腫瘤相關巨噬細胞與長鏈非編碼RNA在腫瘤發(fā)展中的研究進展*

葛將 李文坤 李倩 王蕓 王亞丹 綜述 吳靜② 審校

1 長鏈非編碼RNA

2003年人類基因組測序完成后，發(fā)現僅有20 000個基因參與蛋白質編碼，然而超過98%的基因不進行蛋白質翻譯，稱為非編碼RNA（non-coding RNAs，ncRNAs）［1］。傳統意義上的ncRNAs分為兩大類。第一大類根據長度的不同分為：長度＜200個核苷酸的短鏈非編碼RNA，如microRNA（miRNA）、轉運RNA（tRNA）；長度超過200個核苷酸達到10萬個堿基對的長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）。第二大類組成包括：在X染色體失活中發(fā)揮重要作用的X染色體失活特異轉錄物（X-inactive-specific transcript，Xist）、同源框基因反義基因間RNA（homeobox gene antisense intergenic RNA，HOTAIR）、H19［2］。

1.1 lncRNA分類和結構

lncRNA構成了非編碼基因組大部分空間，根據其在基因組上相對于蛋白質編碼基因的位置，lncRNA分類為正義lncRNA、反義lncRNA、雙向lncRNA、基因間lncRNA、內含子lncRNA。這些非編碼轉錄本通常與相應的mRNA編碼序列存在部分重疊，可能具有mRNA相同的功能。lncRNA包括一類不同轉錄本，其結構類似于mRNA，但不編碼蛋白質［3］。與mRNA相同，大多數lncRNA也是由RNA聚合酶Ⅱ轉錄，進行可選擇性剪切，可能攜帶有單核苷酸多態(tài)性（SNPs），進行5’端加帽和聚腺苷酸化［4］。結構上，lncRNA可以形成復雜二級結構及復雜高級結構，增強識別蛋白質的能力［5］。

1.2 lncRNA調控機制

lncRNA在轉錄和轉錄后水平調控基因表達［6］。在轉錄水平，lncRNA通過順式或者反式作用以與染色質修飾酶相互作用、誘捕轉錄因子和直接與啟動子結合等方式導致基因的激活或沉默［7-9］。lncRNA LNAPPCC與EZH2結合，抑制EZH2與PCDH7啟動子結合，下調PCDH7啟動子中組蛋白H3K27me3水平，激活PCDH7的表達［10］。lncRNA HAND2-AS1將轉錄因子E2F4募集到C16orf74啟動子區(qū)域，并下調C16orf74表達。有報道表明，HAND2-AS1通過募集轉錄因子E2F4抑制C16orf74表達而抑制宮頸癌發(fā)生發(fā)展［11］。在轉錄后水平，lncRNA通過介導翻譯和增強部分互補mRNA的穩(wěn)定性調控基因表達；lncRNA干涉RNA結合蛋白，影響剪切和翻譯過程以及調節(jié)蛋白質的活性和位置；lncRNAs作為競爭性內源性RNA（ceRNA）吸附micRNA［12］。lncRNA RPPH1通過與β-Ⅲ微管蛋白（TUBB3）相互作用，阻止其泛素化，從而誘導大腸癌細胞上皮-間充質轉化［13］。lncRNA CASC19作為ceRNA通過CASC19/miR-130b-3p/ZBR2軸調控非小細胞肺癌進展［14］。lncRNA功能與其亞細胞定位有關［15］，細胞核內的lncRNA主要參與指導和招募組蛋白蛋白修飾酶、轉錄因子到達特定基因位點，最終引起轉錄抑制因子失活和致癌基因激活［16］。細胞質中l(wèi)ncRNA通常作為ceRNA調控mRNA蛋白穩(wěn)定性參與細胞生物學進程［7］。多項數據表明，lncRNA在不同疾病的基因表達，尤其是惡性腫瘤中發(fā)揮重要調節(jié)作用［17］。在癌癥中異常表達的lncRNA可以作為診斷、預后的分子標記，以及癌癥治療潛在靶點［18］。

2 腫瘤相關巨噬細胞

腫瘤是一個多基因多因素疾病，除腫瘤細胞之外，腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）其他組成部分也介入到腫瘤發(fā)展過程中。TME與腫瘤細胞之間相互關系對腫瘤發(fā)生發(fā)展起重要作用。除了腫瘤細胞，TME由許多不同的非癌細胞類型組成，包括內皮細胞、脂肪細胞、成纖維細胞、肌成纖維細胞、周細胞、平滑肌細胞以及不同的免疫細胞［19］。來源于骨髓的單核細胞隨著血液循環(huán)遷移到組織和器官，之后分化為巨噬細胞［20］。巨噬細胞是不同的群體，不斷改變其功能表型應對不同壓力條件［21］。在TME當中，巨噬細胞受到不同刺激極化成兩種不同亞型巨噬細胞：傳統激活型M1巨噬細胞亞型和交替激活型M2巨噬細胞亞型［22］。在非惡性腫瘤中，大多數巨噬細胞是M1亞型，主要發(fā)揮促炎作用，以抗原呈遞和促進腫瘤消亡為特征。惡性腫瘤中的巨噬細胞，通常被稱為腫瘤相關巨噬細胞（tumor-associated macrophages，TAMs），主要是M2亞型，產生細胞因子和下調抗炎免疫反應促進腫瘤進展［21］。巨噬細胞從M1亞型轉變成M2亞型是可逆過程，取決于微環(huán)境中的信號［23］。

實體TME中，外周血單核細胞通過血管浸潤到腫瘤組織中極化為TAMs，腫瘤發(fā)展不同時期有不同亞型［24］。腫瘤發(fā)展早期階段，TAMs發(fā)揮促炎表型作用，啟動抗腫瘤I型炎癥反應，通過釋放TNF-α、ROS或者吞噬作用抑制腫瘤細胞生長［25-26］。腫瘤進展期，TME刺激巨噬細胞分泌IL-10、TGF-β限制細胞毒性T淋巴細胞和自然殺傷細胞的活性。大多數腫瘤中，巨噬細胞大量浸潤與臨床預后不良相關［27］。TAMs占據腫瘤實體50%以上，大多數為M2亞型。高密度的TAMs與多種腫瘤預后不良有極大相關性［28］。TAMs是TME主要的免疫抑制細胞，被認為是腫瘤干性和藥物抵抗主要促進因素［29］。有研究表明，lncRNA在癌癥免疫方面發(fā)揮重要作用，包括免疫激活、免疫細胞遷移和抗癌細胞毒性［30］。腫瘤發(fā)展過程中，TAMs在TME中發(fā)揮不同作用，lncRNA與TAMs在腫瘤發(fā)展過程中存在調控關系。

3 腫瘤組織內lncRNA通過TAM對腫瘤細胞作用

lncRNA是免疫細胞激活和分化的重要調控者［31］。肝癌細胞中高表達的lnc LINC00662 與miRNA-16、miRNA-107、miRNA-15a結合調控WNT3A表達水平發(fā)揮ceRNA的機制，高表達的WNT3A激活腫瘤細胞內Wnt/β-catenin信號通路促進肝癌細胞增殖、遷移和侵襲，同時高表達的WNT3A激活TME中TAMs內Wnt/β-catenin信號通路，使其表現為M2型功能巨噬細胞［32］。

lncRNA RP11-361F15.2在骨肉瘤組織中表達顯著增加，其表達與CPEB4的表達呈正相關，與miRNA-30c-5p表達呈負相關。過表達RP11-361F15.2在體外增加了骨肉瘤細胞遷移/侵襲和TAMs M2樣極化，并促進了體內移植瘤生長。RP11-361F15.2通過miRNA-30c-5p促進CPEB4介導腫瘤發(fā)生和TAM M2樣極化，RP11-361F15.2/miRNA-30c-5p/CPEB4環(huán)可作為治療內肉瘤潛在策略［33］。在結直腸癌癌細胞中，高表達的lncRNA RPPH1被TME中巨噬細胞攝取，促使巨噬細胞分化為M2型TAMs，腫瘤細胞中的RPPH1既可對自身作用發(fā)揮促進腫瘤侵襲和遷移作用，又可通過促使M2型極化，間接促進腫瘤侵襲和遷移［34］。目前，M1型巨噬細胞抑制腫瘤進展，M2型巨噬細胞促進腫瘤進展被廣泛接受，如CASC2c［35］、GNAS-AS1［36］通過一定機制調控TME中巨噬細胞浸潤、極化，lncRNAs通過調控M1或者M2極化對腫瘤進展產生不同作用。異常表達的lncRNAs可作為腫瘤早期診斷分子或潛在治療靶點和未來研究的治療方向。

4 TAMs中l(wèi)ncRNA對腫瘤細胞的作用

有報道顯示，TAMs中l(wèi)ncRNA通過調控巨噬細胞極化亞型，對腫瘤細胞產生不同作用。在乳腺癌中，敲降TME中TAMs內linc-p21逆轉TAMs功能亞型，同時增加抗乳腺癌能力，促進腫瘤細胞凋亡，抑制腫瘤細胞遷移和侵襲。linc-p21可以直接作用于p53，去除MDM2對p53的降解作用，促進乳腺癌微環(huán)境TAMs亞型維持作用。敲降TAMs中l(wèi)inc-p21，p53與linc-21之間的作用關系減弱，增強p53與MDM2之間的作用關系，激活NF-κB和STAT3信號通路，逆轉TAMs的亞型，產生大量的TNF-α殺傷腫瘤細胞發(fā)揮抗腫瘤作用［37］。lncRNA ANCR在TAMs中高表達，使TAMs不表現為M1功能亞型，ANCR在誘導M1型巨噬細胞中呈現低表達，過表達M1中ANCR后，通過下調FoxO1蛋白，抑制M1功能亞型巨噬細胞極化，胃癌發(fā)生侵襲和遷移的能力增強［38］。在肝細胞癌中，lncRNA cox-2在M1型巨噬細胞中高表達，敲降lncRNA 后，M1 型巨噬細胞分子標記IL-12、iNOS、TNF-α表達下降，而M2型分子標記IL-10、Arg1、Fizz-1表達增加，逆轉巨噬細胞M1表型為M2亞型。敲降lncRNA cox-2的M1型巨噬細胞與肝癌細胞共培養(yǎng)，抑制肝癌細胞增殖、侵襲、遷移和上皮間充質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）。lncRNA cox-2通過促進M1型巨噬細胞極化抑制肝癌細胞的免疫侵襲和遷移，同時抑制M2型巨噬細胞極化［39］。相關的疾病中l(wèi)ncRNAs與TAM極化相互作用的相關機制見表1。

表1 不同腫瘤中l(wèi)ncRNA與TAMs極化

目前，臨床上已采取針對TAMs作為靶點的臨床治療方式，腫瘤常規(guī)治療方式主要包括手術、放療、化療，存在一定不良反應，動員和加強免疫系統，以識別和消除癌細胞。這些治療方法之一就是以單核細胞和巨噬細胞作為免疫治療靶點。主要是從以下幾個方面進行干預：阻止巨噬細胞聚集到腫瘤組織中；消除在腫瘤組織中已經存在的TAMs；將TAMs重編程為抑癌的M1型巨噬細胞；中和TAMs產生的促腫瘤產物；利用TAMs傳遞殺腫瘤藥物進入到微環(huán)境中［23］。

TAMs內lncRNA調控TME中巨噬細胞極化，進而影響腫瘤進展。lncRNA還影響腫瘤血管生成，lncRNA MALAT1抑制了VEGF-A的產生，損害了HUVECs血管生成［40］。TAMs通過局部降解細胞外基質，釋放內皮細胞生長刺激因子FGF-2、VEGF、GM-CSF等刺激內皮細胞增殖和遷移，影響血管成熟，進而促進腫瘤血管生成［41］。在M2中高表達，M1中低表達的LncRNA-MM2P，增強M2巨噬細胞促血管生成功能，進而促進腫瘤進展［42］。

5 結語

了解lncRNA結構和功能，可進行以lncRNA為基礎的腫瘤治療。根據lncRNA 與TAMs 之間的關系及對腫瘤產生的作用，未來臨床上可為腫瘤新的診斷分子及治療靶點提供線索。