LncRNA和其他表觀遺傳學(xué)在三陰性乳腺癌中的研究進(jìn)展

孫含笑，張風(fēng)華

0 引言

乳腺癌（breast cancer,BC）是目前女性患病率最高的惡性腫瘤之一，死亡人數(shù)在前十名的惡性腫瘤中占14%，僅次于肺癌[1]。乳腺癌有很強(qiáng)的異質(zhì)性，這種異質(zhì)性超出了腫瘤之間的多樣性[2]。三陰性乳腺癌（triple negative breast cancer,TNBC）占乳腺癌發(fā)病的15%～20%，是一種具有侵襲性強(qiáng)、預(yù)后差、較早出現(xiàn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等特點(diǎn)的乳腺癌分子亞型，因缺乏激素受體（hormone receptor,HR）及表皮生長因子受體（human epidermal growth factor receptor 2,HER-2）而缺少相應(yīng)的治療靶點(diǎn)，化學(xué)藥物治療是目前的主導(dǎo)治療方式，然而，耐藥性成為其治療的主要障礙[3]。分型不同，即使同為TNBC患者，相似的化療方案也會產(chǎn)生不同的結(jié)果[4]。

TNBC的無病生存期（DFS）、總生存期（OS）、5年生存率均低于其他亞型，而且在發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移后生存期僅為12～18月[5-6]。目前TNBC缺乏標(biāo)準(zhǔn)的分子靶向治療藥物，因此我們必須尋找潛在的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)以更精確地預(yù)測和治療TNBC。本文概述了目前與BC，尤其是與TNBC表達(dá)相關(guān)的LncRNA及其表觀遺傳的研究。

1 TNBC的表觀遺傳改變

表觀遺傳學(xué)研究基因表達(dá)的可遺傳的變化，而不涉及核苷酸序列的任何改變。它可以通過組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑、DNA甲基化、基因沉默等經(jīng)典的表觀遺傳機(jī)制，以及最近發(fā)現(xiàn)的miRNA、LncRNA等非編碼RNA的表達(dá)來調(diào)控基因表達(dá)。分析TNBC生物標(biāo)志物的一種方法是分析其表觀遺傳變化。但關(guān)于表觀遺傳控制所涉及的機(jī)制仍存在許多問題，這使人們對表觀遺傳的興趣日益增加。

1.1 LncRNA

全基因組序列的出現(xiàn)使人們發(fā)現(xiàn)了多種新的基因。在對新基因的探索中發(fā)現(xiàn)了多種LncRNA，卻沒有發(fā)現(xiàn)更多的蛋白質(zhì)基因。人類基因組中大約80%的基因被轉(zhuǎn)錄，然而只有不到2%的轉(zhuǎn)錄基因組編碼蛋白質(zhì)，剩余的基因組則由非編碼RNA（ncRNA）組成。它不參與蛋白質(zhì)的翻譯過程，但轉(zhuǎn)錄后可以控制基因的表達(dá)。并且LncRNA在發(fā)育復(fù)雜的生物基因組中種類數(shù)量較多，表明基于RNA的控制水平在多細(xì)胞生物進(jìn)化中具有重要意義[7]。LncRNA幾乎與人類所有的生物過程相關(guān)，其中包括基因印記、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、轉(zhuǎn)錄干預(yù)、端粒維持、表觀遺傳機(jī)制調(diào)控、細(xì)胞分化、胚胎發(fā)育和病理功能障礙[7]等。

1.2 癌癥中的LncRNA表達(dá)

癌癥基本上是一種遺傳性疾病，改變細(xì)胞信息傳遞可以改變細(xì)胞穩(wěn)態(tài)并促進(jìn)腫瘤生長[8]。調(diào)節(jié)DNA突變可通過改變增強(qiáng)子和啟動子活性或染色質(zhì)狀態(tài)而影響轉(zhuǎn)錄過程，從而導(dǎo)致癌癥中LncRNA表達(dá)差異。非編碼基因組內(nèi)的單基因核苷酸多態(tài)性（SNP）和拷貝數(shù)的改變或突變可以顯著改變LncRNA的轉(zhuǎn)錄[8]。例如，與血清PSA檢測相比，PCA3作為尿液中前列腺癌的生物標(biāo)志物，已成為前列腺癌有用的非侵入性實(shí)驗(yàn)指標(biāo)，具有提高特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值的特點(diǎn)[9]。目前各種人類腫瘤（包括結(jié)腸癌、卵巢癌、甲狀腺癌和乳腺癌）中都發(fā)現(xiàn)了LncRNA不同表達(dá)，表明LncRNA可能作為早期腫瘤檢測或預(yù)后判斷的生物標(biāo)志物[10-12]。

1.3 LncRNA在三陰性乳腺癌中的表達(dá)

過去十余年，已有多項(xiàng)研究明確了與TNBC相關(guān)的LncRNA的變化。最近發(fā)現(xiàn)與TNBC侵襲和轉(zhuǎn)移、化療效果、發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后相關(guān)的主要LncRNA，見表1～3，這些研究結(jié)果對TNBC生物學(xué)各個(gè)方面的影響存在很大的不一致性，說明在將LncRNA作為生物標(biāo)志物的分析中需要進(jìn)行更好地驗(yàn)證，以提高其可靠性。同時(shí)有研究表明一些LncRNA表達(dá)與HR狀態(tài)相關(guān)，靶向這些受體的LncRNA表達(dá)可能是TNBC中受體表達(dá)缺乏的原因。因此我們將進(jìn)一步探索TNBC中可能涉及的LncRNA。

表1 與TNBC侵襲和轉(zhuǎn)移相關(guān)的LncRNA表達(dá)相關(guān)分析Table 1 Expression of LncRNAs that associated with invasion and metastasis of TNBC

表2 與TNBC化療效果相關(guān)的LncRNA表達(dá)相關(guān)分析Table 2 Expression of LncRNAs that associated with chemotherapy effect of TNBC

表3 與TNBC發(fā)生發(fā)展及預(yù)后相關(guān)的LncRNA表達(dá)相關(guān)分析Table 3 Expression of LncRNAs that associated with development and prognosis of TNBC

2 DNA甲基化

DNA甲基化，是正常哺乳動物發(fā)育中調(diào)節(jié)基因功能的可遺傳的表觀遺傳過程[31]。根據(jù)Brinkman等[32]的研究，通過全基因組甲基化測序（WGBS）分析了30個(gè)原發(fā)性BC的DNA甲基化譜，發(fā)現(xiàn)在原發(fā)性乳腺癌樣本中，部分甲基化結(jié)構(gòu)域（PMD）的甲基化水平和基因組大小在腫瘤之間差異很大，強(qiáng)調(diào)了甲基化喪失的高度變異。BC表觀遺傳組的主要特征是，PMD甲基化的廣泛喪失及其高變性，與此直接相關(guān)的是，CpG島高甲基化是大多數(shù)腫瘤的一般標(biāo)志。

2.1 TNBC中的DNA甲基化

Stirzaker等為鑒定TNBC患者的DNA甲基化標(biāo)記，使用癌癥基因組圖譜數(shù)據(jù)（TCGA），根據(jù)疾病結(jié)果（預(yù)后差，預(yù)后中等和預(yù)后良好）將患者分為三組。研究發(fā)現(xiàn)，基因標(biāo)記中腫瘤DNA甲基化水平低的TNBC患者預(yù)后最好，甲基化水平高者預(yù)后中等，腫瘤甲基化水平中等的患者預(yù)后最差[33]。TET1蛋白是DNA去甲基化過程中的重要酶類，TET1具有脫甲基酶活性，在40%的TNBC中過表達(dá)，與CpG島低甲基化及TNBC不良總生存相關(guān)[34]。BRCA1和BRCA2基因是與乳腺癌遺傳高風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)的主要基因，Prajzendanc等發(fā)現(xiàn)外周血中BRCA1啟動子甲基化將TNBC的患病風(fēng)險(xiǎn)提高了5倍，通過甲基化突變或基因沉默使BRCA1基因體細(xì)胞失活是BRCA1基因功能損傷導(dǎo)致癌癥的一種通路[35]。同時(shí)賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶（SMYD2）作為癌基因，可以通過甲基化以及抑制STAT3和NF-κB的P65亞基的活性來促進(jìn)TNBC的進(jìn)展[36]。SYNPO2作為腫瘤抑制基因，通過抑制YAP/TAZ活性抑制TNBC轉(zhuǎn)移，其啟動子甲基化可使Synaptopodin-2下調(diào)，TNBC5年復(fù)發(fā)增加；相反，沉默SYNPO2可增強(qiáng)腫瘤轉(zhuǎn)移。

2.2 LncRNA與其他表觀遺傳學(xué)的相互作用

已有研究表明基因失活的表觀遺傳機(jī)制可以通過其他表觀遺傳過程來控制，LncRNA可以靶向DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNMT）并影響DNA甲基化過程，如Linc00152可激活DNMT，使腫瘤抑制基因BRCA1和PTEN基因失活，從而促進(jìn)TNBC的發(fā)生[28]；人內(nèi)源性反轉(zhuǎn)錄病毒（HERVS）衍生的HROJAN（LncRNA AK124454序列）通過ZMYND8降解來促進(jìn)TNBC進(jìn)展，TROJAN可在多種細(xì)胞系中上調(diào)轉(zhuǎn)移相關(guān)基因，而靶向TROJAN可明顯抑制TNBC進(jìn)展，TROJAN與轉(zhuǎn)移抑制因子（ZMYND8）結(jié)合，使其作用喪失，從而增強(qiáng)TNBC增殖和侵襲，導(dǎo)致愈后不良[27]。LINC01416在不同分子亞型的乳腺癌組織中表達(dá)水平也不同，在HR陽性、HER2陽性乳腺癌中表達(dá)最高，在TNBC中低表達(dá)，可作為乳腺癌不良愈后的生物標(biāo)志物，受TGFβ和黏著斑激酶（FKA）信號調(diào)節(jié)[37]。煙酰胺磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶反義轉(zhuǎn)錄物可通過兩種不同的方式調(diào)節(jié)NAMPT的表達(dá)，其中一種是募集POU2F2（NAMPT-AS的結(jié)合蛋白，也可以作為與NAMPT啟動子區(qū)域結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子）來激活NAMPT的轉(zhuǎn)錄；另一種是充當(dāng)競爭性內(nèi)源RNA來抑制NAMPT在miR-548b-3p的降解[19]。據(jù)報(bào)道，在TNBC中明顯增強(qiáng)的DNA損傷特異性組蛋白伴侶蛋白紫杉醇PNK樣因子（APLF）是必需的TNBC生物標(biāo)志物和治療靶標(biāo)。APLF的下調(diào)會上調(diào)E-鈣黏蛋白（CDH1）的表達(dá)，并抑制上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）相關(guān)基因，從而抑制MDA-MB-231細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移[38]。基于組蛋白修飾圖譜分析，一些研究旨在重建表觀遺傳失調(diào)基因的正常表達(dá)。因此，轉(zhuǎn)移性TNBC細(xì)胞已用于評估特定的組蛋白修飾抑制劑誘導(dǎo)或減少TNBC轉(zhuǎn)移的能力，還分析了上皮和細(xì)胞黏附標(biāo)記的變化，以了解組蛋白修飾對EMT的作用，并最終確定潛在的診斷和預(yù)后生物標(biāo)記。

3 結(jié)論

由于TNBC的異質(zhì)性，TNBC的治療已進(jìn)入個(gè)性化治療時(shí)代，以期降低疾病進(jìn)展及復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，而個(gè)性化治療應(yīng)該了解疾病發(fā)生發(fā)展的各個(gè)階段，如疾病通路、遺傳學(xué)、蛋白組學(xué)水平的生物信息及生物標(biāo)志物等，發(fā)現(xiàn)更具針對性及毒性更低的治療方法，因此我們必須加深對LncRNA發(fā)生及與之相關(guān)表觀遺傳變化的理解。本綜述總結(jié)了一定的證據(jù)，證明LncRNA可作為腫瘤診斷的生物標(biāo)記及治療靶點(diǎn)，概括了不同表觀遺傳變化在TNBC中的聯(lián)系。從分子水平入手，提高對生物過程的理解，更好地了解疾病過程并確定穩(wěn)定有效的生物標(biāo)志物。然而，LncRNA在BC不同亞型中的相對表達(dá)水平特別是TNBC亞型中的表達(dá)仍有待確定。