長鏈非編碼RNA在卵巢癌化療耐藥過程中的調控作用

趙 清，劉 倩

在所有癌癥中，卵巢癌是導致女性死亡的第五大原因[1]。滿意的腫瘤細胞減滅術聯(lián)合化療和（或）靶向治療已取得一定的療效，但是晚期患者即使經(jīng)過治療獲得完全緩解，仍有70%～80%出現(xiàn)復發(fā)[2]。對于這種復發(fā)性卵巢癌，患者的無進展生存期明顯縮短，而且隨著患者對鉑類藥物的耐藥性增加，化療藥物的作用也逐漸減弱[3]。因此，在卵巢癌的治療中，發(fā)現(xiàn)可能參與化療耐藥的分子機制對尋找新的有效的治療藥物及策略至關重要。

長鏈非編碼 RNA（long non-coding RNA，lncRNA）是一類長度大于200 bp、不參與編碼蛋白質的RNA[4]。近年來越來越多的研究表明，lncRNA在轉錄、轉錄后和表觀遺傳學水平調控基因的表達，是復雜基因調控網(wǎng)絡的重要組成部分[5]。已有報道，lncRNA通過調控化療藥物外排系統(tǒng)[6]、DNA損傷反應（DNA damage response，DDR）[7]、異常細胞凋亡（apoptosis）[8]、自噬（autophagy）[9]、上皮間質轉化（epithelial mesenchymal transition，EMT）[10]、表觀遺傳改變[11]、抗氧化途徑[12]等參與卵巢癌的化療耐藥機制。本文對lncRNA應用于卵巢癌化療耐藥性的潛在作用機制進行總結，希望其能作為一種生物標志物來監(jiān)測耐藥疾病的發(fā)生，為提高耐藥卵巢癌的治療水平奠定基礎，延長復發(fā)性卵巢癌患者的無進展生存期。

1 化療藥物外排系統(tǒng)

在耐藥機制中，ABC轉運蛋白超家族的作用不容忽視。在ABC轉運蛋白中，ABCB1（p-糖蛋白或P-gp）、ABCC1（MRP1）和 ABCG2（MXR、BCRP）是耐藥過程中重要的調控蛋白[13]。轉運蛋白的作用是減少藥物流入或增加藥物流出，導致細胞內藥物積累減少，即抗癌藥物的積累減少，這是癌細胞耐藥最常見的機制之一。Wang等[14]探討了lncRNA尿路上皮癌胚抗原1（UCA1）在卵巢癌紫杉醇（PTX）耐藥中的作用及其分子機制，結果表明，與親代細胞（SKOV3和HeyA-8）相比，抗紫杉醇卵巢癌細胞（SKOV3/PTX和HeyA-8/PTX）中UCA1表達顯著上調。沉默UCA1，抑制微小RNA-129（miR-129）海綿，進而降低ABCB1的蛋白水平，提高SKOV3/PTX和HeyA-8/PTX細胞的紫杉醇敏感性?？傊?，UCA1作為miR-129的分子海綿并與之結合，進而促進ABCB1蛋白的表達，增強了卵巢癌細胞對紫杉醇的耐藥性，這有助于更好地理解卵巢癌耐藥的分子機制，并為耐紫杉醇卵巢癌提供了潛在的治療靶點。多藥耐藥是一種非常嚴重的情況。LncRNA被認為是多種生物過程的重要調控因子，包括多藥耐藥過程。Xu等[15]對卵巢癌細胞系A2780和紫杉醇耐藥細胞系A2780/PTX進行了lncRNA測序，A2780/PTX也對順鉑和表阿霉素交叉耐藥，通過lncRNA-mRNA共表達網(wǎng)絡來預測潛在的多藥耐藥lncRNA靶點。lncRNA-mRNA共表達網(wǎng)絡顯示，lncRNA CTD-2589M5.4與多藥耐藥卵巢癌細胞系中均顯著上調的ABCB1、ABCB4、ABCC3、ABCG2基因共表達。然而，仍然不能確定潛在的多藥耐藥相關lncRNA是否是多藥耐藥細胞系的主導機制。多藥耐藥腫瘤新的治療靶點仍需進一步研究。

2 DDR

哺乳動物DDR對維持基因組穩(wěn)定性、細胞存活和防止細胞轉化至關重要。細胞對DNA損傷的反應，包括對鉑的反應，可以通過lncRNA在轉錄后水平調控。HOX轉錄反義RNA（HOTAIR）是一種在實體腫瘤中經(jīng)常過表達的lncRNA，與癌細胞的生長和遷移有關。盡管HOTAIR在卵巢癌中的過表達與疾病轉移有關，但是HOTAIR上調的潛在機制以及其在卵巢癌和其他癌癥耐藥中的作用尚未完全了解[16]。?ze等[17]發(fā)現(xiàn)HOTAIR在卵巢癌中誘導鉑耐藥，并且在復發(fā)性鉑耐藥卵巢癌和原發(fā)性卵巢癌中觀察到HOTAIR水平升高。為了研究HOTAIR在鉑誘導的DNA損傷過程中的作用，對DNA雙鏈斷裂進行監(jiān)測，結果表明，HOTAIR表達可導致鉑處理后DNA損傷反應的持續(xù)激活。這種作用通過HOTAIR調節(jié)激活核因子 κB（NF-κB）實現(xiàn)，導致 NF-κB 持續(xù)激活和持久的DNA損傷信號。總的來說，NF-κBHOTAIR軸鏈接DNA損傷反應，導致藥物的抗性作用。這個lncRNA參與的調節(jié)網(wǎng)絡揭示了一種新的治療策略來克服或防止鉑耐藥卵巢癌。

3 細胞凋亡

順鉑是一種非常有效的抗癌藥物，被認為是治療卵巢癌最有效的細胞毒性藥物。然而，癌細胞往往通過多種機制，導致順鉑耐藥。順鉑耐藥發(fā)生的原因尚不清楚。漿細胞瘤可變易位基因1（PVT1）是研究較為廣泛的lncRNA，過表達PVT1可增加細胞增殖和抑制細胞凋亡，表明PVT1是一種抗凋亡分子[18]。Liu等[19]發(fā)現(xiàn)PVT1與卵巢癌患者順鉑耐藥有關，為了證實這一結論，試驗檢測了順鉑敏感患者與順鉑耐藥患者腫瘤組織中PVT1的表達水平，結果發(fā)現(xiàn)順鉑耐藥患者腫瘤組織中PVT1過表達。深入研究其分子機制發(fā)現(xiàn)，PVT1通過抑制轉化生長因子β1（TGF-β1）、磷酸化 smad4（p-smad4）、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（Caspase-3）調控卵巢癌順鉑耐藥。而Caspase-3是凋亡信號通路的重要組成部分，推測PVT1通過調控細胞凋亡通路參與卵巢癌細胞對順鉑的耐藥機制，但其分子機制還需深入研究。此外，Zhang等[20]探討Linc00312參與卵巢癌順鉑耐藥的機制，與SKOV3細胞相比，Linc00312在SKOV3/人上皮性卵巢癌耐順鉑細胞株（DDP）細胞中的表達明顯下降。上調Linc00312可顯著增加SKOV3/DDP細胞對順鉑的敏感性，而下調Linc00312則降低SKOV3/DDP細胞對順鉑的敏感性。Linc00312通過B淋巴細胞瘤2（Bcl-2）/Caspase-3信號通路促進細胞凋亡，增強SKOV3/DDP細胞對順鉑的敏感性。這些結果提示，Linc00312有望成為治療耐藥卵巢癌的臨床策略。

4 自噬

自噬是一種保守的分解代謝途徑，在此過程中，受損的細胞器、折疊錯誤的蛋白質和細菌等細胞質成分被包裹轉運到溶酶體中進行降解[21]。越來越多的證據(jù)表明，自噬過程可能促進抗癌藥物治療后的細胞存活，因此可能與化療耐藥有關。Yu等[22]研究HOTAIR在順鉑耐藥卵巢癌中的作用及其機制發(fā)現(xiàn)，自噬相關蛋白Atg7和LC3Ⅱ/Ⅰ在卵巢癌細胞中的表達水平隨著順鉑濃度的增加而升高。轉染沉默Atg7（si-Atg7）可通過抑制自噬提高順鉑治療卵巢癌的療效。此外，敲除HOTAIR基因可通過抑制順鉑誘導的自噬，降低自噬相關蛋白Atg7的表達，增加順鉑在卵巢癌治療中的敏感性。Zou等[23]在探討RP11-135L22.1與順鉑誘導的自噬的關系時發(fā)現(xiàn)，順鉑可誘導卵巢癌細胞HO8910自噬，過表達RP11-135L22.1可抑制順鉑誘導的自噬，從而增強順鉑對卵巢癌細胞的作用。這為理解耐藥卵巢癌的機制提供了新的視角，也為卵巢癌的臨床治療提供了新的思路。

5 EMT

EMT是指上皮到間質的轉化，是癌癥發(fā)生過程中的重要步驟。An等[24]研究發(fā)現(xiàn)lncRNA核內富集轉錄物1（NEAT1）通過分子海綿作用與miR-194結合可上調鋅指E盒結合蛋白1（ZEB1）表達，促進卵巢癌細胞對紫杉醇的耐藥，而ZEB1是誘導EMT的轉錄因子。這闡明了卵巢癌細胞紫杉醇耐藥的一種新的調控通路，lncRNA通過調控EMT參與耐藥形成，為耐藥卵巢癌提供了一種潛在的lncRNA靶向治療方案及方向。另外，Chen等[25]最新研究發(fā)現(xiàn)miR-1271過表達不僅可以抑制卵巢癌EMT過程，還可以通過阻斷哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）的表達，克服順鉑耐藥性，誘導卵巢癌細胞凋亡。這些研究豐富了對耐藥過程及l(fā)ncRNA的理解，并提供了克服卵巢癌耐藥的潛在靶點。

6 表觀遺傳改變

Huang等[26]通過對卵巢癌細胞系的細胞遺傳學研究表明，X非活性特異性轉錄物（XIST）編碼一個剪接的非編碼聚腺苷酸轉錄本，該轉錄本是唯一從非活性的X染色體表達的，并且參與了X染色體失活過程。XIST在女性癌細胞中表達的后續(xù)表征表明，XIST的表達水平與紫杉醇敏感性顯著相關。這表明X染色體失活是導致XIST轉錄產(chǎn)物丟失的機制之一，并且lncRNA可能通過調控基因水平參與紫杉醇耐藥機制。近來，Wang等[27]首次對lncRNA反饋譜進行研究，發(fā)現(xiàn)在卵巢癌細胞中，順鉑上調p53依賴的lncRNA PANDAR，這是順鉑治療從化療敏感向化療耐藥過渡的原因。這種轉變的機制是基于核內的PANDAR-SFRS2-p53調控反饋回路。這種反饋調控可能為卵巢癌化療的未來發(fā)展提供一個有希望的目標。而通過卵巢癌及非小細胞肺癌細胞全基因組測序，研究順鉑耐藥的發(fā)展過程中，Vera等[28]發(fā)現(xiàn)了5個表觀遺傳調控的 lncRNA（AC091814.2，AC141928.1，RP11-65J3.1-002，BX641110，AF198444）參與順鉑耐藥。這些新的發(fā)現(xiàn)為表觀遺傳機制和對順鉑的獲得性耐藥提供了新的見解，強調lncRNA可能是表觀遺傳治療策略的方向。Teschendorff等[29]發(fā)現(xiàn)lncRNA HOTAIR的異常表達與卵巢癌的鉑耐藥機制相關，DNA甲基化在其中發(fā)揮重要作用。這為探討卵巢癌鉑耐藥的機制提供了新的線索。

7 抗氧化途徑

順鉑活化易受抗氧化系統(tǒng)干擾而失活，而谷胱甘肽（GSH）是其中最重要的抗氧化劑之一。Zheng等[30]研究lncRNA H19對順鉑耐藥的作用機制發(fā)現(xiàn)，H19基因主要調節(jié)氧化應激和細胞氧化循環(huán)，與順鉑耐藥性的主要涉及通路，特別是核因子E2相關因子2（NRF2）靶向的GSH通路中的基因鏈接。定量蛋白組學分析顯示，敲除 H19，細胞中 NAD（P）H:醌氧化還原酶1（NQO1）、谷胱甘肽還原酶（GSR）、葡萄糖6磷酸脫氫酶（G6PD）、谷氨酰半胱氨酸合成酶催化亞基（GCLC）、谷氨酸半胱氨酸連接酶修飾亞基（GCLM）、谷胱甘肽S轉移酶1（GSTP1）6個參與GSH代謝通路的NRF2靶向蛋白均下調，細胞表現(xiàn)出較低的GSH水平。由此猜測H19可能通過調控GSH通路參與卵巢癌的順鉑耐藥機制。此外，研究還證實高級別漿液性卵巢癌組織中H19的表達水平與癌癥復發(fā)有相關性。揭示了H19和GSH代謝在癌癥耐藥性調節(jié)中的一種前所未知的聯(lián)系。

8 結語

腫瘤細胞對化療藥物的耐藥性是晚期卵巢癌患者治療失敗和死亡的主要原因。而卵巢癌耐藥是一個多因素、多步驟、多基因參與的復雜過程。通過以上lncRNA對不同卵巢癌耐藥途徑影響的研究，可以發(fā)現(xiàn)一些lncRNA通過蛋白、miRNA、DNA和轉錄因子的介導等多種途徑調控化療耐藥。相關研究表明，lncRNA主要有以下3種功能：①作為化療耐藥的生物標志物，用于判斷是否存在卵巢癌耐藥以及耐藥是如何產(chǎn)生的，從而制定相應的癌癥治療方案；②通過研究這些lncRNA的靶點可以找到用于癌癥生物治療的靶點藥物，從而避免耐藥性，逆轉疾病的發(fā)展；③由于lncRNA作用于化療耐藥的多種調節(jié)途徑，因此，其可能有助于為患者量身定制治療方案，并在與治療決策相一致的時間范圍內確定哪些患者將受益于給定的治療。

然而，為了實現(xiàn)lncRNA為基礎的治療，有以下幾個領域有待探索。①作為生物標志物，雖然研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了某些lncRNA在卵巢癌患者、卵巢癌耐藥和健康對照組中差異表達，但很難確定使用哪個lncRNA進行篩選或診斷、篩選或診斷的時間，以及是否可以確定lncRNA與不同化療藥物耐藥及多藥耐藥的關系；②對于卵巢癌耐藥的治療，lncRNA的體內靶向治療存在一定的操作難度。這需要在接下來的研究中逐一解決。