三陰性乳腺癌發(fā)生發(fā)展相關(guān)環(huán)狀RNA研究進(jìn)展

戴嘉婧 韓馨樂 鐘福波 林哲廣 江淑琪 韋偉 方征宇

據(jù)2018年全球癌癥數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，乳腺癌仍然是女性最常見的癌癥，也是女性患癌導(dǎo)致死亡的主要原因，2018年約有209萬新發(fā)診斷的乳腺癌病例和63萬的乳腺癌死亡病例，分別占女性癌癥總發(fā)病率的24.2%和女性癌癥死亡率的15%[1]。三陰性乳腺癌(triple-negative breast cancer，TNBC)因免疫組化特征缺乏雌激素受體(ER)、孕激素受體(PR)及表皮生長因子受體2(HER2)而得名，占所有乳腺癌的15%～20%[2]。TNBC侵襲性高，復(fù)發(fā)率高，對內(nèi)分泌治療反應(yīng)不敏感，缺乏有效個(gè)體化治療方案。有研究發(fā)現(xiàn)，年齡作為評價(jià)TNBC預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，因TNBC的高異質(zhì)性而呈現(xiàn)出手術(shù)后年齡越小，預(yù)后越差的臨床特征[3]。隨著非編碼RNA研究的深入，越來越多的非編碼RNA因?yàn)槠渑cTNBC的密切相關(guān)性而有成為潛在靶點(diǎn)的可能性。最近幾年，關(guān)于環(huán)狀RNA(circRNA)異常與TNBC相關(guān)性的研究和報(bào)道迅速增加。本文對TNBC和circRNA相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行綜述。

一、TNBC的分子靶點(diǎn)研究進(jìn)展

分子靶點(diǎn)的確定是研發(fā)治療TNBC藥物的基礎(chǔ)，目前針對TNBC分子靶點(diǎn)的研究主要圍繞乳腺癌發(fā)生發(fā)展的易感基因及其表達(dá)產(chǎn)物、信號通路相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子、非編碼RNA等。首先，基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)及蛋白質(zhì)組學(xué)的研究在不斷擴(kuò)大我們對TNBC生物異質(zhì)性和復(fù)雜性的認(rèn)識。例如，核受體家族的雄激素受體(androgen receptor,AR)在TNBC中的表達(dá)率約為20.7%，其作用于靶基因在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展中扮演著重要角色，AR陽性的TNBC病人有更好的總生存率，提示AR有成為TNBC新的預(yù)后指標(biāo)的可能性[4]。其次，F(xiàn)DA批準(zhǔn)的治療方案包括針對BRCA基因突變和表達(dá)PD-L1的TNBC病人分別使用PARP抑制劑(poly-ADP-ribose polymerase)和阿特珠單抗聯(lián)合紫杉醇治療[5]。其他常見分子靶點(diǎn)包括EGFR、VEGFR/VEGFR、PI3K/mTOR等，然而這些都是在腫瘤治療中廣泛應(yīng)用的分子靶點(diǎn)，特異性不高。值得一提的是，有研究發(fā)現(xiàn)TNBC信號通路下游的核心轉(zhuǎn)錄調(diào)控分子TAZ和YAP的表達(dá)與TNBC腫瘤大小、分級呈正相關(guān)，且在促腫瘤發(fā)生方面二者具有協(xié)同作用[6]，提示其潛在應(yīng)用性。

近年來，隨著非編碼RNA研究的廣泛深入，與TNBC發(fā)生發(fā)展相關(guān)的非編碼RNA研究也不斷見于報(bào)道。其中，很多微小RNA(microRNA)和長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA)都與TNBC發(fā)展密切相關(guān)而且可作為分子治療的靶點(diǎn)[7-9]。circRNA作為一類特殊的非編碼RNA，也已有不少報(bào)道與TNBC的發(fā)生發(fā)展密切有關(guān)。

二.circRNA及其在腫瘤發(fā)生發(fā)展的作用

circRNA是非編碼RNA家族中最晚發(fā)現(xiàn)的RNA，通常是由蛋白質(zhì)編碼外顯子的反向剪接產(chǎn)生的，其特征是存在通過反向剪接連接3'和5'末端的共價(jià)鍵，如由內(nèi)含子反向重復(fù)序列如Alu元件或RNA結(jié)合蛋白(RNA binding proteins,RBPs)如QKI蛋白介導(dǎo)的反向剪接機(jī)制生成了circRNA[10]。circRNA具有共價(jià)閉合環(huán)形結(jié)構(gòu)且無5'端帽子結(jié)構(gòu)和3'端多聚A尾結(jié)構(gòu)，這使circRNA能耐受核酸外切酶的消化而保持相對穩(wěn)定[11]。circRNA在組織和發(fā)育的特定階段中差異性表達(dá)，并且顯示出跨物種的保守性。

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中，circRNA主要是通過影響腫瘤細(xì)胞的增殖、上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)等過程調(diào)控腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)行為[12]。具體來說，circRNA可通過影響MAPK/ERK通路、PI3K/AKT通路或影響周期調(diào)控點(diǎn)等來調(diào)控腫瘤細(xì)胞增殖。例如在PI3K/AKT通路中，配體與受體酪氨酸激酶結(jié)合，激活PIK3進(jìn)而使AKT磷酸化促進(jìn)細(xì)胞增殖，在這一過程中，CDR1as和circNT5E通過促進(jìn)PIK3的表達(dá)來調(diào)控肝癌細(xì)胞的增殖進(jìn)程[13]。

三、TNBC病人癌與癌旁組織中差異表達(dá)的circRNA

1表達(dá)上調(diào)的17個(gè)circRNA ：高通量測序技術(shù)的發(fā)展使得TNBC中的大量異常表達(dá)的circRNA被發(fā)現(xiàn)。與正常癌旁組織相比，表達(dá)上調(diào)的circRNA有circGFRA1、circEPSTI1、circUBAP2、circANKS1B、circPLK1、circKIF4A、circTFCP2L1、circAGFG1、circRNA_069718、circRAD18、hsa_circ_0091074、circGNB1、circIFI30、circSEPT9、hsa_circ_0005320、hsa_circ_0058514、ciRS-7。其中，ciRS-7作為最早被發(fā)現(xiàn)的circRNA，廣泛地在各種不同腫瘤中發(fā)揮作用，如ciRS-7高表達(dá)可以促進(jìn)乳頭狀甲狀腺癌的增殖[14]，且高表達(dá)ciRS-7宮頸癌病人其腫瘤浸潤程度和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移可能性都更高；孟令嬌等[15]研究表明，在TNBC病人中，ciRS-7的高表達(dá)也與腫瘤浸潤和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移明顯相關(guān)，但ciRS-7在TNBC中是通過何種下游分子靶點(diǎn)發(fā)揮作用有待進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

2.表達(dá)下調(diào)的4個(gè)circRNA ：與正常癌旁組織相比，TNBC中表達(dá)下調(diào)的circRNA有circITCH、circAHNAK1、circTADA2A-E5 / E6、circFBXW7。其中，circITCH作為腫瘤抑制因子在其他的腫瘤中的表達(dá)水平也顯著下調(diào)，如結(jié)直腸癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、肺癌[16]。而circFBXW7通過編碼蛋白質(zhì)來抑制TNBC細(xì)胞的增殖和遷移能力[17]。

四.circRNA調(diào)控TNBC發(fā)展的不同分子機(jī)制

1.circRNA主要通過miRNA海綿作用在TNBC中調(diào)控下游靶基因：其中 ，與表達(dá)上調(diào)的circRNA結(jié)合的miRNA在TNBC中的表達(dá)水平都為下調(diào)，相反，與表達(dá)下調(diào)的circRNA結(jié)合的miRNA在TNBC中的表達(dá)水平都為上調(diào)，即miR-214、miR-17、miR-421、miR-203a-3p、miR-197-3p在TNBC中為促腫瘤因子，而與TNBC中表達(dá)上調(diào)的circRNA所結(jié)合的miRNA為TNBC中的抑癌因子。值得注意的是，miR-7在很多其他研究中證明不只可以結(jié)合circRNA，如第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的ciRS-7,還可以結(jié)合其他非編碼RNA如長非編碼RNA LINC00115進(jìn)而促進(jìn)乳腺癌的轉(zhuǎn)移[18]。盡管hsa_circ_0005320、hsa_circ_0058514、ciRS-7都有實(shí)驗(yàn)證明其高水平可以促進(jìn)TNBC的增殖等腫瘤生長效應(yīng)，但其機(jī)制是否是通過結(jié)合miRNA分子有待進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

2.circRNA直接翻譯蛋白質(zhì)調(diào)控TNBC：FBXW7-185aa被證實(shí)有抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖和遷移的功能，隨后研究發(fā)現(xiàn)circFBXW7編碼的FBXW7-185aa蛋白也可以有效地抑制TNBC的發(fā)展[17]。通過熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)和RNA免疫沉淀實(shí)驗(yàn)顯示，circFBXW7不僅可以充當(dāng)miR-197-3p的海綿進(jìn)而上調(diào)FBXW7表達(dá)來抑制TNBC的生長和轉(zhuǎn)移，其編碼的FBXW7-185aa蛋白通過增加FBXW7的豐度并誘導(dǎo)c-myc降解也可以抑制TNBC細(xì)胞的增殖和遷移能力[17]。

3.circRNA間接調(diào)控其親本基因或非親本基因 ：目前報(bào)道的circRNA中有5個(gè)通過結(jié)合miRNA后調(diào)控的下游靶基因?yàn)樵揷ircRNA的親本基因。circGFRA1可通過結(jié)合miR-34a來調(diào)控其親本基因GFRA1促進(jìn)TNBC的細(xì)胞增殖[19]；circITCH是通過結(jié)合miR-214和miR-17來調(diào)控其親本基因ITCH的表達(dá)[16]；circKIF4A發(fā)揮miRNA海綿功能結(jié)合miR-375來調(diào)控其親本基因的KIF4A的表達(dá)[20]；circPLK1發(fā)揮miRNA海綿功能結(jié)合miR-296-5p來調(diào)控其親本基因的PLK1的表達(dá)[21]；circFBXW7結(jié)合miR-197-3p來上調(diào)其親本基因FBXW7的表達(dá)[17]。

受到circRNA間接調(diào)控的非親本基因中，circIFI30通過circIFI30-miR-520b-3p-CD44軸調(diào)節(jié)CD44，在乳腺癌細(xì)胞中，CD44的丟失會導(dǎo)致腫瘤形成延遲[22]。因此，circIFI30激活CD44的表達(dá)進(jìn)一步促進(jìn)TNBC的進(jìn)展。circAGFG1通過circAGFG1-miR-195-5p-CCNE1軸調(diào)節(jié)靶基因CCNE1，研究證實(shí)circAGFG1的過表達(dá)會增加其靶基因CCNE1的mRNA和蛋白質(zhì)水平，而CCNE1為細(xì)胞周期蛋白E基因，研究發(fā)現(xiàn)其與腫瘤如子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生密切相關(guān)[23]，因此該軸的激活與促進(jìn)TNBC細(xì)胞增殖有關(guān)。

4.circRNA參與調(diào)控腫瘤相關(guān)信號通路：據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，TNBC相關(guān)的circRNA參與調(diào)控的信號通路有經(jīng)典Wnt/β-catenin通路、LIF/Stat3通路等。其中，低表達(dá)的circITCH通過circITCH-miR-214/17-ITCH軸激活其親本基因ITCH，而ITCH是Nedd4樣E3家族的一部分，它可以降解磷酸化后的無序結(jié)構(gòu)，從而使得經(jīng)典的Wnt信號通過失活[16]。而circTADA2A-E6可能參與調(diào)控了PI3K-AKT和mTOR信號通路[24]，但研究只是通過敲低或過表達(dá)circTADA2A-E6引起的細(xì)胞功能改變作以推測，具體是否引起該信號通路相關(guān)分子水平的變化需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

EMT受到信號通路的精確調(diào)控以確保不同分化的細(xì)胞在正確的時(shí)間內(nèi)正確定位，在癌癥發(fā)生的在早期如果EMT激活不當(dāng)，就會導(dǎo)致癌細(xì)胞發(fā)生遷移和侵襲。EMT主要由TGF-β家族配體誘導(dǎo)，它刺激R-SMADs和co-SMADs的磷酸化和核易位以激活SNAI，bHLH和ZEB轉(zhuǎn)錄因子[25]。在TNBC中，circANKS1B通過海綿作用結(jié)合miR-148a-3p和miR-152-3p的作用，增加轉(zhuǎn)錄因子USF1的表達(dá)，并上調(diào)TGF-1的表達(dá)，從而激活TGF-1/Smad信號通路來促進(jìn)EMT的發(fā)生[26]。

五、circRNA有望作為分子標(biāo)志物輔助診斷和治療TNBC

研究發(fā)現(xiàn)，血液或唾液中的外泌體可以分泌出circRNA，因其具有共價(jià)閉合結(jié)構(gòu)不易被核酸外切酶消化，表達(dá)水平保持相對穩(wěn)定。因此circRNA可以作為生物標(biāo)志物，對診斷包括腫瘤在內(nèi)的很多疾病有重要的意義[27]。同時(shí)，血液或唾液中的circRNA相較易降解的miRNA更適合作為分子標(biāo)志物監(jiān)控TNBC的腫瘤負(fù)荷。例如有研究報(bào)道，血漿外泌體中高表達(dá)的circPDE8A與胰腺導(dǎo)管癌病人的生存及預(yù)后呈負(fù)相關(guān)，而通過血液外泌體可以檢測到病人circPDE8A的表達(dá)量[28]。而關(guān)于TNBC病人血液外泌體中circRNA的研究，目前只有腫瘤抑制因子circFBXW7可以在外泌體中被檢測到的相關(guān)報(bào)道[17]。

在治療方面，有研究指出細(xì)胞外囊泡作為生物分子的內(nèi)源性載體，參與到細(xì)胞間物質(zhì)的運(yùn)輸及信息的交換，細(xì)胞外囊泡有可能將抑癌circRNA作為血液中循環(huán)生物標(biāo)志物，準(zhǔn)確地傳遞到作用位點(diǎn)，因此抑癌circRNA可能將作為工具在臨床上用于TNBC的治療[29]。