miRNA和lncRNA及相關(guān)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路對滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤功能的影響及其機制

唐希陽，史安平，趙首捷，朱曉明

滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤過淺，只有蛻膜層血管重鑄，而螺旋小動脈重鑄不足使胎盤血流量減少，會導(dǎo)致胚胎著床期、胎盤形成期、晚孕期，一系列過程發(fā)生生理病理改變，造成子癇前期（PE）的發(fā)生。滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤過度則會在胎盤形成水泡狀組織，細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞和合體滋養(yǎng)細(xì)胞成片狀高度增生，廣泛侵入子宮肌層造成出血壞死，最終形成葡萄胎和絨癌。所以研究滋養(yǎng)細(xì)胞的浸潤功能在一定意義上對PE和滋養(yǎng)細(xì)胞腫瘤的治療有意義。近年研究發(fā)現(xiàn)，多種因素能夠?qū)е伦甜B(yǎng)細(xì)胞浸潤功能發(fā)生改變，包括基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）家族、RNA家族、白細(xì)胞介素、半乳凝素、細(xì)胞信號通路等，其中非編碼RNA（non-coding RNA），如微小 RNA（microRNA，miRNA）和長鏈非編碼 RNA（long non-coding RNA，lncRNA）及其相關(guān)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在調(diào)控滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤功能中的作用引起了廣泛關(guān)注。關(guān)于非編碼RNA在浸潤過程中的作用及機制有許多研究和假說，這些研究常用的滋養(yǎng)層細(xì)胞包括 JAR、BeWo、JEG3、HTR8細(xì)胞系?，F(xiàn)闡述近年非編碼RNA及其相關(guān)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路對滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤功能所產(chǎn)生的影響及機制。

1 非編碼RNA

非編碼RNA是指不編碼蛋白質(zhì)的RNA，包括rRNA、tRNA、核內(nèi)小 RNA（snRNA）、核仁小 RNA（snoRNA）和miRNA等多種已知功能的RNA，還包括未知功能的RNA。這些RNA都能從基因組轉(zhuǎn)錄而來，但是不翻譯蛋白，在RNA水平上就能行使各自的生物學(xué)功能。miRNA、lncRNA兩大家族是非編碼RNA的重要組成成分，參與調(diào)控滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤功能。miRNA長約22個堿基，其中l(wèi)in-4是最早被確認(rèn)的miRNA。lin-4能夠通過堿基配對結(jié)合到靶mRNA lin-14 的 3’非翻譯區(qū)（3’UTR），抑制 lin-14的翻譯，但不影響lin-14的轉(zhuǎn)錄，關(guān)于miRNA抑制mRNA翻譯的機制暫不清楚。lncRNA是一類轉(zhuǎn)錄長度超過200個核苷酸的RNA分子，不直接參與基因編碼和蛋白質(zhì)合成，但可在表觀遺傳水平、轉(zhuǎn)錄水平和轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因的表達(dá)，目前l(fā)ncRNA的種類、數(shù)量、功能都不明確。近年發(fā)現(xiàn)miRNA和lncRNA可調(diào)節(jié)滋養(yǎng)細(xì)胞的細(xì)胞學(xué)行為，在這些調(diào)控過程中，這兩種非編碼RNA介導(dǎo)的調(diào)控機制對于PE和絨癌發(fā)病機制的解釋具有重要意義。

2 miRNA及其相關(guān)信號通路對滋養(yǎng)細(xì)胞的影響及機制

2.1 促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤和遷移的miRNA目前對于能夠促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤功能的miRNA研究結(jié)果較少，miR-21和miR-141是其中研究最為透徹的兩種。

miR-21作用于第10號染色體上磷酸酶和張力蛋白同源缺失的基因（PTEN）和細(xì)胞凋亡4基因（PDCD4），前者能更好地促進(jìn)HTR8/SVneo細(xì)胞的浸潤，后者只與JEG3細(xì)胞有關(guān)。過表達(dá)miR-21能增強JEG3和HTR8/SVneo細(xì)胞系的復(fù)制、遷移和浸潤，miR-21通過PTEN/蛋白激酶 B（AKT）通路影響滋養(yǎng)細(xì)胞的浸潤。對于PTEN/AKT通路來說，AKT與miR-21的關(guān)系可表現(xiàn)為：受到抑制的miR-21能夠促進(jìn)表皮生長因子（EGF）介導(dǎo)的AKT磷酸化過程，而AKT磷酸化過程又能負(fù)反饋作用于miR-21使其表達(dá)增加。而PTEN與miR-21的關(guān)系可表現(xiàn)為：PTEN能夠通過使磷脂酰肌醇3,4,5-三羥甲基氨基甲烷磷酸鹽（PIP3）去磷酸化，抑制AKT的磷酸化過程，進(jìn)而抑制miR-21的表達(dá)，也就是說PTEN與miR-21的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。同時發(fā)現(xiàn)，PTEN會增強JEG3細(xì)胞系中半胱氨酸天冬氨酸酶3（caspase-3）的表達(dá)，介導(dǎo)細(xì)胞凋亡。抑制miR-21可以增加JEG3細(xì)胞系PDCD4的表達(dá)和HTR8/SVneo細(xì)胞系中PTEN的表達(dá)，因此通過調(diào)控滋養(yǎng)細(xì)胞的生長和凋亡等細(xì)胞進(jìn)程，miR-21可導(dǎo)致滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤、復(fù)制等功能異常，導(dǎo)致胎盤功能紊亂[1]。

miR-141可由細(xì)胞外產(chǎn)生并作用于細(xì)胞內(nèi)，抑制miR-141表達(dá)使JEG-3和HTR-8/SVneo細(xì)胞浸潤功能減退，過表達(dá)miR-141增加HTR-8/SVneo細(xì)胞系的浸潤能力，miR-141能促進(jìn)滋養(yǎng)層細(xì)胞的浸潤功能，但造成這種差異的機制為不同細(xì)胞系對細(xì)胞因子的刺激應(yīng)答不同[2]。

2.2 抑制滋養(yǎng)層細(xì)胞浸潤和遷移的miRNA文獻(xiàn)報道大部分miRNA對滋養(yǎng)細(xì)胞產(chǎn)生抑制作用，現(xiàn)對最新的幾種miRNA進(jìn)行綜述。

miR-181a-5p能抑制滋養(yǎng)細(xì)胞的浸潤和遷移，胰島素樣生長因子2 mRNA結(jié)合蛋白2（IGF2BP2）對miR-181a-5p起抑制作用，阻斷IGF2BP2對miR-181a-5p的抑制作用，可抑制滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤和遷移功能[3]。miR-519d-3p抑制HTR-8/SVneo細(xì)胞的浸潤能力，機制可能為miR-519d-3p作用于MMP-2，減少滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤[4]。miR-let-7d可迅速抑制上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）過程中的轉(zhuǎn)錄過程，同時通過抑制翻譯過程中的相關(guān)靶基因，抑制EMT的逆轉(zhuǎn)錄，而抑制miR-let-7d則會導(dǎo)致增殖細(xì)胞核抗原（PCNA）的表達(dá)增加，意味著抑制miR-let-7d可以保證滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤功能的正常[5]。PE患者的滋養(yǎng)細(xì)胞miR-362-3p表達(dá)量升高但Pax3表達(dá)量下降，低氧條件下HTR-8/SVneo細(xì)胞的存活、浸潤和遷移均受抑制[6]。miR-520g通過轉(zhuǎn)錄后調(diào)控和抑制翻譯影響MMP-2，而不是直接影響其mRNA功能，MMP-2減少會抑制滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤，導(dǎo)致PE的病理性改變[7]。miR-30a-3p直接調(diào)控胰島素樣生長因子1（IGF-1）的表達(dá)，過表達(dá)miR-30a-3p抑制HTR-8/SVneo細(xì)胞中IGF-1的表達(dá)并促進(jìn)細(xì)胞凋亡，同時調(diào)控JEG3細(xì)胞系的浸潤功能[8]。miR-218直接作用于肌動蛋白骨架蛋白 1（LASP1）基因，過表達(dá) miR-218抑制mRNA水平和蛋白水平的LASP1表達(dá)，miR-218會同時抑制LASP1基因的3’UTR。miR-218通過影響LASP1抑制滋養(yǎng)細(xì)胞的浸潤功能[9]。miR-144通過PTEN調(diào)控滋養(yǎng)細(xì)胞的復(fù)制、遷移、浸潤能力，影響PE的發(fā)生[10]。實驗發(fā)現(xiàn)腫瘤壞死因子α（TNF-α）能增加miR-134的表達(dá)而抑制人血小板膜糖蛋白1（ITGB1）基因的表達(dá)，miR-134通過下調(diào)ITGB1抑制滋養(yǎng)細(xì)胞的浸潤功能[11]。

2.3 miRNA相關(guān)信號通路

2.3.1 絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路過表達(dá)miR-210抑制滋養(yǎng)細(xì)胞的浸潤功能。MAPK信號通路能調(diào)控滋養(yǎng)細(xì)胞在子宮和胎盤之間的浸潤。脂多糖（LPS）通過MAPK通路抑制滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤，LPS能同時激活小鼠巨噬細(xì)胞表達(dá)miR-210，因此在滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤功能的調(diào)節(jié)過程中，miR-210是多種刺激因子（如低氧和炎癥）共同作用的靶點。另外，低氧和LPS均能激活滋養(yǎng)細(xì)胞的細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（ERK）/MAPK通路，表明miR-210能夠上調(diào)MAPK通路的表達(dá)，激活該通路的同時抑制滋養(yǎng)細(xì)胞的浸潤[12]。

2.3.2 其他與miRNA相關(guān)的信號通路內(nèi)皮型一氧化氮合酶/一氧化氮（eNOS/NO）通路能保證滋養(yǎng)細(xì)胞的功能正常，而miR-155能夠使該通路中eNOS/NO表達(dá)減少，影響滋養(yǎng)細(xì)胞的浸潤功能，導(dǎo)致PE的病理改變[13]。miR-193b-3p能夠抑制HTR-8/SVneo細(xì)胞系的浸潤和遷移能力，同時還可以通過結(jié)合轉(zhuǎn)化生長因子β2（TGF-β2）調(diào)節(jié)該細(xì)胞系的浸潤遷移能力，所以異常的miR-193b-3p或者TGF-β2都會抑制滋養(yǎng)細(xì)胞的功能，從而介導(dǎo)PE的發(fā)生[14]。

3 LncRNA及其相關(guān)信號通路對滋養(yǎng)細(xì)胞的影響及機制

對lncRNA在PE發(fā)生和滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤的研究較少，國內(nèi)外許多研究通過定量聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）檢測PE患者體內(nèi)lncRNA的表達(dá)含量，探討lncRNA的表達(dá)對滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤功能的影響，發(fā)現(xiàn)lncRNA可以通過調(diào)控免疫和細(xì)胞周期等對滋養(yǎng)細(xì)胞功能產(chǎn)生影響。

3.1 LncRNA對滋養(yǎng)層細(xì)胞浸潤功能的影響及機制

3.1.1LncRNA RPAIN（NR_027683.1） 過表達(dá)RPAIN可抑制滋養(yǎng)層細(xì)胞的浸潤能力，抑制補體蛋白C1q的表達(dá)，而C1q的過表達(dá)會增加滋養(yǎng)層細(xì)胞的浸潤能力。機制可能為補體蛋白C1q結(jié)合蛋白（C1qbp）啟動子受多種轉(zhuǎn)錄因子 [如SP1、人鋅指蛋白32（ZNF32）和Tbx1]的影響，而RPAIN可以招募轉(zhuǎn)錄因子到C1qbp啟動子以阻止其表達(dá)。異常的RPAIN表達(dá)對C1q介導(dǎo)的滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤產(chǎn)生異常調(diào)控。RPAIN過表達(dá)導(dǎo)致一些傳統(tǒng)信號通路 [如PCNA/Ki67和Caspase-3/B淋巴細(xì)胞瘤2蛋白（Bcl-2）]和一些蛋白（如MMP-2、MMP-9）表達(dá)量改變，進(jìn)而影響滋養(yǎng)層細(xì)胞的復(fù)制、凋亡和浸潤功能，總之RPAIN表達(dá)量增加會促進(jìn)C1q調(diào)控滋養(yǎng)層細(xì)胞浸潤和凋亡的能力，促進(jìn)PE發(fā)生[15]。

3.1.2 其他lncRNA抑制NR_027457的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)HTR-8/SVneo細(xì)胞的復(fù)制、遷移、浸潤功能均受到抑制；抑制G36948的表達(dá)發(fā)現(xiàn)與前者作用正好相反，其具體機制尚不清楚。實驗中只是發(fā)現(xiàn)這兩種lncRNA會影響滋養(yǎng)層細(xì)胞，但仍需更多的實驗探究其具體機制[16]。減少內(nèi)源性轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β）活化lncRNA（lncRNA-ATB）的表達(dá)可抑制滋養(yǎng)細(xì)胞HTR-8/SVneo的復(fù)制、遷移、浸潤、血管形成等功能，通過調(diào)節(jié)這些功能影響PE的發(fā)生[17]。

3.2 lncRNA相關(guān)信號通路對滋養(yǎng)層細(xì)胞浸潤功能的影響及機制

3.2.1 分離缺陷基因6/泛素連接酶1/Rho蛋白A（Par6/Smurf1/RhoA）通路H19是一種在胎盤組織中顯著減少的lncRNA。減少H19的表達(dá)導(dǎo)致絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞（EVT）的遷移和浸潤能力降低，這種現(xiàn)象與發(fā)生胎兒生長受限（FGR）時的EVT表現(xiàn)出的現(xiàn)象相一致。敲除H19，EVT細(xì)胞表達(dá)的Ⅲ型TGF-β受體（TβR3）減少，發(fā)生FGR的胎盤其TβR3表達(dá)量同樣會減少，進(jìn)而導(dǎo)致非典型的TGF-β通路受損，從而降低EVT的浸潤和遷移能力。具體機制為H19表達(dá)量減少導(dǎo)致 TβR3介導(dǎo)的 Par6/Smurf1/RhoA通路的激活，導(dǎo)致TGF-β信號通路衰減，降低滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤和遷移的功能，而受損的TGF-β通路會通過間變性淋巴瘤激酶5（ALK-5）和ALK-1導(dǎo)致FGR發(fā)生，這種H19/TβR3功能紊亂所導(dǎo)致信號通路的功能紊亂也許是FGR發(fā)生的分子機制之一[18]。

3.2.2 Caspase-3/Caspase-9通路過表達(dá)LINC00261導(dǎo)致滋養(yǎng)層細(xì)胞復(fù)制減少，使其細(xì)胞周期固定在G0/G1期，還會抑制滋養(yǎng)細(xì)胞的浸潤和遷移。通過Caspase-3/Caspase-9通路，LINC00261能抑制JEG-3 63.6%的浸潤能力、抑制JAR 72%的浸潤能力，LINC00261產(chǎn)生這些作用的具體機制及其作用靶點仍然不清楚，需要更多的實驗去探究[19]。

4 其他研究較少的相關(guān)通路及其已發(fā)現(xiàn)的作用機制

滋養(yǎng)細(xì)胞的浸潤和遷移功能與腫瘤細(xì)胞相似，兩者能夠共享一系列的信號通路，包括Janus激酶-信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子（JAK-STAT）通路、MAPKs通路、磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）-AKT通路等，但關(guān)于這些通路的研究還相對較少[20]。研究較少的還有以下調(diào)控通路，這些通路與前文所述調(diào)控通路存有共同調(diào)控因子，同時兩者還能對滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤功能產(chǎn)生相似影響，這些通路也可能參與非編碼RNA對滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤功能的調(diào)控，但具體機制尚不清楚。

低氧刺激下，缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）信號通路調(diào)控組蛋白去甲基化酶KDM3A的表達(dá)，而KDM3A能夠作用于該通路中HIF的表觀遺傳學(xué)靶點MMP-12，MMP-12是抑制HIF-KDM3A通路的重要因子，HIF-KDM3A-MMP-12通路參與調(diào)控滋養(yǎng)細(xì)胞的浸潤功能[21]。

TGF-β/Smad3通路使TGF-β1能夠激活JEG3細(xì)胞的Smads信號通路，在Smad3的作用下，促進(jìn)MMP-2/MMP-9 的表達(dá)[22]。趨化因子受體 2（CXCR2）/AKT通路使CXCR2通過活化AKT影響MMP-2/MMP-9的表達(dá)[23]，重組人骨形態(tài)發(fā)生蛋白2（BMP2）通過非典型ALK2/3/4/Smad2/3/Smad4通路上調(diào)神經(jīng)型鈣黏蛋白（N-cadherin）[24]，三者均能提升滋養(yǎng)細(xì)胞的浸潤能力。

BMAL1基因通過SP1-DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1/DAB2相互作用蛋白（SP1-DNMT1/DAB2IP）通路誘導(dǎo)SP1的產(chǎn)生，進(jìn)而促進(jìn)DNMT1和DAB2IP的表達(dá)，最終達(dá)到促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤和遷移功能提升的目的[25]。

抑制Notch信號通路中某一組分，會導(dǎo)致妊娠功能紊亂，發(fā)生PE和FGR。異常的信號通路會導(dǎo)致滋養(yǎng)細(xì)胞功能的紊亂進(jìn)而導(dǎo)致妊娠疾病的發(fā)生[26]。硒半胱氨酸插入結(jié)合蛋白2（SECISBP2）減少導(dǎo)致PI3K/AKT通路和ERK通路去活化，對滋養(yǎng)細(xì)胞的浸潤功能造成負(fù)面影響[27]。蛻膜基質(zhì)細(xì)胞（DSC）能調(diào)控滋養(yǎng)細(xì)胞的浸潤功能，但是至今對其機制仍然了解不多，天然免疫胞漿蛋白1（NOD1）影響DSC與滋養(yǎng)細(xì)胞之間的相互作用。DSC產(chǎn)生的白細(xì)胞介素8（IL-8）通過NOD1/c-Jun氨基末端激酶（JNK）通路提升滋養(yǎng)細(xì)胞的浸潤能力[28]。叉頭框蛋白C2（FOXC2）過表達(dá)會促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞的黏附和浸潤功能，F(xiàn)OXC2通過EMT介導(dǎo)的Hedgehog（Hh）通路提升滋養(yǎng)細(xì)胞的浸潤功能[29]。敲除轉(zhuǎn)錄相關(guān)酸性卷曲蛋白3（TACC3）能抑制PI3K/AKT通路對HTR-8/SVneo細(xì)胞的浸潤和遷移功能[30]。

5 展望

上述研究表明miRNA、lncRNA和細(xì)胞信號通路三者能夠通過調(diào)節(jié)其他分子調(diào)控滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤功能，三者在互相聯(lián)系的同時又能獨立對滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤功能進(jìn)行調(diào)控，同時還有很多其他因素在影響著滋養(yǎng)細(xì)胞的浸潤功能，而滋養(yǎng)細(xì)胞功能紊亂與多種妊娠并發(fā)癥和滋養(yǎng)細(xì)胞腫瘤的發(fā)生有關(guān)，因此對三者個體和整體進(jìn)行研究對PE、FGR和滋養(yǎng)細(xì)胞腫瘤等疾病的診治有重要的臨床意義。