Lnc-CASC2 相關(guān)通路在消化系統(tǒng)及其他器官系統(tǒng) 腫瘤中的研究進(jìn)展

劉少杰，肖瑞，任建軍

(1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，內(nèi)蒙古自治區(qū) 呼和浩特 010050；2.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，內(nèi)蒙古自治區(qū) 呼和浩特 010050；3.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院，內(nèi)蒙古自治區(qū) 呼和浩特 010050)

0 引言

LncRNA 是長度大于200 個核苷酸的非編碼RNA[1]。起初，人們普遍認(rèn)為其為RNA 聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄副產(chǎn)物，沒有實(shí)質(zhì)的生物學(xué)功能。然而，1991 年Nature 等雜志陸續(xù)發(fā)表有關(guān)Xist 參與X 染色體失活的調(diào)控的文章，為人們提供了lncRNA 可能發(fā)揮生物作用的研究新思路。有證據(jù)表明，lncRNA 參與細(xì)胞分化、細(xì)胞譜系選擇、器官發(fā)生和組織穩(wěn)態(tài)等一系列生物學(xué)過程[2]。

癌癥易感候選基因2(Cancer Susceptibility Candidate 2，CASC2)是最先在子宮內(nèi)膜癌中被發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證的LncRNA。CASC2 位于染色體10q26編碼區(qū)域，其五個外顯子經(jīng)過選擇性剪接可以產(chǎn) 生 三 種 不 同 的mRNA：CASC2a，CASC2b 和CASC2c[3]。CASC2 在腫瘤及炎癥中的表達(dá)具有明顯的異常，由其介導(dǎo)調(diào)控的通路研究復(fù)雜多樣。例如，CASC2 不僅可以通過ceRNA 轉(zhuǎn)錄后調(diào)控模式在腫瘤細(xì)胞的一系列生物學(xué)過程中發(fā)揮作用[4]，也可以參與調(diào)控不同的信號通路影響腫瘤的增殖、凋亡、侵襲及遷移等生物學(xué)行為。研究發(fā)現(xiàn)，CASC2在多數(shù)腫瘤中表現(xiàn)為抑癌趨勢，只在極少數(shù)如膽管癌、星形細(xì)胞瘤等中發(fā)揮促癌作用。本文擬對LncRNA-CASC2 相關(guān)信號通路在消化系統(tǒng)及其他器官系統(tǒng)中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，現(xiàn)報道如下。

1 CASC2 在消化系統(tǒng)腫瘤中的研究進(jìn)展

隨著分子生物學(xué)研究的逐漸深入，CASC2 在消化系統(tǒng)腫瘤中的作用顯現(xiàn)出不可忽視的重要意義。其在肝癌、胃癌及胰腺癌等腫瘤中的表達(dá)異常為臨床靶向治療提供了新思路。下面我們將分別介紹其在相關(guān)器官系統(tǒng)中的研究進(jìn)展。

表1 CASC2 在消化系統(tǒng)腫瘤中的研究進(jìn)展

1.1 CASC2 在肝癌中的研究

肝細(xì)胞癌(HCC)是世界上最常見的惡性腫瘤之一，其癌癥相關(guān)死亡率僅次于肺癌和胃癌[5]。既往研究表明，MAPK 通路是許多信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的共同交匯通路之一，其可以把細(xì)胞外的信號轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)，產(chǎn)生多種不同的效應(yīng)。MAPK 有四種亞族，即ERK、p38、JNK 和ERK5。其中JNK 和p38 主要參與細(xì)胞的炎癥反應(yīng)和應(yīng)激反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，肝癌發(fā)生發(fā)展中存在著一條經(jīng)典的CASC2/MAPK 通路，CASC2 通過失活MAPK 途徑抑制細(xì)胞增殖，遷移和侵襲，從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[6]。在HCC 中，ERK信號通路具有MAPK 通路的核心分子，激活后可介導(dǎo)細(xì)胞增殖，凋亡和侵襲，隨著CASC2 過表達(dá)，p-ERK1/2 水平將受到抑制，從而抑制HCC 細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲及集落形成等一系列生物學(xué)行為，同時，miR-183 會發(fā)生海綿化，使其無法很好地激活Wnt/β-catenin 信號傳導(dǎo)途徑[5,7]。NF-κB是真核細(xì)胞控制細(xì)胞增殖和細(xì)胞存活的基因調(diào)節(jié)因子,被認(rèn)為是腫瘤發(fā)生的關(guān)鍵啟動子，參與機(jī)體的炎癥反應(yīng)、免疫應(yīng)答、細(xì)胞凋亡、應(yīng)激反應(yīng)等一系列生物學(xué)過程。有研究發(fā)現(xiàn)，CASC2 可以通過直接靶向miR-362-5p 抑制NF-κB 途徑，從而促進(jìn)HCC 細(xì)胞凋亡[8]。2018 年，研究人員在HCC 中檢測到了PTEN/Akt/mTOR 信號通路所調(diào)控的蛋白，即CASC2 可以上調(diào)PTEN 蛋白表達(dá)，同時可以下調(diào)Akt 及mTOR 蛋白表達(dá)，有研究表明PTEN 能夠負(fù)向調(diào)節(jié)Akt/mTOR 通路，降低p-Akt 活性分子水平，抑制下游信號通路的異常表達(dá)，從而達(dá)到誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，抑制細(xì)胞增殖的作用[9,10]。

1.2 CASC2 在胰腺癌中的研究

據(jù)統(tǒng)計，胰腺癌(PC) 是2012 年全球癌癥第七大死亡相關(guān)的主要原因，其5 年總生存率低于8%[15]。肝細(xì)胞核因子1α(HNF1A) 是PC 中可能的腫瘤抑制因子，CASC2 基因具有HNF1A 響應(yīng)元件(CASC2-HNF1A RE)，HNF1A 可以通過直接結(jié)合CASC2-HNF1A RE 來促進(jìn)CASC2 表達(dá)。Li 等人發(fā)現(xiàn)PTEN/Akt 信號傳導(dǎo)參與CASC2 的HNF1A調(diào)控，CASC2 和HNF1A 表達(dá)正相關(guān)，當(dāng)CASC2 過表達(dá)時，PTEN 表達(dá)會隨之上調(diào)，而p-Akt/Akt 和p-mTOR/mTOR 則出現(xiàn)下調(diào)現(xiàn)象，因此，團(tuán)隊(duì)提出了胰腺癌中HNF1A/CASC2/PTEN/Akt 信號通路[16]。同時，CASC2 也可以通過下調(diào)miR-21 上調(diào)PTEN，從而發(fā)揮抑癌作用[17]。此外，人參皂苷Rg3 可以通過上調(diào)CASC2 并激活PTEN 信號傳導(dǎo)來抑制耐吉西他濱藥物的胰腺癌細(xì)胞的生長，這為臨床治療胰腺癌提供了可靠的參考價值[18]。Zhou等人在PC 中提出CASC2 改變細(xì)胞之間粘附的推論，并通過驗(yàn)證ITGB4 和p-FAK 含量降低、N-鈣粘蛋白和MMP( 基質(zhì)金屬蛋白酶) 表達(dá)減弱、E-鈣粘蛋白表達(dá)增強(qiáng)以及形態(tài)學(xué)改變證明了這一點(diǎn)。不僅如此，通過功能喪失和功能獲得實(shí)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)miR-24 也在調(diào)節(jié)著ITGB4/FAK 途徑和胰腺癌細(xì)胞EMT 的進(jìn)展，其發(fā)揮的是促進(jìn)腫瘤細(xì)胞遷移和侵襲的作用，同時研究人員首次證實(shí)了MUC6和miR-24 的相關(guān)性，且CASC2 可以充當(dāng)miR-24 的ceRNA 來調(diào)控其下游靶標(biāo)MUC6，由此提出了CASC2 的過表達(dá)抑制miR-24，進(jìn)而激活MUC6來調(diào)節(jié)細(xì)胞粘附并抑制胰腺癌的生長和發(fā)展的推論[15]。雖然目前有關(guān)CASC2 在胰腺癌中的研究報道較少，但其現(xiàn)有成果仍帶給研究人員可靠的研究思路，為胰腺癌后續(xù)的研究及診治指明了方向。

1.3 CASC2 在胃癌中的研究

胃癌是消化系統(tǒng)常見的惡性腫瘤，被認(rèn)為是癌癥相關(guān)死亡的常見因素之一[19]。Mao 等人在胃癌中發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證了經(jīng)典的CASC2/MAPK 通路,特別是ERK1/2 和JNK 組分對于胃癌的調(diào)控。CASC2過表達(dá)可以顯著抑制ERK1/2 和JNK 的表達(dá)，同時研究人員發(fā)現(xiàn)CASC2 過表達(dá)和抑制ERK1/2 或JNK 的聯(lián)合治療可以在體外產(chǎn)生協(xié)同抑制胃癌發(fā)生發(fā)展的明顯作用[20]。Wen 等人發(fā)現(xiàn)，在胃癌細(xì)胞及組織中E2F6 和CASC2 表達(dá)呈明顯的負(fù)相關(guān)趨勢，同時E2F6 可以反向調(diào)控胃癌細(xì)胞中CASC2的表達(dá)，而沉默CASC2 后又可以使得E2F6 下調(diào)所發(fā)生的變化逆轉(zhuǎn)，從而加劇胃癌細(xì)胞的集落形成及侵襲并降低凋亡率[19]。此外，過表達(dá)CASC2 會使耐DDP(順鉑)的胃癌細(xì)胞對DDP 敏感性增加，而如果沉默CASC2 后其親代細(xì)胞對DDP 的敏感性則會減低。同時，團(tuán)隊(duì)提出并通過實(shí)驗(yàn)成功驗(yàn)證了CASC2 通過使miR-19a 海綿化而改善胃癌細(xì)胞對DDP 敏感性的推論[21]。目前來看，有關(guān)CASC2 在胃癌發(fā)生發(fā)展中的明確調(diào)控機(jī)制仍處于研究階段，仍需要我們不斷探索發(fā)掘。

1.4 CASC2 在食管癌中的研究

食管癌是全球最常見的第八大惡性腫瘤，死亡率排第六位[22]。近年來，有關(guān)CASC2 在食管癌中的研究開始興起。既往研究表明，SOCS1 是細(xì)胞因子信號的負(fù)反饋調(diào)節(jié)因子，在細(xì)胞的激活、增殖、轉(zhuǎn)移、分化和耐藥中起重要作用，Ying 等人證實(shí)了CASC2 和miR-155 之間的直接相互作用關(guān)系，認(rèn)為CASC2 可以通過競爭性結(jié)合miR-155 上調(diào)SOCS1 表達(dá)[23]，同時CASC2 和SOCS1 蛋白之間的也具有直接相互作用關(guān)系，即CASC2 可以通過與SOCS1 蛋白結(jié)合來抑制其泛素化水平，從而提高SOCS1 蛋白穩(wěn)定性[24]。Zhao 等人發(fā)現(xiàn)，由CASC2靶向的miR-181a 在食管癌中呈現(xiàn)過度表達(dá)，CASC2 可以負(fù)向調(diào)控miR-181a 從而抑制Akt 表達(dá)，且由CASC2/miR-181a/Akt 構(gòu)成的信號通路可以增強(qiáng)順鉑在食管癌治療中的抗腫瘤作用[25]。以上便是有關(guān)食管癌中CASC2 的研究概況與價值。

1.5 CASC2 在大腸癌中的研究

大腸癌是全球最常見的胃腸道癌癥，其存在較為明顯的年輕化趨勢[26,27]。2016 年，研究人員首次在大腸癌中驗(yàn)證了CASC2/miR-18a/PIAS3/STAT3 相關(guān)信號通路，證實(shí)CASC2 和miR-18a 負(fù)相關(guān)，而CASC2 和PIAS3 則正相關(guān)，上調(diào)miR-18a 對于PIAS3 的表達(dá)下調(diào)可以起到一定的作用，進(jìn)而增強(qiáng)STAT3 介導(dǎo)的基因表達(dá)，作為STAT3 的特異性阻遏物，上調(diào)miR-18a 的直接靶標(biāo)PIAS3可以明顯抑制結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展，同時，上調(diào)CASC2 能夠通過延長G0/G1-S 相變在體外和體內(nèi)抑制細(xì)胞增殖和腫瘤生長。即CASC2 可以競爭性結(jié)合miRNA-18a 從而通過上調(diào)PIAS3 下調(diào)STAT3 繼而抑制大腸癌的發(fā)生發(fā)展[4]。此外，其他團(tuán)隊(duì)試著研究miR-21 在大腸癌中與CASC2 的聯(lián)系，但沒有發(fā)現(xiàn)二者相關(guān)聯(lián)的具體證據(jù)，這與二者在其他癌中已證實(shí)的關(guān)系不符，為我們初步剔除了一條似乎并不可行的研究通路[28]。Dai 等人發(fā)現(xiàn)CASC2 可以在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)Bcl-2 蛋白的表達(dá)，CASC2 可以抑制AUF1 與BCL2 基因的結(jié)合，從而使得BCL-2 翻譯失活，進(jìn)而抑制大腸癌的發(fā)展，此即CASC2/AUF1/Bcl-2 信號通路[29]。同年，該團(tuán)隊(duì)又提出了另一種CASC2/EZH2/BCL2通路的推論，即上調(diào)CASC2 可以與EZH2 增強(qiáng)子發(fā)生相互作用并使BCL2 表達(dá)沉默而發(fā)揮抗大腸癌發(fā)生發(fā)展的作用，也就是說CASC2 可以通過與EZH2 結(jié)合來抑制BCL2 表達(dá)發(fā)揮其抗腫瘤特性[30]。該團(tuán)隊(duì)兩篇文章都立足于黃連素(Berberine)進(jìn)行研究，討論了黃連素在抗癌時的相關(guān)作用機(jī)制，研究發(fā)現(xiàn)，使用黃連素后，CASC2 會呈現(xiàn)過表達(dá)態(tài)勢，而CASC2 表達(dá)下調(diào)時，黃連素對CASC2通路中Bcl-2 蛋白的抑制作用將被逆轉(zhuǎn)，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證明黃連素可以抑制大腸癌細(xì)胞株的活力，促進(jìn)細(xì)胞凋亡[29,30]，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果為臨床工作提供了指導(dǎo)性價值，也為我們提供了基因-細(xì)胞-組織-藥物驗(yàn)證的科研思路。

1.6 CASC2 在口腔癌中的研究

口腔癌是世界第六大最常見的癌癥，其發(fā)病率在發(fā)展中國家排第三位[31]。其中，口腔癌中最常見的組織類型是口腔鱗狀細(xì)胞癌(OSCC)[32]。2018年，研究人員首次在口腔癌中驗(yàn)證了CASC2/miR-21 通路的作用，研究發(fā)現(xiàn)，CASC2 可以通過下調(diào)miR-21 來抑制口腔鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生發(fā)展。此外，上調(diào)CASC2 可以抑制miR-21 的表達(dá)，PDCD4 基因表達(dá)及PDCD4 蛋白水平與CASC2 表達(dá)呈正相關(guān)趨勢，而與miR-21 表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。值得一提的是，PDCD4 不僅是miR-21 的靶標(biāo)，同時也是參與細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵抑癌基因[33,34]。這些研究在很大程度上填補(bǔ)了CASC2 在口腔癌中的研究空白，為我們臨床及科研工作提供了巨大的參考價值。

表2 CASC2 在其他腫瘤中的研究進(jìn)展

2 CASC2 在其他腫瘤中的研究

隨著CASC2 研究的深入，越來越多相關(guān)通路在腫瘤中的作用被發(fā)現(xiàn)，其調(diào)控機(jī)制也越來越明確，同時研究人員們也認(rèn)識到了其分子機(jī)制的的復(fù)雜性。Liu 等人發(fā)現(xiàn)，在星形細(xì)胞瘤中，CASC2 亞類中的CASC2c 與miR-101 存在明顯的負(fù)相關(guān)趨勢，miR-101 的低表達(dá)是CPEB1 高表達(dá)的原因之一，而上調(diào)的CASC2c 可能是miR-101 的低表達(dá)和CPEB1 過表達(dá)的原因，但其三者之間的具體作用及因果關(guān)系尚不明確，且此時高表達(dá)的CASC2c極有可能發(fā)揮促癌及導(dǎo)致預(yù)后不良的作用[35]。這也是為數(shù)不多的幾例CASC2 發(fā)揮促癌作用的案例之一。此外，Jiang 等人在神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞瘤中提出并驗(yàn)證了CASC2/miR-193a-5p/mTOR 信號通路，研究發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)CASC2 后，該軸可以使腫瘤對于TMZ 的敏感性增加，提升治療效果[36]。也有團(tuán)隊(duì)在該年發(fā)現(xiàn)了另一條可靠的CASC2/miR-181a/PTEN/p-AKT 通路，文中指出，CASC2 通過抑制miR-181a 上調(diào)PTEN 表達(dá)，進(jìn)而下調(diào)p-AKT 表達(dá)并使神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞對TMZ 敏感性增加[37]。

CASC2/miR-18a-5p 軸的作用在多種癌中被發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌、黑色素瘤、鼻咽癌中其被驗(yàn)證分別 以CASC2/miR-18a-5p/CDK19 信 號 通 路[39]、CASC2/miR-18a-5p/RUNX1 信號通路[40]、CASC2/miR-18a-5p/RBBP8 信號通路[41]發(fā)揮著抑癌作用。2017 年，非小細(xì)胞肺癌的RNPC1/CASC2/miR-181a 正向調(diào)控環(huán)的假設(shè)[42]、骨肉瘤中CASC2/miR-181a/RASSF6 信號通路[43]、黑色素瘤中CASC2/miR-181a/PLXNC1 信號通路[44]幾乎同時被提出，使得人們對CASC2/miR-181a 軸的認(rèn)識更加深入。

伴隨著LncRNA 的研究熱潮，CASC2 在甲狀腺乳頭狀癌、前列腺癌、膀胱癌、卵巢癌、宮頸癌、腎癌中作為ceRNA 的抑癌調(diào)控機(jī)制及通路也被發(fā)現(xiàn)[45-52]。這不僅為我們提供了治療相關(guān)癌癥的良好思路，同時也體現(xiàn)了CASC2 的重要性。

3 小結(jié)與展望

目前，CASC2 的研究尚在起步階段，其在腫瘤及炎癥中的作用也逐漸被人們廣泛認(rèn)識并熟知。由現(xiàn)有研究我們不難發(fā)現(xiàn)，CASC2 在大多數(shù)腫瘤的發(fā)生發(fā)展中扮演著抑癌基因角色。CASC2 參與著腫瘤相關(guān)信號通路及轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，其不僅可以通過影響多種miRNAs,如miR-24、 miR-183、miR-367 等發(fā)揮調(diào)控作用，同時也可以通過與蛋白相互作用直接影響信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。對于該LncRNA 而言，現(xiàn)有的研究手段主要為細(xì)胞學(xué)和組織學(xué)驗(yàn)證，雖然也存在利用裸鼠進(jìn)行動物實(shí)驗(yàn)的文章，但相對較少。據(jù)我們的研究統(tǒng)計，目前CASC2 相關(guān)通路在消化系統(tǒng)腫瘤中的研究較其他癌中為多，約占52%。這也說明其在未來有望成為消化系統(tǒng)腫瘤預(yù)測及預(yù)后評估指標(biāo)，成為新的腫瘤治療靶點(diǎn)。我們有理由相信，在不久的將來，CASC2 的具體作用靶點(diǎn)及信號通路將被清楚地揭示，針對其抑癌作用的藥物也將使得廣大的患者群體受益，實(shí)現(xiàn)疾病真正的早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療。

由CASC2 現(xiàn)有研究成果推廣來看，一條信號通路可能調(diào)控著不僅一種腫瘤的發(fā)生發(fā)展，一種腫瘤的形成也可能被多條信號通路調(diào)控著，其中是否具有某種潛在的協(xié)同作用，抑或是由生物學(xué)上的個體差異決定，更或者是因多種不同環(huán)境刺激引起的不同的結(jié)果，其中的奧秘仍有待我們繼續(xù)探索。不僅如此，信號通路在調(diào)控炎癥及腫瘤的形成與進(jìn)展時，是否存在著不同信號介質(zhì)或同種信號傳遞過程中的串聯(lián)、并聯(lián)關(guān)系及信號強(qiáng)弱依賴性，即在信號傳遞過程中是否會因信號的強(qiáng)弱而引起不同的結(jié)果也是我們可以思考并探索的話題。