和細(xì)胞凋亡[10]。SNHG6可通過下調(diào)PI3K/AKT/mTOR的表達(dá)，抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞的生存和增殖潛能[11]。SNHG15可作為ceRNA調(diào)控miR-338-3p和FKBP1A，從而調(diào)節(jié)前列腺癌細(xì)胞的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)[12]。隨著研究的深入，更多的SNHG及其亞群被鑒定出來，并證實(shí)與骨肉瘤的發(fā)展密切相關(guān)。因此，本文就SNHG及其亞群在骨肉瘤發(fā)生發(fā)展中的調(diào)控機(jī)制作一總結(jié)，以期為相關(guān)學(xué)者的骨肉瘤研究提供參考。

1 促進(jìn)骨肉瘤細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移的SNHG

1.1 SNHG1

SNHG1位于11號(hào)染色體，是18s核糖體RNA重要組成部分的UHG基因轉(zhuǎn)錄而來的LncRNA[13]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，SNHG1參與調(diào)控骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨分化過程[14]。Deng等[15]研究發(fā)現(xiàn)，SNHG1可能是一種促癌因子，而miRNA-101-3p則被認(rèn)為是一種腫瘤抑制因子。SNHG1在骨肉瘤組織和細(xì)胞系中表達(dá)上調(diào)，在骨肉瘤細(xì)胞中敲減SNHG1后可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，并將細(xì)胞周期維持在G0/G1期[15]。Rho相關(guān)的含卷曲螺旋蛋白激酶1(Rho associated coiled coils form protein kinases，ROCK1)是小分子G蛋白GTP酶RhoA的下游效應(yīng)物，通過肌球蛋白輕鏈(myosin light chain，MLC)的磷酸化調(diào)節(jié)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而促進(jìn)應(yīng)力纖維的形成[16]。因此ROCK1活化后可顯著增強(qiáng)細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力。研究發(fā)現(xiàn)，ROCK1為miRNA-101-3p的靶基因，SNHG1的表達(dá)上調(diào)，可抑制miRNA-101-3p的表達(dá)，進(jìn)而使ROCK1的表達(dá)增強(qiáng)，由此促進(jìn)骨肉瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲[15]。此外，在過表達(dá)SNHG1的骨肉瘤細(xì)胞系中，磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信號(hào)通路(phosphate dylinositol-3-kinase/protein kinase B，PI3K/Akt)常被激活，進(jìn)而抑制E-鈣粘蛋白而促進(jìn)N-鈣粘蛋白的表達(dá)，使組織內(nèi)細(xì)胞的黏附強(qiáng)度降低，激活骨肉瘤細(xì)胞的EMT過程，使骨肉瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力增強(qiáng)[15]。因此，SNHG1可能在骨肉瘤中發(fā)揮著促癌分子的作用。

1.2 SNHG3

SNHG3位于1號(hào)染色體短臂3區(qū)6號(hào)帶。體外研究表明，在骨肉瘤MG63細(xì)胞中，過表達(dá)SNHG3可使E-鈣粘蛋白、細(xì)胞角蛋白19的表達(dá)下調(diào)，波形蛋白表達(dá)上調(diào)；E-鈣粘蛋白的表達(dá)下調(diào)讓腫瘤細(xì)胞具有穿過基底膜入侵周圍組織的能力，進(jìn)而使MG63細(xì)胞的侵襲和遷移潛能增強(qiáng)；而敲除骨肉瘤U2OS細(xì)胞中的SNHG3后，U2OS細(xì)胞的侵襲和遷移能力被抑制[17]。雙熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，SNHG3和RAB22A可以與miR-151a-3p靶向結(jié)合；在骨肉瘤中SNHG3的過表達(dá)抑制了miRNA-151a-3p，進(jìn)而使RAB22A表達(dá)上調(diào)，從而增強(qiáng)骨肉瘤細(xì)胞的侵襲和遷移[17]。以上研究說明，SNHG3/miRNA-151a-3p/RAB22A信號(hào)軸除了參與相關(guān)組織愈合、器官纖維化等過程外，還可調(diào)節(jié)骨肉瘤的侵襲和遷移，在骨肉瘤EMT過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

1.3 SNHG7

SNHG7是位于染色體9q34.3的LncRNA。研究發(fā)現(xiàn)SNHG7與乳腺癌、前列腺癌以及骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的細(xì)胞周期活化有關(guān)[4,7,18]。Zhang等[19]研究發(fā)現(xiàn)，在骨肉瘤U2OS細(xì)胞中，過表達(dá)的SNHG7可激活DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1(recombinant DNA methyltransferase 1, DNMT1)，使p53基因表達(dá)沉默，最終導(dǎo)致骨肉瘤細(xì)胞增殖能力增強(qiáng)、細(xì)胞凋亡受抑。因此，SNHG7作為一種促癌分子，可促進(jìn)骨肉瘤細(xì)胞增殖、抑制凋亡，參與骨肉瘤的發(fā)生發(fā)展過程。

1.4 SNHG16

新近研究發(fā)現(xiàn)，位于17q25.1的SNHG16是與腫瘤相關(guān)的LncRNA，而且與動(dòng)脈粥樣硬化中的炎癥反應(yīng)有關(guān)[20]。Liao等[21]研究表明，SNHG16高表達(dá)的骨肉瘤患者生存期較差；SNHG16敲除后可抑制骨肉瘤細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲，并促進(jìn)細(xì)胞凋亡；SNHG16與miR-98-5p的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，miR-98-5p的表達(dá)下調(diào)可以提高SNHG16對(duì)骨肉瘤細(xì)胞增殖的促進(jìn)能力。因此，SNHG16可能是一種癌基因，并參與骨肉瘤的發(fā)生發(fā)展過程。Wang等[22]研究顯示，SNHG16可通過抑制miR-1301，增強(qiáng)B細(xì)胞淋巴瘤9(B cell lymphoma 9, BCL9)表達(dá)，促進(jìn)骨肉瘤細(xì)胞增殖、遷移以及侵襲，縮短骨肉瘤患者的生存期。因此，SNHG16可通過靶向調(diào)控miR-1301/BCL9軸充當(dāng)致癌因子，可能是一種新的骨肉瘤分子靶標(biāo)。

1.5 SNHG20

SNHG20是一類新型的LncRNA，定位于17號(hào)染色體上，在多種人類腫瘤中呈高表達(dá)狀態(tài)，是一種致癌因子[23]。研究發(fā)現(xiàn)，SNHG20與前列腺癌細(xì)胞的增殖、遷移和凋亡有關(guān)[9]。Zhang等[24]研究結(jié)果表明，與非腫瘤組織以及正常成骨細(xì)胞相比，SNHG20在骨肉瘤組織和細(xì)胞系中過表達(dá)，且其表達(dá)程度與患者總生存期呈負(fù)相關(guān)，并可通過影響EMT相關(guān)基因的表達(dá)來促進(jìn)骨肉瘤細(xì)胞的遷移和侵襲。Wang等[25]發(fā)現(xiàn)，SNHG20過表達(dá)可能是骨肉瘤患者預(yù)后不良的獨(dú)立因素。下調(diào)SNHG20可增加miR-139的表達(dá)，使RUNX2下調(diào)，進(jìn)而抑制骨肉瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。Bax是一種B淋巴細(xì)胞瘤-2基因家族(B-cell lymphoma-2，BCL-2)中與促細(xì)胞凋亡有關(guān)的基因[26]。Bax的過度表達(dá)對(duì)BCL-2的保護(hù)效應(yīng)有拮抗作用，從而使細(xì)胞進(jìn)入接近凋亡狀態(tài)。SNHG20基因敲除后，Bax表達(dá)水平上調(diào)，線粒體釋放細(xì)胞色素c(cytochrome c，Cyt-c)和Smac(second mitochondrial-derived activator of caspase)增加[25]。Cyt-c通過Apaf-1因子的多聚化作用與caspases-9結(jié)合形成凋亡小體，激活下游胱天蛋白酶的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，而凋亡蛋白抑制因子(inhibitor of apoptosis proteins，IAP)和Smac通過促進(jìn)胱天蛋白酶的級(jí)聯(lián)反應(yīng)來引起細(xì)胞凋亡[27]。以上研究表明，LncRNA SNHG20/miR-139/RUNX2軸可通過線粒體凋亡途徑調(diào)節(jié)骨肉瘤的增殖和凋亡。

2 抑制骨肉瘤細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移的SNHG

SNHG12與細(xì)胞的增殖和遷移作用密切相關(guān)。Zhou等[28]研究發(fā)現(xiàn)，SNHG12可通過影響miR-195-5p的表達(dá)，激活Notch信號(hào)通路，使細(xì)胞周期停滯于G0/G1期，抑制細(xì)胞增殖、侵襲和遷移。因此，SNHG12可能是骨肉瘤患者重要的預(yù)后標(biāo)志分子，SNHG12/miR-195-5p/Notch2-Notch信號(hào)通路軸可能是骨肉瘤的潛在治療靶標(biāo)。

3 其它可能對(duì)骨肉瘤細(xì)胞發(fā)揮潛在調(diào)節(jié)作用的SNHG

SNHG5是一個(gè)與腫瘤發(fā)展密切相關(guān)的調(diào)控分子，但其在骨肉瘤中的調(diào)控機(jī)制尚不明確。SNHG5可以通過激活caspase-3、caspase-9和PARP相關(guān)的細(xì)胞凋亡途徑，抑制骨肉瘤的增殖[26]。

SGK3是一種重要的促腫瘤基因，需要磷酸化兩個(gè)特定的位點(diǎn)，一個(gè)位于激酶結(jié)構(gòu)域(Thro-320)，另一個(gè)位于c末端調(diào)控區(qū)域(Ser-486)，才能完全激活SGK3[29]。Ju等[30]研究顯示，敲除SGK3后，骨肉瘤的遷移、侵襲和生長(zhǎng)速度明顯減弱。SNHG5表達(dá)上調(diào)時(shí)，其可通過抑制miR-212-3p活性來增強(qiáng)si-SGK3對(duì)細(xì)胞侵襲能力的促進(jìn)作用；而在骨肉瘤細(xì)胞中敲除SNHG5則可以抑制EMT進(jìn)程，減弱骨肉瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移能力。由此推測(cè)，SNHG5可通過miR-212-3p/SGK3軸調(diào)控骨肉瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，進(jìn)而影響骨肉瘤的發(fā)展。

4 結(jié)語和展望

綜上所述，不同類型的SNHG分子可通過多種方式參與骨肉瘤的生物學(xué)進(jìn)程，可作為骨肉瘤早期診斷、預(yù)后評(píng)估以及術(shù)后復(fù)發(fā)的檢測(cè)靶點(diǎn)。然而，部分與骨肉瘤相關(guān)的SNHG分子目前尚未檢測(cè)出來，其作用機(jī)制也尚未明確，如SNHG5等。另外如何有效調(diào)控抑瘤的SNHG12分子表達(dá)，同時(shí)抑制促瘤的SNHG1、3、7、16、20分子表達(dá)，將是未來治療骨肉瘤的重要研究方向。相信隨著研究的深入，更多參與調(diào)控骨肉瘤的SNHG分子能夠被鑒定出來，并對(duì)SNHG分子的表達(dá)調(diào)控機(jī)理有一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。