非編碼RNA在喉癌的差異表達(dá)及其意義

何星辰 綜述 喻國(guó)凍 審校

(1.貴州醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550004；2.貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科，貴州 貴陽(yáng) 550004)

喉癌是常見(jiàn)的頭頸部惡性腫瘤，其中喉部鱗狀細(xì)胞癌(laryngeal squamous cell carcinoma，LSCC)約占總數(shù)的95%[1]。雖然手術(shù)、放療、化療等傳統(tǒng)治療手段不斷發(fā)展并取得了一定進(jìn)步，但喉癌的5年生存率已經(jīng)從66%下降到63%[2]。近年來(lái)，分子靶向治療進(jìn)展迅速，具有特異性強(qiáng)、副作用小、耐藥性低等優(yōu)點(diǎn)，為喉癌提供了新的治療思路和方向。本文重點(diǎn)就喉癌中非編碼RNA的差異表達(dá)，探討其與喉癌發(fā)生、發(fā)展的聯(lián)系，展望其在分子靶向治療中的潛在價(jià)值。

1 微小RNA(microRNA，miRNA)與喉癌

miRNA是一類(lèi)大小約為18～22個(gè)核苷酸的RNA分子。有研究表明，miRNA與多種腫瘤的發(fā)生和發(fā)展關(guān)系密切，這些miRNA可以識(shí)別特定的靶mRNA，并在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)基因表達(dá)[3]。miRNA可與靶mRNA的3′非翻譯區(qū)(3′UTR)完全或部分互補(bǔ)結(jié)合，導(dǎo)致靶基因被切割或沉默，抑制蛋白質(zhì)翻譯從而調(diào)控基因表達(dá)。功能研究已經(jīng)證實(shí)，miRNA在腫瘤中可發(fā)揮癌基因或抑癌基因功能[4]。自1993年問(wèn)世以來(lái)，miRNA已在腫瘤的診治及預(yù)后等方面取得了一系列研究進(jìn)展[5]。近年來(lái)，大量研究表明miRNA在喉癌中呈現(xiàn)差異表達(dá)，從而發(fā)揮致癌或抑癌作用，有望成為喉癌分子靶向治療的新靶點(diǎn)。

1.1發(fā)揮原癌基因作用的miRNA miRNA-93(miR-93)屬miR-106-25基因簇，位于染色體的7q22.1。Xiao等[6]使用熒光素酶技術(shù)驗(yàn)證了miR-93可以結(jié)合細(xì)胞周期蛋白cyclin G2 (CCNG2)的3′非編碼區(qū)，且miR-93的表達(dá)量與CCNG2呈負(fù)相關(guān)；miR-93通過(guò)直接抑制CCNG2促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)，miR-93細(xì)胞中CCNG2的異位表達(dá)又可抑制miR-93對(duì)喉癌增殖的影響。此研究結(jié)果提示，miR-93-CCNG2調(diào)控軸可能在喉癌的發(fā)展中起著不可或缺的作用。miR-221是近年來(lái)研究較深入的微小RNA，Samia等[7]發(fā)現(xiàn)，miR-221在喉癌中表達(dá)下調(diào)，其作用機(jī)制與靶向作用于腫瘤抑癌基因凋亡蛋白酶活化因子(APAF-1)有關(guān)。另一項(xiàng)研究[8]證實(shí)，喉癌術(shù)后患者血漿中miR-221存在低表達(dá)，可見(jiàn)miR-221的表達(dá)與預(yù)后關(guān)系密切。Wu等[9]發(fā)現(xiàn)miR-148a和miR-375在LSCC組織中顯著上調(diào)，且miR-148a或miR-375在喉部發(fā)育不良患者中表達(dá)水平的升高可能與惡性轉(zhuǎn)化有關(guān)，因此miR-148a和miR-375可能成為L(zhǎng)SCC早期診斷的潛在生物標(biāo)志物。miR-23a和miR-27a基因是miR-23a/27a/24-2基因簇家族成員。miR-23a和miR-27a在LSCC中表達(dá)上調(diào)，miR-23a通過(guò)靶向調(diào)節(jié)APAF-1促進(jìn)喉癌細(xì)胞的增殖和凋亡，miR-27a則與喉癌分化程度呈負(fù)相關(guān)，并通過(guò)激活GSK-3β/β-catenin信號(hào)通路來(lái)抑制喉癌細(xì)胞分化[10-11]。Shuang等[12]證實(shí)miR-503在喉癌中高表達(dá)，其通過(guò)直接靶向作用于PDCD4促進(jìn)體內(nèi)和體外腫瘤的生長(zhǎng)和侵襲，發(fā)揮原癌基因的作用。

1.2發(fā)揮抑癌基因作用的miRNA miR-145和miR-375在喉鱗癌組織中低表達(dá)，與LSCC的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切，miR-145的抑癌基因作用是通過(guò)調(diào)控SOX2的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而miR-375則靶向作用于轉(zhuǎn)錄因子KLF4[13-14]。Cybula等[15]證實(shí)，PIK3R1、HACE1、miR-139-3p和miR-885-5p均為腫瘤抑制基因，并推測(cè)miR-885-5p和PIK3R1可能為鑒別喉癌組織和正常粘膜的最佳指標(biāo)。另有研究[16]報(bào)道，miR-204-5p通過(guò)靶向作用于FOXC1來(lái)抑制喉癌細(xì)胞的增殖轉(zhuǎn)移，提示miR-204-5p可能是未來(lái)LSCC分子治療的潛在靶點(diǎn)。Let-7家族的抑癌基因作用已得到廣泛認(rèn)同，人類(lèi)有10個(gè)成熟的let-7序列(let-7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7i, miR-98, and miR-202)，已有研究[17]證實(shí)let-7c通過(guò)靶向調(diào)節(jié)IGF1R和HMGA2發(fā)揮抑癌基因作用，這為探尋治療LSCC的新靶點(diǎn)提供了理論依據(jù)。新近研究[18]表明，miR-497在LSCC組織中較癌旁組織表達(dá)量降低，其通過(guò)下調(diào)細(xì)胞周期蛋白依賴激酶6(CDK6)的表達(dá)，顯著抑制LSCC細(xì)胞的增殖、克隆，同時(shí)誘導(dǎo)其細(xì)胞周期停止在G0/G1期，這可能為進(jìn)一步探索喉癌發(fā)病機(jī)制提供了新的見(jiàn)解。

2 長(zhǎng)鏈非編碼RNA(iong non-coding RNA，incRNA)與喉癌

2.1發(fā)揮原癌基因作用的lncRNA lncRNA H19是第1個(gè)被發(fā)現(xiàn)的lncRNA基因，Guan等[19]發(fā)現(xiàn)lncRNA H19和miR-675在喉癌組織中的表達(dá)顯著高于癌旁組織，而且兩者的表達(dá)對(duì)喉鱗癌細(xì)胞的增生、轉(zhuǎn)移和侵襲有著顯著影響。另一研究[20]報(bào)道，H19參與喉鱗癌的發(fā)病機(jī)制是通過(guò)調(diào)節(jié)miR-148a-3p/DNMT1軸實(shí)現(xiàn)的。長(zhǎng)鏈非編碼RNA 核富集轉(zhuǎn)錄體1(nuclear paraspeckle assembly transcript1，NEAT1)位于旁斑(paraspeckle)上，Wang等[21]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)NEAT1在LSCC組織中明顯高表達(dá)，其通過(guò)靶向作用于miR-107/CDK6通路促進(jìn)喉鱗癌細(xì)胞的增殖和侵襲。Zhuang等[22]觀察到結(jié)腸癌相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子1(CCAT1)在LSCC組織中上調(diào)，CCAT1過(guò)表達(dá)促進(jìn)Hep-2細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。另有研究[23]顯示，CCAT1/miR-218/ZFX 軸在LSCC體外和體內(nèi)的增殖和侵襲過(guò)程中均有表達(dá)，提示CCAT1/miR-218/ZFX 軸有望成為喉癌分子靶向治療的新靶標(biāo)。Gao等[24]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA PVT1和LOC157273在喉癌細(xì)胞周期調(diào)控中起著不可或缺的作用，其中l(wèi)ncRNA PVT1可降低hsa-miR-1207-5p的表達(dá)，增加LSCC細(xì)胞中葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(G6PD)的表達(dá)；lncRNA LOC157273在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的LSCC細(xì)胞中增加，且與下調(diào)的hsa-miR-145-5p和上調(diào)的CDK4、SEH1L和SMC1A密切相關(guān)。這些資料提示，lncRNA PVT1和LOC157273有望成為淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移性LSCC早期診斷的理想生物標(biāo)志物。Feng等[25]利用基因芯片技術(shù)發(fā)現(xiàn)，lncRNAs NR_027340，MIR31HG，SOX2-OT在喉癌組織中過(guò)表達(dá)，且LncRNA NR_027340、MIR31HG分別與ITGB1、HIF1A呈正相關(guān)，而LncRNA SOX2-OT與DDIT4呈負(fù)相關(guān)，這為探尋喉癌分子靶向治療的潛在生物標(biāo)志物提供了理論依據(jù)。

2.2發(fā)揮抑癌基因作用的lncRNA 與在喉癌中表達(dá)上調(diào)的lncRNA不同，部分lncRNA下調(diào)可發(fā)揮抑癌基因作用?，F(xiàn)有研究[26]顯示，86%(6/7)的喉癌組織中l(wèi)ncRNA AC026 166.2-001明顯下調(diào)，并且lncRNA RP11-169D4.1-001表達(dá)水平降低與頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及存活時(shí)間顯著相關(guān)，二者被認(rèn)為是LSCC中具有診斷價(jià)值的新型lncRNA，有望成為喉癌潛在的治療靶點(diǎn)。Li等[27]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA LET在喉癌細(xì)胞中顯著低表達(dá)，與喉癌分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有著密切聯(lián)系。另一項(xiàng)研究[28]報(bào)道，lncRNA AC026 166.2-001在LSCC組織中低表達(dá)與預(yù)后不良有關(guān)，且其發(fā)揮抑癌作用可能由激活miR-24-3p/p27軸來(lái)實(shí)現(xiàn)。Chen等[29]發(fā)現(xiàn)LSCC中腫瘤組織中AC008 440.10表達(dá)明顯下調(diào)，并證實(shí)其表達(dá)與LSCC分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組織(LNM)、存活時(shí)間有著顯著的相關(guān)性。近期有研究結(jié)果[30]顯示，lncRNA Dleu2和miR-16-1在喉癌組織中均下調(diào)，且LncRNA Dleu2可通過(guò)作用于miR-16-1來(lái)影響喉癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。因此，lncRNA Dleu2和miR-16-1可能是診斷喉癌的潛在生物標(biāo)志物和有效治療靶點(diǎn)。lncRNA GAS5全長(zhǎng)651nt，是與細(xì)胞生長(zhǎng)阻滯密切相關(guān)的基因[31]。研究[32]發(fā)現(xiàn)GAS5在喉癌組織中表達(dá)顯著降低，可通過(guò)負(fù)性調(diào)節(jié)E2F1和BTF3的表達(dá)來(lái)調(diào)控喉癌細(xì)胞的增殖和凋亡，提示GAS5/E2F1/BTF3有望成為喉癌治療的潛在干預(yù)靶標(biāo)。

3 環(huán)狀RNA(circular RNA，circRNA)與喉癌

circRNA是近年來(lái)腫瘤界研究較熱的內(nèi)源性非編碼RNA，具有由外顯子或內(nèi)含子環(huán)化形成的完整的共價(jià)環(huán)狀結(jié)構(gòu)，廣泛存在于哺乳動(dòng)物細(xì)胞中[33]。circRNA相對(duì)穩(wěn)定，在血液和唾液中大量表達(dá)，易于檢測(cè)，表明circRNA可能成為一種新的、理想的癌癥診斷和預(yù)后的生物標(biāo)志物[34]。最近的微陣列芯片研究顯示，喉癌組織中circRNA表達(dá)不同于其鄰近組織。Xuan等[35]發(fā)現(xiàn)hsa_circRNA_100855在喉癌組織中表達(dá)顯著上調(diào)，而hsa_circRNA_104912則顯著下調(diào)，二者均與喉癌的TNM分期及頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。Lu等[36]借助二級(jí)測(cè)序分析了LSCC中circRNA的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)有20個(gè)circRNA存在異常表達(dá)，其中16個(gè)表達(dá)上調(diào)，4個(gè)表達(dá)下調(diào)，4個(gè)顯著上調(diào)的circRNA和表達(dá)下調(diào)的hsa_circ: chr20:31876585 - 31,897,648很有可能成為L(zhǎng)SCC中最有潛力的生物標(biāo)志物。Zhao等[37]發(fā)現(xiàn)hsa_circ_0008832，hsa_circ_0033988， hsa_circ_0001445，和hsa_circ_0007013在喉癌組織中下調(diào)，且hsa_circ_0033988可以作為miRNA響應(yīng)元件(MRE)海綿調(diào)控LSCC的靶基因。因此，circRNA很可能參與了喉癌的發(fā)生與發(fā)展，為喉癌分子靶向治療提供有力依據(jù)。

綜上所述，非編碼RNA在喉癌中差異表達(dá)及作用的研究取得了一定進(jìn)展，但仍有許多問(wèn)題有待進(jìn)一步探索和解決。喉癌的發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚，在其發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中存在多種癌基因或抑癌基因的異常表達(dá)，研究非編碼RNA及其調(diào)控機(jī)制，有望為進(jìn)一步探索喉癌的分子靶向治療提供重要的理論依據(jù)。隨著對(duì)非編碼RNA作用機(jī)制及喉癌發(fā)病機(jī)制的深入研究，相信未來(lái)分子靶向治療將在喉癌治療中發(fā)揮日益重要的作用。