長鏈非編碼RNA與HIPPO通路相互作用在消化系統(tǒng)腫瘤中的研究進(jìn)展

趙瑜， 張文波， 蔣鵬程

中國是消化系統(tǒng)腫瘤高發(fā)國家，每年新發(fā)胃癌、食管癌和結(jié)腸癌等超100萬例，給國家?guī)砹顺林氐尼t(yī)療和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[1]。消化系統(tǒng)腫瘤是發(fā)病率與死亡率均較高的惡性腫瘤，其臨床表現(xiàn)缺乏特異性[2]，患者確診時(shí)往往已發(fā)展至晚期，喪失了根治的機(jī)會(huì)，預(yù)后較差。因此，亟需尋找一種新的消化系統(tǒng)腫瘤早期診斷及治療方案。長鏈非編碼RNA (long non-coding RNA，lncRNA) 是一類沒有或僅有有限的蛋白質(zhì)編碼能力的新型RNA，它們因被發(fā)現(xiàn)參與腫瘤生物學(xué)中的各種細(xì)胞過程和關(guān)鍵功能而引起人們廣泛的興趣。LncRNA已被報(bào)道通過多種方式調(diào)節(jié)許多癌癥的表型，包括表觀遺傳修飾、 轉(zhuǎn)錄調(diào)控、RNA衰變、miRNA海綿等[3]。研究證實(shí)，lncRNA能夠通過參與調(diào)控多種信號(hào)通路，如Wnt通路、p53通路、Notch通路等，從而調(diào)控腫瘤細(xì)胞增殖、遷移等能力[4]。HIPPO信號(hào)通路近年來被發(fā)現(xiàn)在調(diào)控細(xì)胞生長、凋亡及組織器官大小等方面起重要作用，且與腫瘤關(guān)系密切[5]。關(guān)于lncRNA與HIPPO通路相互作用對(duì)消化系統(tǒng)腫瘤的影響方面的研究是近些年來的熱點(diǎn)問題，但目前尚缺乏歸納總結(jié)。本文就相應(yīng)問題的最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為消化系統(tǒng)腫瘤預(yù)測、診斷和治療提供新的思路。

1 LncRNA和消化系統(tǒng)腫瘤

LncRNA是一類轉(zhuǎn)錄本長度超過 200 nt 的非編碼RNA，幾乎沒有蛋白質(zhì)編碼能力，表達(dá)水平低于蛋白質(zhì)編碼轉(zhuǎn)錄本，但組織特異性高于蛋白質(zhì)編碼轉(zhuǎn)錄本[6]。以前，lncRNA被認(rèn)為是“轉(zhuǎn)錄噪聲”[7]。但近年來的研究表明，lncRNA 不僅參與了基因組印記、轉(zhuǎn)錄激活、 轉(zhuǎn)錄干擾及核內(nèi)運(yùn)輸?shù)榷喾N重要的調(diào)控過程， 還在多種疾病的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。 研究表明其可以影響包括侵襲轉(zhuǎn)移在內(nèi)的腫瘤的多種惡性表型[8]。例如，研究表明結(jié)直腸癌相關(guān)的LncRNA CCAL可以抑制蛋白質(zhì)AP-2α，借此削弱了該蛋白質(zhì)對(duì)結(jié)直腸癌細(xì)胞中β-catenin/Tcf4復(fù)合體的干擾作用，以此促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞的增殖[9]。LncRNA HOTAIR通過與PRC2結(jié)合表觀沉默miR-34a基因，下調(diào)C-Met(HGF/C-Met/SNAIL通路)的表達(dá)，從而促進(jìn)胃癌細(xì)胞的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)，加速腫瘤的轉(zhuǎn)移[10]。

2 HIPPO通路和消化系統(tǒng)腫瘤

HIPPO信號(hào)通路是一條進(jìn)化上高度保守的信號(hào)通路，在哺乳動(dòng)物器官發(fā)育大小的調(diào)節(jié)以及細(xì)胞的增殖和凋亡過程中起著重要的作用[11]。該通路最先于果蠅體內(nèi)被發(fā)現(xiàn)，后來陸續(xù)在哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)其同源蛋白。哺乳動(dòng)物HIPPO通路是由哺乳動(dòng)物不育系20 樣激酶1/2(mammalian sterile20-like kinase 1/2，MST1/2)、大腫瘤抑制激酶1/2(large tumor suppressor kinase 1/2，LATS1/2)、含WW結(jié)構(gòu)域的人同源重組蛋白1(salvador homology1，SAV1)及重組人MOB激酶激活因子1(MOB kinase activator 1，MOB1)以及下游的Yes激酶相關(guān)蛋白(yes-associated protein，YAP)和含PDZ結(jié)合基序的轉(zhuǎn)錄共激活因子(transcriptional co-activator with PDZ-binding motif，TAZ)等組成的一條激酶級(jí)聯(lián)信號(hào)通路[12]。與EGFR信號(hào)通路、TGF-β信號(hào)通路、Wnt通路等其他經(jīng)典信號(hào)通路不同， HIPPO信號(hào)通路沒有特定的受體和細(xì)胞外配體。機(jī)械應(yīng)力、細(xì)胞極性、細(xì)胞密度或者細(xì)胞間連接的變化等都能調(diào)控HIPPO信號(hào)通路[13-14]。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，當(dāng)HIPPO信號(hào)通路激活時(shí)，MST1/2與 SAV1 結(jié)合可以催化MOB1的磷酸化，而MOB1磷酸化后可將LATS招募到質(zhì)膜上從而磷酸化激活LATS?；罨腖ATS1/2磷酸化YAP的多個(gè)位點(diǎn)，其中絲氨酸127(S127)位點(diǎn)的磷酸化會(huì)使之與 14-3-3 蛋白結(jié)合滯留于胞質(zhì)中；此外，YAP的S381位點(diǎn)也會(huì)被磷酸化，而磷酸化的S381位點(diǎn)會(huì)進(jìn)一步誘導(dǎo)肌酸激酶CK1磷酸化S384位點(diǎn)，從而招募SCFβ-TRCPE3泛素連接酶最終導(dǎo)致YAP降解[15-16]?？偠灾?，HIPPO通路被激活后，上游級(jí)聯(lián)激活的激酶磷酸化YAP/TAZ，導(dǎo)致其被隔離在胞質(zhì)中，并最終被泛素化降解。相反，當(dāng)HIPPO通路被抑制時(shí)，未磷酸化的YAP和TAZ可轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞核內(nèi)與TEA結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄因子(TEA domain transcription factor， TEAD)1～4結(jié)合并促進(jìn)靶基因如CTGF、CDK1、survivin和MYC等的表達(dá)[17]。研究發(fā)現(xiàn)，HIPPO通路與多種消化道腫瘤的發(fā)生、惡化、轉(zhuǎn)移、化療耐藥等有關(guān)[18]。Da 等[19]檢測了98例胃癌組織，發(fā)現(xiàn)YAP能促進(jìn)Survivin的表達(dá)， 通過抑制細(xì)胞凋亡導(dǎo)致胃癌的發(fā)生，Wu等[20]對(duì)肝癌患者的YAP進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn) YAP 高表達(dá)者更易發(fā)生肝轉(zhuǎn)移。5-氟尿嘧啶是晚期結(jié)直腸癌患者常用的化療藥。在5-氟尿嘧啶耐藥結(jié)直腸癌細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)YAP的靶基因表達(dá)增加，提示YAP可能會(huì)促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞對(duì)5-氟尿嘧啶產(chǎn)生耐藥性[21]?？傊?，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)HIPPO通路可以被認(rèn)為是腫瘤治療及判斷預(yù)后的一個(gè)有前途的候選靶點(diǎn)。

3 LncRNA和HIPPO通路的相互作用對(duì)消化道腫瘤的影響

3.1 胃癌 胃癌是世界上最常見的惡性腫瘤之一，同時(shí)也是第三大癌癥相關(guān)死亡原因，對(duì)全球衛(wèi)生健康造成了沉重負(fù)擔(dān)[1]。雖然許多研究已經(jīng)研究了胃癌的潛在機(jī)制，但尋找新的治療靶點(diǎn)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。Wang等[22]通過分析TCGA數(shù)據(jù)庫選定了在人類胃癌組織中上調(diào)的lncRNA RP11-323N12.5，對(duì)其研究發(fā)現(xiàn)RP11-323N12.5通過與YAP啟動(dòng)子區(qū)域的c-myc結(jié)合，促進(jìn)了YAP的轉(zhuǎn)錄，此外，RP11-323N12.5還以依賴YAP激活的方式促進(jìn)腫瘤生長和免疫抑制。LncRNA FER1L4已被證實(shí)在很多癌癥如肝癌、肺癌等中起到重要作用[23-24]。FER1L4在先前即被發(fā)現(xiàn)可以通過下調(diào)人胃癌中第10號(hào)染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源的基因(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，PTEN)來抑制胃癌的進(jìn)展[25]。近年來，有研究表明，F(xiàn)ER1L4通過CXCR4/CXCR12軸抑制了胃癌細(xì)胞中的YAP及其下游通路，并以此抑制了GC細(xì)胞的侵襲、遷移和淋巴轉(zhuǎn)移[26]。此外，越來越多的研究表明，lncRNA-miRNA-mRNA 這種“三明治狀”的調(diào)控機(jī)制也可能是lncRNA調(diào)控腫瘤的可能途徑[27]。 Liu等[28]發(fā)現(xiàn)LINC00662可以通過海綿吸附miR-497-5P并阻止其與YAP結(jié)合，從而激活YAP下游通路，并促進(jìn)GC細(xì)胞的增殖和耐藥性。這并非孤例，早有報(bào)道指出，lncRNA HOTAIR可通過作為miR-126的競爭性內(nèi)源RNA(ceRNA)促進(jìn)胃癌的發(fā)生[29]。上述報(bào)道表明， lncRNA 可以通過HIPPO通路影響GC細(xì)胞的遷移、侵襲及化療耐藥等方面。不僅如此，多項(xiàng)研究表明，部分lncRNA也可以被HIPPO通路的核心成分如YAP蛋白所調(diào)控[30-31]。研究表明YAP蛋白可以直接與LINC01433的啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合并激活其轉(zhuǎn)錄，而有趣的是，上調(diào)的LINC01433同時(shí)會(huì)通過抑制YAP和LATS1的結(jié)合從而降低YAP磷酸化[32]。這種LINC01433和YAP的正反饋環(huán)路可能是胃癌治療一個(gè)有前途的治療靶點(diǎn)。

3.2 結(jié)直腸癌 lncRNA還參與調(diào)控HIPPO通路中從而影響結(jié)直腸癌發(fā)生進(jìn)程。Ni等[33]用RNA-seq篩選出了與YAP分子結(jié)合的lncRNA GAS5，并進(jìn)一步證實(shí)了lncRNA GAS5通過促進(jìn)YAP蛋白磷酸化和泛素化并致其降解，從而抑制了結(jié)直腸癌的進(jìn)展。然而在結(jié)腸癌細(xì)胞中，GAS5的表達(dá)被m6A閱讀器YTHDF3所抑制[33]。與之相對(duì)的，有報(bào)道指出，結(jié)腸癌中高表達(dá)的lncRNA B4GALT1-AS1同樣可以與YAP結(jié)合，促進(jìn)其轉(zhuǎn)運(yùn)入核并增強(qiáng)其轉(zhuǎn)錄活性，并以此促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞維持干性和遷移能力[34]。此外，lncRNA USP2-AS1被報(bào)道可以抑制YAP磷酸化從而保護(hù)其不被降解，進(jìn)而觸發(fā)YAP/TEAD軸的下游信號(hào)，促進(jìn)細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移以發(fā)揮致癌作用[35]。除了YAP蛋白外，HIPPO通路的其他成分如LATS2、TAZ等也會(huì)被lncRNA調(diào)控從而影響結(jié)直腸癌進(jìn)程。Du等[36]的研究表明，LINC00689可以作為ceRNA來海綿吸附miR-31-5p，并由此上調(diào) LATS2的表達(dá)；同時(shí)，上調(diào)的LATS2抑制了后續(xù)YAP通路的活性，從而抑制了腸癌的發(fā)生、5-FU耐藥和轉(zhuǎn)移。受轉(zhuǎn)錄因子STAT1調(diào)控的LINC00174被發(fā)現(xiàn)在結(jié)腸癌細(xì)胞中過表達(dá)，后續(xù)機(jī)制研究表明，LINC00174可能是miR-1910-3p的ceRNA，并以此上調(diào)TAZ的表達(dá)，促進(jìn)結(jié)腸癌的發(fā)展[37]。在結(jié)直腸癌中，HIPPO通路中的成分也可以調(diào)節(jié)lncRNA的表達(dá)或功能，如LINC00152，又稱lncRNA CYTOR。LINC00152在結(jié)腸癌中高表達(dá)并受YAP及其他HIPPO通路上游激酶的調(diào)控。研究發(fā)現(xiàn)LINC00152可以通過海綿吸附miR-185-3P和miR-632來上調(diào)FSCN1的表達(dá)，從而促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞的惡性增殖和轉(zhuǎn)移[38]。此外，YAP可以誘導(dǎo)MALAT1的表達(dá)，而MALAT1通過海綿miR-126-5p促進(jìn)結(jié)腸癌轉(zhuǎn)移相關(guān)分子血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor A，AVEGFA)、Slug蛋白和Twist蛋白等的表達(dá)，提示我們YAP1-MALAT1-miR126-5p軸可調(diào)控結(jié)腸癌血管生成和EMT， 影響結(jié)腸癌的發(fā)展過程[39]。

3.3 肝癌 肝細(xì)胞癌是肝癌中最常見的亞型，是全球第六大常見癌癥和第四大癌癥相關(guān)死亡原因[1]。許多研究表明，lncRNA的表達(dá)及HIPPO通路的活性肝癌患者中存在異常。Ni等[33]發(fā)現(xiàn)了lncRNA uc.134，它在腫瘤組織中表達(dá)明顯下調(diào)，且低表達(dá)與肝癌患者總生存率低相關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，lncRNAuc.134 可以與CUL4A結(jié)合并抑制CUL4A介導(dǎo)的LATS1泛素化，增強(qiáng)其穩(wěn)定性以激活HIPPO通路信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，抑制下游YAP的表達(dá)[40]。與之相反，有研究發(fā)現(xiàn)lncRNA ATB可以通過激活YAP蛋白和上調(diào)ATG5表達(dá)以調(diào)節(jié)肝癌自噬[41]。LncRNA CRNDE可以抑制HIPPO通路核心成分LATS2的表達(dá)以促進(jìn)肝癌的增殖、遷移和化療耐藥[42]，這提示lncRNA CRNDE有望成為肝癌治療的新靶點(diǎn)。Jia等[43]發(fā)現(xiàn)了在肝癌中下調(diào)的lncRNA PLK4，強(qiáng)效聚腺苷二磷酸核糖聚合酶1/2(PARP1/2)抑制劑他拉唑帕尼(talazoparib)可以特異性地促進(jìn)lncRNA PLK4表達(dá)上調(diào)，進(jìn)而使YAP失活并誘導(dǎo)細(xì)胞衰老來抑制肝癌細(xì)胞的生長。這提示我們lncRNA PlLK4/YAP介導(dǎo)的細(xì)胞衰老機(jī)制也可以作為肝癌治療的可能靶點(diǎn)。肝癌中，腫瘤抑制因子MT1DP也被發(fā)現(xiàn)在肝癌細(xì)胞內(nèi)一條正反饋環(huán)路所抑制。在這個(gè)回路中，YAP和Runx2協(xié)同結(jié)合到MT1DP啟動(dòng)子上，降低了MT1DP的轉(zhuǎn)錄，從而減輕了MT1DP對(duì)FoxA1表達(dá)的抑制。升高的FoxA1反過來又增強(qiáng)了Runx2和YAP的轉(zhuǎn)錄[44]。近年來，研究表明YAP與MALAT1啟動(dòng)子上的TCF/β-catenin結(jié)合協(xié)同促進(jìn)MALAT1的表達(dá)，而SRSF1則會(huì)阻止YAP與Tcf/β-catenin結(jié)合，過度表達(dá)的YAP則會(huì)通過與AMOT相互作用來抵消SRSF1對(duì)核內(nèi)MALAT1的抑制作用[45]。然而，又有研究表明MALAT1可以誘導(dǎo)SRSF1增加了肝癌細(xì)胞中TEAD1的表達(dá)[46]。由此，SRSF1抑制YAP卻又促進(jìn)YAP下游靶點(diǎn)TEAD1的表達(dá)，這是否是實(shí)驗(yàn)環(huán)境的差異導(dǎo)致的結(jié)果還有待更進(jìn)一步研究。

3.4 胰腺癌(pancreatic cancer，PC) 胰腺癌是一種惡性度極高的消化系統(tǒng)腫瘤, 手術(shù)切除率低, 預(yù)后極差。近年來的研究表明lncRNA可以通過HIPPO通路調(diào)節(jié)胰腺癌的進(jìn)展。Zhou等[47]發(fā)現(xiàn)胰腺導(dǎo)管癌中LncRNA MALAT1過表達(dá)，且與LATS1表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，與YAP1呈正相關(guān)；進(jìn)一步敲除后發(fā)現(xiàn)MALAT1的缺失可以抑制YAP1的表達(dá)并誘導(dǎo)LATS1的表達(dá)。但胰腺癌中MALAT1調(diào)節(jié)YAP1與LATS1的具體機(jī)制仍有待進(jìn)一步探索。LncRNA UCA1被報(bào)道可以使MST1/2的激酶活性喪失，從而導(dǎo)致LATS1和YAP的低磷酸化，并促進(jìn)了YAP的核定位；而表達(dá)上調(diào)的YAP也反過來促進(jìn)了UCA1的表達(dá)[48]。該反饋環(huán)路的發(fā)現(xiàn)提示我們UCA1可作為胰腺癌治療的新靶點(diǎn)。LINC01559也在胰腺癌中海綿吸附miR-607以進(jìn)一步激活下游的YAP。此外，LINC01559還被發(fā)現(xiàn)可以直接與YAP蛋白相互作用，可能會(huì)阻礙YAP的磷酸化，增強(qiáng)PC細(xì)胞中YAP的轉(zhuǎn)錄活性，促進(jìn)了胰腺癌細(xì)胞的增殖和遷移[49]。LncRNA THAP9-AS1通過作為海綿miR-484的ceRNA促進(jìn)YAP表達(dá)，與YAP相互作用阻斷LATS1介導(dǎo)的YAP磷酸化，促進(jìn)胰腺導(dǎo)管腺癌的生長并導(dǎo)致不良的臨床預(yù)后[50]。除了導(dǎo)致腫瘤生長之外，lncRNA還被發(fā)現(xiàn)可以通過HIPPO通路促進(jìn)腫瘤的化療耐藥。研究表明，胰腺癌中GAS5表達(dá)的下調(diào)使得其負(fù)性調(diào)控miR-181c-5p的作用降低，而胰腺癌細(xì)胞中過表達(dá)的miR-181c-5p通過抑制HIPPO信號(hào)通路顯著地促進(jìn)了胰腺癌細(xì)胞的化療耐藥[51]。

3.5 其他消化系統(tǒng)腫瘤 MALAT1作為在多種腫瘤中都高表達(dá)的lncRNA[39,47]， 也被發(fā)現(xiàn)可以促進(jìn)食管癌的遷移和增殖[52-53]，然而，其在食管癌進(jìn)展過程中的作用尚不清楚。Yao等[54]的報(bào)道首次證明了MALAT1可以直接與YAP蛋白結(jié)合，增強(qiáng)YAP蛋白表達(dá)及YAP轉(zhuǎn)錄活性；而新發(fā)現(xiàn)的MALAT1-YAP軸可以促進(jìn)食管鱗癌細(xì)胞的干性。研究表明肝母細(xì)胞瘤中低表達(dá)的LINC01314是一種腫瘤抑制因子，進(jìn)一步機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)LINC01314過表達(dá)可通過誘導(dǎo)MST1表達(dá)，促進(jìn)LATS1和YAP的磷酸化，從而抑制YAP的核定位，并且下調(diào)細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白(MCM7和cyclinD1)的表達(dá)以達(dá)到抑癌效果[55]。研究發(fā)現(xiàn)lncRNA MNX-AS1可以促進(jìn)MNX1的表達(dá)，而過表達(dá)的MNX1作為一種轉(zhuǎn)錄因子可以促進(jìn)Ajuba蛋白的表達(dá)以抑制HIPPO途徑的活性，隨著Ajuba蛋白表達(dá)的增加，MST1/2、磷酸化MOB1、磷酸化LATS1和磷酸化YAP的表達(dá)降低，而致癌基因YAP的表達(dá)顯著升高，促進(jìn)了肝內(nèi)膽管癌的進(jìn)展[56]。

4 總結(jié)與展望

多種lncRNA可通過直接與HIPPO通路的成分結(jié)合并調(diào)節(jié)它們的活性起作用，此外還可以通過lncRNA-miRNA-mRNA的ceRNA網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)HIPPO通路。lncRNA也受到HIPPO通路的調(diào)節(jié)。YAP被證明在很多腫瘤中起到促進(jìn)癌癥發(fā)展的作用，但依然有研究表明YAP在乳腺癌[57]和頭頸癌[58]中具有腫瘤抑制作用，這提醒我們需要進(jìn)一步關(guān)注YAP蛋白發(fā)揮功能的組織特異性。正如YAP在促進(jìn)腫瘤進(jìn)展和抑制腫瘤中的雙重作用一樣，一些lncRNA在不同的惡性腫瘤中表現(xiàn)出相反的作用。如MALAT1，被報(bào)道在肝癌[45]、胰腺癌[47]、食管癌[54]、結(jié)直腸癌[39]等中起促進(jìn)腫瘤的作用，又被發(fā)現(xiàn)在乳腺癌中其作為一種腫瘤抑制因子，通過與TEAD結(jié)合從而阻斷其與YAP的聯(lián)系，從而抑制癌細(xì)胞的遷移、侵襲和轉(zhuǎn)移[59]。因此，如果選擇某一lncRNA作為腫瘤治療的靶點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)考慮其在整體中發(fā)揮的作用。

研究lncRNA和HIPPO通路的互相作用可以讓我們對(duì)腫瘤的發(fā)生發(fā)展有更清晰更全面的了解，考慮到HIPPO通路及l(fā)ncRNA復(fù)雜的作用機(jī)制以及在不同腫瘤中的雙重作用，并且HIPPO通路還與其他通路如Wnt/β-catenin通路等相互作用[45,60]，這復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)仍需我們更進(jìn)一步的深入研究。隨著研究的不斷深入， lncRNA 及 HIPPO通路相關(guān)分子有望成為消化道腫瘤的早期診斷標(biāo)志物并為消化系統(tǒng)腫瘤的治療提供有效的治療靶點(diǎn)。