IGF2-AS與腫瘤關(guān)系的研究進(jìn)展

吳秀，張桂蝦，施飛熊 綜述 周宇 審校

廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院消化內(nèi)科，廣東 湛江 524000

長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是近年發(fā)現(xiàn)的一種長度大于200 nt甚至超過100 kb的調(diào)控人類表觀基因組的RNA，因?yàn)槿狈ν暾拈_放閱讀框,所以是非蛋白編碼RNA[1-4]。且根據(jù)IncRNA在基因組中的位置不同可以分為正義LncRNA、反義LncRNA、雙向LncRNA、基因間LncRNA以及基因內(nèi)LncRNA，總共5大種類[5]。研究發(fā)現(xiàn)它具有多種作用機(jī)制，例如干擾特定基因的表達(dá)、染色質(zhì)修飾、組蛋白修飾、調(diào)節(jié)相應(yīng)蛋白活性、作為小分子RNA前體或miRNA海綿等[6-7]。除此之外，許多研究發(fā)現(xiàn)，lncRNAs是調(diào)控多種人類疾病，如癌癥、神經(jīng)退行性疾病、糖尿病和心血管疾病的重要表觀遺傳因子[8-12]。反義胰島素生長因子2(insulin growth factor 2 antisense，IGF2-AS)是一種lncRNAs，其與多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。本文現(xiàn)就IGF2-AS與腫瘤的關(guān)系研究進(jìn)展予以綜述。

1 IGF2-AS的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

胰島素樣生長因子2(IGF2)又稱為生長調(diào)節(jié)素A(somatomedin A)，位于人染色體11p15.5，全長8 837 bp，含有9個(gè)外顯子(exon，E1~E9)及4種啟動(dòng)子(promoter，P1~P4)，可編碼多種不同的IGF2 mRNA[13]。近年來，許多學(xué)者通過流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，IGF2的印記丟失以及信號(hào)通路和胃癌、肝癌等多種惡性腫瘤存在密切關(guān)系。IGF2-AS是IGF2基因的反義長鏈非編碼RNA，其位于人染色體11p15.5，全長8 154 bp，含有3個(gè)外顯子，為父系表達(dá)的印跡基因，它的轉(zhuǎn)錄方向與IGF2轉(zhuǎn)錄本相反，部分基因組區(qū)域與IGF2基因共有。

2 IGF2-AS與多種疾病的關(guān)系

2.1 IGF2-AS與胃腺癌的關(guān)系 胃癌(GC)是最常見的癌癥之一，胃腺癌(GAC)占胃癌的絕大多數(shù)，因此，深入了解胃癌發(fā)病機(jī)制、以期為胃癌診斷和治療提供更有效的策略具有十分積極的臨床意義[14-16]。HUANG等[17]研究發(fā)現(xiàn)，IGF2-AS在GAC組織中表達(dá)上調(diào)，與GAC患者預(yù)后不良有關(guān)。通過胃癌細(xì)胞系研究發(fā)現(xiàn)，基因敲除IGF2-AS后，癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲明顯被抑制；而過度表達(dá)該基因，則其呈相反的結(jié)果。WU等[18]發(fā)現(xiàn)miR-503在GC中被下調(diào)，IGF2-AS可以直接結(jié)合miR-503，miR-503的水平與IGF2-AS呈負(fù)相關(guān)。此外，SHOX 2屬于同源盒家族，編碼含有60個(gè)氨基酸殘基的蛋白質(zhì)，代表DNA結(jié)合區(qū)[19]。通過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析表明，較高SHOX2的表達(dá)與GAC患者預(yù)后差有關(guān)，可以認(rèn)為它是GAC的獨(dú)立預(yù)測因子，且其被證實(shí)是miR-503的靶點(diǎn)，它的表達(dá)與IGF2-AS呈正相關(guān)，與miR-503的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。因此，表明IGF2-AS通過調(diào)節(jié)miR-503/SHOX2軸影響GAC的發(fā)展。另有體內(nèi)試驗(yàn)顯示，IGF2-AS的敲低顯著降低腫瘤體積，提示IGF2-AS可能是GAC的有希望的治療靶點(diǎn)。KOSEKI等[20]發(fā)現(xiàn)IGF2-AS在人肝癌細(xì)胞中被信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)上調(diào)，并通過調(diào)節(jié)4-磷酸磷脂酰肌醇(PI4P)參與丙型肝炎病毒的復(fù)制。此外，有人認(rèn)為STAT3是一種促進(jìn)癌細(xì)胞生長和遷移的轉(zhuǎn)錄因子，其組成性激活存在于包括GC在內(nèi)的多種腫瘤類型中[21-22]。趙學(xué)濤等[23]通過Meta分析表明增強(qiáng)的p-STAT3活性與GC患者的預(yù)后差以及未分化型和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。因此，HUANG等[17]認(rèn)為IGF2-AS的上調(diào)可能受STAT3調(diào)節(jié)，但是這一假設(shè)需要進(jìn)一步驗(yàn)證，以及STAT 3如何調(diào)控IGF2-AS，還有待進(jìn)一步研究。

2.2 IGF2-AS與肝細(xì)胞癌的關(guān)系 肝細(xì)胞癌(hepatocellularcarcinoma，HCC)是全球最常見的惡性腫瘤之一，有不良的預(yù)后，臨床預(yù)防和治療很困難，在中國，它是成人死亡的主要原因[23-24]。因此，探索HCC發(fā)生及進(jìn)展的機(jī)制對于提高早期診斷和改善治療至關(guān)重要。BAO等[25]研究表明，IGF2-AS在HCC細(xì)胞和組織中表達(dá)上調(diào)，且通過應(yīng)用靶向小干擾RNA(IGFZ-AS)抑制IGF2-AS，顯著降低肝癌細(xì)胞的增殖，增強(qiáng)其凋亡。通過Westernblot分析顯示，轉(zhuǎn)染si-IGF2-AS至細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶/絲裂原活化蛋白激酶(ERK/MAPK)信號(hào)通路受到抑制。此外，IGF2-AS基因敲除后，通過調(diào)節(jié)MAPK/ERK信號(hào)通路，顯著降低癌細(xì)胞活力，促進(jìn)癌細(xì)胞增殖，減少集落形成和細(xì)胞遷移。說明IGF2-AS在HCC表達(dá)上調(diào)而參與HCC的發(fā)生機(jī)制，主要通過調(diào)節(jié)MAPK/ERK信號(hào)通路來實(shí)現(xiàn)，由此可見IGF2-AS與HCC的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。

2.3 IGF2-AS與非小細(xì)胞肺癌的關(guān)系 肺癌是目前發(fā)病率、死亡率最高的惡性腫瘤，其中非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)占大多數(shù)，是一組具有不同病理、遺傳和細(xì)胞特征的異質(zhì)性腫瘤疾病，它的發(fā)生是多因素參與的一個(gè)過程[26-27]。ZHANG等[28]研究IGF2-AS在NSCLC組織中的表達(dá)、預(yù)后意義和功能機(jī)制。應(yīng)用qPCR技術(shù)檢測IGF2-AS基因在NSCLC臨床標(biāo)本和體外NSCLC細(xì)胞中的表達(dá)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，IGF2-AS在人NSCLC細(xì)胞系以及Ⅲ期或Ⅳ期組織中均表達(dá)下調(diào)，且IGF2-AS的下調(diào)與NSCLC患者總體生存期短顯著相關(guān)。而在NSCLC A549和H226細(xì)胞系中，IGF2-AS的上調(diào)通過抑制癌細(xì)胞的體外增殖、遷移和順鉑化學(xué)耐藥性以及體內(nèi)外植體生長，從而發(fā)揮抗癌作用。此外，在mRNA和蛋白質(zhì)水平上，IGF2-AS的上調(diào)均顯著降低致癌因子IGF2、VEGF和bFGF。因此，IGF2-AS可能是NSCLC的預(yù)后生物標(biāo)志物，上調(diào)IGF2-AS被認(rèn)為可能是對抗NSCLC新的分子途徑。

2.4 IGF2-AS與Wilms腫瘤的關(guān)系 Wilms腫瘤是一種來源于胚胎且具有典型組織病理學(xué)特征的惡性腫瘤，通常累及兒童腎臟，極少累及成人[29]。OKUTSU等[30]在人類第11pl5.5號(hào)染色體上鑒定一個(gè)父系表達(dá)的印跡基因PEG8/IGF2-AS，它的轉(zhuǎn)錄方向與IGF2轉(zhuǎn)錄本相反，部分基因組區(qū)域與IGF2基因共有。在腎臟組織中，采用定量PCR方法檢測腎Wilms腫瘤組織、癌旁正常腎組織、正常胎兒腎組織和正常絨毛組織中基因表達(dá)水平，證實(shí)PEG8/IGF2-AS、IGF 2(P1)和IGF 2(總數(shù))在腫瘤組織中的表達(dá)水平分別是癌旁正常腎組織的10~200倍、10~60倍和100倍以上。這一結(jié)果表明，PEG8/IGF2-AS是Wilms腫瘤的良好標(biāo)記物，也提示PEG8/IGF2-AS可能是Wilms的腫瘤參與基因之一。另外，在其他一些兒童腫瘤[如腎臟透明細(xì)胞肉瘤、先天性中胚層腎病(CMN)和腎細(xì)胞癌]組織中PEG8/IGF2-AS的表達(dá)水平也明顯上調(diào)，與Wilms腫瘤相似，提示PEG8/IGF2-AS是胎兒腫瘤的良好標(biāo)志物，也可能是PEG8/IGF2-AS在胎兒腫瘤組織中表達(dá)上調(diào)有共同的分子機(jī)制。

2.5 IGF2-AS與前列腺癌的關(guān)系 前列腺癌(PCA)是全世界年輕和老年男性中最常見的惡性疾病之一，在歐美等西方發(fā)達(dá)國家發(fā)病率高，我國前列腺癌的發(fā)病率較西方國家低，但隨著人均壽命的延長和生活方式的改變，我國前列腺癌的發(fā)病率呈上升趨勢[31-32]，盡管過去十年P(guān)CA患者的死亡率穩(wěn)步下降，但影響PCA個(gè)體發(fā)生、成熟和轉(zhuǎn)移的病理機(jī)制仍然很不清楚[33-35]。CHEN等[36]采用一種系統(tǒng)方法評(píng)估IGF2-AS在人PCA中的表達(dá)譜及其功能作用。應(yīng)用qRT-PCR研究發(fā)現(xiàn)，IGF2-AS在PCA細(xì)胞株和PCA腫瘤組織中表達(dá)均顯著下調(diào)，且發(fā)現(xiàn)其過表達(dá)抑制體外PCA細(xì)胞的增殖和侵襲，并抑制異種移植物在體內(nèi)的發(fā)育。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在多種PCA相關(guān)的細(xì)胞系，如VCaP細(xì)胞、前列腺特異性抗原(PSA)陽性細(xì)胞和PSA陰性細(xì)胞系PC3細(xì)胞，IGF2-AS均有抑癌作用。因此認(rèn)為，IGF2-AS可能是一種廣泛作用于不同PCA亞型的腫瘤抑制因子。此外，在IGF2-AS過度表達(dá)的VCaP和PC3細(xì)胞中，IGF2的表達(dá)呈負(fù)性下調(diào)，而在VCaP和PC3細(xì)胞中上調(diào)IGF2之后，IGF2-AS對PCA細(xì)胞增殖和侵襲的抑癌功能被顯著逆轉(zhuǎn)，提示IGF2是IGF2-AS在PCA調(diào)節(jié)中的相關(guān)基因或下游靶基因。但對IGF2-AS與PCA患者的臨床病理特征或預(yù)后關(guān)系尚有待進(jìn)一步研究。

3 小結(jié)

IGF2-AS是目前生物、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。近年來，IGF2-AS被認(rèn)為是多種腫瘤的動(dòng)態(tài)預(yù)后生物標(biāo)志物或抑癌基因/抑制因子，參與腫瘤發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制。IGF2-AS主要與其他生物大分子(如蛋白)、其他非編碼RNA(如miRNA及snoRNA)、基因組DNA等相互作用，從而構(gòu)成錯(cuò)綜復(fù)雜的生物網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。雖然目前的研究在揭示腫瘤的作用機(jī)制方面取得新的進(jìn)展，但仍然還有許多問題尚未清楚。因此，隨著人們對IGF2-AS研究的深入，將有助于人類控制自身的疾病，可能為臨床上疾病診斷、治療帶來新的思路。