TP73-AS1在腫瘤中的表達及調(diào)控作用*

王嘉新， 胡增濤， 關(guān)滄海， 孫東升， 王微娜， 姜興明

(哈爾濱醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院， 黑龍江 哈爾濱 150086)

隨著高通量測序技術(shù)的發(fā)展，成千上萬種長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)進入人們的視野。lncRNA是一類長度超過200個核苷酸并缺少開放閱讀框的不具備蛋白質(zhì)編碼功能的RNA[1-2]。研究發(fā)現(xiàn)lncRNA參與諸多生物學進程的關(guān)鍵步驟，包括染色質(zhì)重塑、基因轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)和蛋白質(zhì)翻譯等[3-5]。LncRNA機制的不斷被闡明，也為腫瘤的研究提供了新的可能。LncRNA在多種腫瘤的增殖、遷移侵襲和抗凋亡等生物學特性中發(fā)揮重要作用，可通過轉(zhuǎn)錄、表觀遺傳調(diào)節(jié)、印跡、剪接和亞細胞轉(zhuǎn)運等參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展。為讓患者獲得更好的治療效果，研究者們長期致力于尋找各種有效的腫瘤標記物，其中l(wèi)ncRNA在惡性腫瘤診斷和治療中就具有重要的潛在應用價值[6]。TP73-AS1(P73 antisense RNA 1T)是目前廣受關(guān)注的lncRNA，參與細胞信號通路的調(diào)節(jié)，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和治療反應密切相關(guān)。本文就TP73-AS1在腫瘤相關(guān)分子通路和病理生理中的作用及可能決定TP73-AS1作為生物標志物的決定因素等方面的最新研究進展進行簡要綜述。

1 TP73-AS1概述

TP73-AS1也被命名為p53依賴性凋亡調(diào)節(jié)物(p53-dependent apoptosis modulator，PDAM)，其編碼基因位于1p36.32，包含11 773個堿基，是一種與腫瘤發(fā)生相關(guān)的lncRNA，最初在腦膠質(zhì)瘤組織基因測序中被發(fā)現(xiàn)。隨著研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)TP73-AS1可通過調(diào)控p53依賴性抗凋亡基因控制細胞凋亡，膠質(zhì)瘤細胞內(nèi)TP73-AS1表達水平改變可影響化療藥物順鉑的耐藥性[7]。腫瘤蛋白73(tumor protein 73，TP73)是TP73-AS1的同源基因，同樣定位于染色體1p36上的區(qū)域，該區(qū)域被認為包含多個腫瘤抑制基因，而神經(jīng)母細胞瘤發(fā)生過程則經(jīng)常會刪除該區(qū)域[8-9]。TP73具有2種交替剪接的亞型，可激活p53基因的轉(zhuǎn)錄，誘導細胞凋亡，抑制細胞生長。TP73作為編碼基因在膀胱癌中高表達，與膀胱癌發(fā)生發(fā)展相關(guān)。TP73-AS1作為腫瘤相關(guān)的lncRNA，在諸多腫瘤中發(fā)揮重要調(diào)控作用，其表達水平與腫瘤臨床病理特征密切相關(guān)。深入研究發(fā)現(xiàn)，TP73-AS1通過多種機制促進膠質(zhì)瘤、肝癌和肺癌等腫瘤的發(fā)生發(fā)展。本文結(jié)合國內(nèi)外最新報道，對TP73-AS1在腫瘤中的作用機制進行簡要綜述。

2 TP73-AS1與腫瘤

2.1神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤 膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤。Wang等[10]發(fā)現(xiàn)TP73-AS1在膠質(zhì)母細胞瘤中表達下調(diào)，并與患者總體病死率下降有關(guān)。在膠質(zhì)母細胞瘤中TP73-AS1的直接轉(zhuǎn)錄靶標為調(diào)控因子X1(regulation factor X1, RFX1)，TP73-AS1通過調(diào)節(jié)RFX1影響腫瘤侵襲、增殖和遷移。此外，TP73-AS1可以通過p53依賴性的抗凋亡基因來調(diào)控凋亡過程。Xiao等[7]研究也發(fā)現(xiàn)TP73-AS1作為競爭性內(nèi)源RNA(competing endogenous RNA，ceRNA)通過miR-124調(diào)控依賴p53凋亡刺激蛋白抑制因子(inhibitor of apoptosis stimulating protein of p53，iASPP)抑制膠質(zhì)瘤的生長和轉(zhuǎn)移。Zhang等[11]在膠質(zhì)瘤腫瘤細胞系的研究中發(fā)現(xiàn)，外源性過表達TP73-AS1可以促進腦膠質(zhì)瘤細胞的增殖和侵襲，進一步功能實驗證實TP73-AS1與高遷移率族蛋白B1(high mobility group box 1 protein，HMGB1)通過競爭性結(jié)合miR-142來促進腫瘤細胞的遷移。

2.2消化系統(tǒng)腫瘤 食管癌是臨床上較常見的消化道惡性腫瘤，每年全球范圍內(nèi)約有30萬患者死于食管癌，且不同國家的發(fā)病率與死亡率不同[12]。TP73-AS1和丁酸脫氫酶2(butyrate dehydrogenase 2，BDH2)的表達水平在食管癌組織中普遍增高，且與臨床標本的癌腫位置和腫瘤分期密切相關(guān)[13]。Zang等[14]研究發(fā)現(xiàn)，TP73-AS1會促進EC9706和KYSE30細胞中BDH2的表達，而BDH2會對caspase-3依賴性凋亡通路造成影響，可能是TP73-AS1調(diào)控食管癌細胞增殖的機制。此外，抑制BDH2或TP73-AS1可增強食管癌細胞對5-氟尿嘧啶和順鉑的化療敏感性。

肝癌是一種致死率較高的惡性腫瘤，常伴有轉(zhuǎn)移風險且容易復發(fā)。張會瑞等[15]觀察到TP73-AS1在肝癌組織與正常組織中的差異表達最明顯，并且研究發(fā)現(xiàn)TP73-AS1具有十分強大的基因調(diào)節(jié)能力，可通過互作基因映射到病毒致癌作用通路中，影響其下游絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)信號通路與p53信號通路，上調(diào)促凋亡蛋白Bax表達、增加caspase-3活性和下調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2的表達，使p53蛋白表達升高從而影響肝癌細胞的增殖。此外，Li等[16]研究發(fā)現(xiàn)，TP73-AS1在肝癌組織和肝腫瘤細胞系中表達上調(diào)，且TP73-AS1高表達影響患者的臨床病理特征及預后，造成其存活率降低，機制可能為TP73-AS1與HMGB1在肝癌組織中競爭性結(jié)合miR-200a。miR-200a表達的下調(diào)促使HMGB1和高級糖基化終產(chǎn)物受體(receptor for advanced glycation end products，RAGE)的表達增加，促進肝癌細胞增殖。

Yao等[17]研究顯示TP73-AS1與膽管癌整體生存率存在密切相關(guān)性，上調(diào)的TP73-AS1與腫瘤大小和TNM分期均存在顯著的相關(guān)性，可以作為判斷預后的獨立危險因素。

Cai等[18]研究發(fā)現(xiàn)，TP73-AS1高表達的結(jié)直腸癌患者總體生存時間短于低表達者，進一步行分子水平研究表明TP73-AS1可以負調(diào)控miR-194在結(jié)直腸癌細胞中的表達，進而負向調(diào)控轉(zhuǎn)化生長因子α(transforming growth factor α，TGFα)促進結(jié)直腸癌細胞的侵襲并抑制其凋亡。

Wang等[19]研究發(fā)現(xiàn)TP73-AS1在胃癌組織中的表達明顯高于癌旁正常組織，TP73-AS1表達較高的胃癌患者無病生存率和總生存率較低。體外實驗研究發(fā)現(xiàn)TP73-AS1抑制Wnt/β-catenin信號通路促進胃癌細胞增殖。Wang等[19]研究發(fā)現(xiàn)TP73-AS1可通過HMGB1/RAGE信號通路，抑制細胞增殖，增強胃癌細胞對順鉑化療的敏感性。TP73-AS1在胃癌的侵襲轉(zhuǎn)移過程也發(fā)揮重要作用，研究發(fā)現(xiàn)TP73-AS1還能夠通過調(diào)節(jié)miR-194-5p/SDAD1信號通路促進胃癌轉(zhuǎn)移[20]；Zhang等[21]研究也證實TP73-AS1可通過調(diào)控Bcl-2/caspase-3通路抑制胃癌細胞增殖，促進細胞凋亡，并增強其上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-to-mesenchymal transition，EMT)潛能。

2.3泌尿生殖系統(tǒng)腫瘤 膀胱癌是泌尿系統(tǒng)常見的惡性腫瘤，全球范圍內(nèi)每年因膀胱癌死亡的人數(shù)約有15萬[22]。Tuo等[23]研究發(fā)現(xiàn)TP73-AS1可通過阻滯細胞生長周期介導膀胱腫瘤細胞的增殖和凋亡。TP73-AS1的表達情況與膀胱癌患者的病死率相關(guān)，表達率低組患者的總體生存期短。雖然TP73-AS1抑制膀胱癌侵襲和轉(zhuǎn)移機制的解釋仍不十分明了，但有研究表明可能與EMT有關(guān)，即TP73-AS1抑制波形蛋白、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloprotei-nase，MMP)-2、MMP-9的表達，進而抑制細胞生長、阻滯細胞周期、減少細胞的遷移和侵襲。

Liu等[24]發(fā)現(xiàn)，吻素1(KISS1)在TP73-AS1敲低的腎透明細胞癌組織中表達上調(diào)，TP73-AS1通過與組蛋白甲基化轉(zhuǎn)移酶EZH2相互作用并特異性結(jié)合KISS1基因啟動子區(qū)域來抑制KISS1表達。進一步研究表明，TP73-AS1是通過抑制PI3K/Akt/mTOR信號通路來促進癌細胞增殖的。

卵巢癌是婦科最常見的惡性腫瘤之一，往往預后不良。Li等[25]研究證實了在卵巢癌中TP73-AS1具有促癌作用。Wang等[26]通過檢測和比較卵巢癌組織及其癌旁組織中TP73-AS1的表達差異，發(fā)現(xiàn)TP73-AS1的表達水平與卵巢癌患者預后水平呈負相關(guān)。分子水平的機制研究顯示其可能是通過增強卵巢癌細胞MMP-2和MMP-9的表達進而促進癌細胞的增殖、侵襲和遷移的。

2.4呼吸系統(tǒng)腫瘤 非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)是全球癌癥死亡的主要原因之一，臨床研究發(fā)現(xiàn)約50%的患者被診斷時已經(jīng)發(fā)生了遠處轉(zhuǎn)移[27]。TP73-AS1在NSCLC中表達上調(diào)，且干擾TP73-AS1的表達可抑制體內(nèi)和體外NSCLC細胞的增殖、腫瘤生長和周期推進，但具體的作用調(diào)控機制尚未明確。目前研究表明：TP73-AS1參與調(diào)控了非小細胞肺癌的發(fā)生發(fā)展過程，這可能是未來治療非小細胞肺癌的作用靶點之一[28]。另有研究報道TP73-AS1通過激活PI3K/Akt通路促進肺癌細胞的增殖，起到促癌因子的作用[29]。

2.5其它系統(tǒng)腫瘤 乳腺癌是發(fā)生在乳腺上皮組織的惡性腫瘤，是女性最常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率逐年上升且呈現(xiàn)年輕化趨勢。Zou等[30]的研究證明在乳腺癌中TP73-AS1的表達高于相鄰的癌旁組織。另外，TP73-AS1可以直接結(jié)合miR-200a進而促進乳腺癌細胞的增殖。深入研究發(fā)現(xiàn)，TP73-AS1通過與鋅指E盒結(jié)合同源框1(zinc finger E-box binding homeobox 1，ZEB1)的3’-UTR區(qū)競爭性結(jié)合miR-200a，導致ZEB1的表達上調(diào)，促進腫瘤細胞的增殖和細胞分裂原活性，并且能夠增強腫瘤細胞的遷移、黏附和浸潤能力。換言之，TP73-AS1可能通過干擾TP73-AS1/miR-200a/ZEB1調(diào)控環(huán)路來影響乳腺癌的發(fā)生發(fā)展。Yao等[31]發(fā)現(xiàn)TP73-AS1高表達水平的患者預后更差。體內(nèi)體外實驗證實TP73-AS1與線粒體轉(zhuǎn)錄因子A(mitochondrial transcription factor A，TFAM)競爭性結(jié)合miR-200a，從而促進TFAM表達，TP73-AS1可以作為“內(nèi)源性海綿”吸附miR-200a進而促進乳腺癌細胞的增殖。在三陰乳腺癌中，下調(diào)TP73-AS1可通過miR-490-3p/TWIST1信號通路抑制乳腺癌細胞血管生成能力[32]。

骨肉瘤是全球青少年最常見的原發(fā)性骨腫瘤，由于早期轉(zhuǎn)移和化療抵抗，骨肉瘤患者的預后較差。Yang等[33]研究發(fā)現(xiàn)TP73-AS1在骨肉瘤組織和腫瘤細胞系中表達顯著增加，且TP73-AS1高表達與骨肉瘤患者整體生存率降低有關(guān)。TP73-AS1可通過“海綿作用”調(diào)節(jié)miR-142的表達并進一步調(diào)控骨肉瘤細胞內(nèi)的Ras相關(guān)C3毒素底物1(Ras-related C3 toxin substrate 1，Rac1)的含量并影響患者的預后。

3 TP73-AS1的作用機制

已有研究表明TP73-AS1與多種腫瘤惡性生物學行為聯(lián)系緊密，有望成為篩選腫瘤相關(guān)基因的標志之一[34]。研究發(fā)現(xiàn)TP73-AS1可競爭性結(jié)合miR-194、miR-200和miR-124等多個miRNA[7, 16, 18, 20, 28, 30-33]并通過調(diào)控不同的信號通路來影響腫瘤的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移等惡性生物學行為。TP73-AS1在肺癌和腎癌中可通過調(diào)控PI3K/Akt信號通路影響腫瘤細胞的增殖能力[24,29]；而在胃癌中，TP73-AS1影響Wnt/β-catenin通路促進其增殖[19]，敲減TP73-AS1的表達能夠靶向調(diào)控HMGB1信號抑制胃癌和肝癌細胞的增殖能力[16, 35]；TP73-AS1還可以通過結(jié)合miR-200a調(diào)控TFAM進而促進乳腺癌細胞增殖[31]。上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化是指上皮細胞獲得越來越大的遷移潛能和間充質(zhì)特性的過程。TP73-AS1通過Bcl-2/caspase-3通路促進胃癌細胞的侵襲轉(zhuǎn)移能力[21]；TP73-AS1通過競爭性結(jié)合miR-194上調(diào)TGF-α表達增強結(jié)腸癌細胞的EMT能力[18]；在肺癌中TP73-AS1還可以作為“分子海綿”競爭結(jié)合miR-449a、促進EZH2表達從而促進細胞侵襲轉(zhuǎn)移[28]；TP73-AS1可以促進MMP-2和MMP-9 的表達使卵巢癌細胞的遷移能力增強[26]；TP73-AS1還可以通過miR-200/ZEB1信號通路增加乳腺癌細胞的轉(zhuǎn)移能力[30]。

4 總結(jié)與展望

結(jié)合上述文章，TP73-AS1是近年發(fā)現(xiàn)的一種在大多數(shù)腫瘤中高表達的lncRNA，在乳腺癌、胃癌和肝癌等腫瘤中均發(fā)揮促癌基因作用，促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展；目前TP73-AS1僅在膀胱癌中低表達并發(fā)揮抑癌基因的作用。但TP73-AS1的研究仍處于初級階段，隨著對TP73-AS1作用靶點及其調(diào)控機制的深入探索，其在人類不同腫瘤中的作用以及分子機制將會進一步被展現(xiàn)出來，或為疾病的早期診斷和精準治療指明新的方向。