HOX轉(zhuǎn)錄反義RNA在卵巢癌中的研究進(jìn)展

甘 露，鄭 洪

2020年全球約31萬例女性被診斷為卵巢癌，約21萬例患者死亡，5年生存率僅45%[1]。卵巢癌生長迅速、侵襲性強(qiáng)、易發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，超過70%的卵巢癌患者確診時(shí)已為晚期[2]。由于治療手段的局限性、疾病的快速進(jìn)展以及癌癥轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)的頻繁發(fā)生，患者預(yù)后較差[3]。因此，尋找卵巢癌新的檢測靶點(diǎn)和治療靶點(diǎn)，探索更多的卵巢癌機(jī)制具有重要意義。長鏈非編碼RNA(lncRNA)影響腫瘤的生物學(xué)行為及腫瘤化療抵抗是目前的研究熱點(diǎn)，HOTAIR作為研究最多的lncRNA，其表達(dá)與多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，并在卵巢癌的發(fā)生、進(jìn)展以及耐藥中起關(guān)鍵作用，故探索兩者之間的關(guān)系，有利于為卵巢癌的臨床診斷、治療及預(yù)后提供依據(jù)。

1 HOATIR的概述

HOTAIR屬于典型的反義lncRNA，最早在人成纖維細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn)[4]，定位于人類染色體12q13.13區(qū)域，是HOX基因家族HOXC11基因的反義鏈，調(diào)節(jié)HOXD基因簇，并強(qiáng)制沉默目的基因的表達(dá)[5]。HOTAIR是調(diào)節(jié)染色質(zhì)狀態(tài)和沉默基因轉(zhuǎn)錄的重要調(diào)控因子，HOTAIR的5′端通過與EZH2亞基直接作用與多梳抑制性復(fù)合物(polycomb repressive complex 2, PRC2)結(jié)合，EZH2是PRC2復(fù)合體中組蛋白H3第27位賴氨酸三甲基化(histone H3 tri-methylated at lysine 27, H3K27me3)的主要催化因子。另外，HOTAIR的3′端和組蛋白去甲基化酶LSD1/CoREST/REST復(fù)合物結(jié)合，形成一種催化組蛋白H3第4位賴氨酸二(H3K4me2)甲基化的去甲基化酶。HOTAIR通過與這兩個(gè)復(fù)合物協(xié)調(diào)橋接，繼而使該染色體區(qū)段處于封閉狀態(tài)，這些表觀遺傳學(xué)變化導(dǎo)致目的基因沉默，與癌癥發(fā)展和進(jìn)展有關(guān)的各種下游基因失調(diào)，最終表現(xiàn)出促進(jìn)腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的作用[5]。近年研究發(fā)現(xiàn)，HOTAIR在多種癌癥中表達(dá)增高，且與腫瘤生長、侵襲等有關(guān)，還可抑制抑癌基因、影響腫瘤化療的敏感性。

2 HOTAIR的基因多態(tài)性和卵巢癌的易感性

有文獻(xiàn)報(bào)道[6-7]HOTAIR基因中的特定基因變異可能增加人群的卵巢癌易感性。Qiu等[8]發(fā)現(xiàn)HOTAIR rs920778的TT基因型和T等位基因與卵巢癌風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)，與腫瘤晚期分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。rs920778位點(diǎn)位于HOTAIR的內(nèi)含子增強(qiáng)子區(qū)域，rs920778的多態(tài)性可以改變?cè)撛鰪?qiáng)子的活性，導(dǎo)致HOTAIR過表達(dá)。因此，HOTAIR rs920778的狀態(tài)可以用于預(yù)測卵巢癌患者預(yù)后，以及正常女性人群中卵巢癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的標(biāo)志物。

3 HOATIR與卵巢癌臨床病理特征的關(guān)系

近年研究證實(shí)HOTAIR作為原癌基因與多種癌癥的轉(zhuǎn)移有關(guān)，如子宮內(nèi)膜癌[9]、胰腺癌[10]、肝細(xì)胞癌[11]。Qiu等[12]采用qRT-PCR技術(shù)檢測HOTAIR的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)HOTAIR在人漿液性卵巢癌組織中的表達(dá)水平明顯高于正常組織，HOTAIR高表達(dá)促進(jìn)卵巢癌增殖、遷移和侵襲，且與FIGO晚期和高組織學(xué)分級(jí)、不良預(yù)后相關(guān)[13-14]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)性卵巢癌組織中HOTAIR表達(dá)較原發(fā)癌增加，與化療敏感卵巢癌細(xì)胞和組織相比，耐藥卵巢癌細(xì)胞HOTAIR表達(dá)明顯升高[15]。但是，HOTAIR在不同臨床病理分型卵巢癌中的表達(dá)還有待進(jìn)一步探究。

4 HOTAIR參與卵巢癌發(fā)生、發(fā)展及耐藥

4.1 HOTAIR作為miRNA的ceRNA參與卵巢癌發(fā)生、發(fā)展及耐藥目前，lncRNA-miRNA-mRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)被廣泛認(rèn)可，在該網(wǎng)絡(luò)中l(wèi)ncRNA充當(dāng)ceRNA，從而降低miRNA靶點(diǎn)的表達(dá)，影響轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。多項(xiàng)研究表明HOTAIR可作為miRNA的ceRNA參與卵巢癌發(fā)生、發(fā)展及耐藥。

4.1.1HOTAIR與Rab22 Rab22屬于小GTPase，屬于Rab家族內(nèi)吞通路，其通過招募Rabex-5，與Rabex-5和Rab5相互作用，進(jìn)而通過整合素介導(dǎo)的信號(hào)通路調(diào)控癌細(xì)胞增殖。研究表明過表達(dá)miR-373可降低Rab22a的表達(dá)水平，且顯著抑制卵巢癌細(xì)胞的增殖，而HOTAIR與miR-373的表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)。因此，HOTAIR可能作為miR-373的ceRNA，競爭性結(jié)合miR-373，正向調(diào)控Rab22a的表達(dá)促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞增殖[16]。

4.1.2HOTAIR-miR-206-CCND1/CCND2通路 CCND1和CCND2屬于d型細(xì)胞周期蛋白家族，通常被認(rèn)為是人類癌癥啟動(dòng)子，其上調(diào)與腫瘤進(jìn)展和轉(zhuǎn)移相關(guān)，在卵巢癌組織中高表達(dá)。miR-206可以抑制卵巢癌細(xì)胞的遷移和侵襲，導(dǎo)致細(xì)胞周期阻滯在G0/G1期，Chang等[17]通過熒光素酶報(bào)告實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)miR-206可直接靶向CCND1和CCND2的3′UTR，抑制CCND1和CCND2的表達(dá)。研究結(jié)果證實(shí)HOTAIR可通過ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)負(fù)向調(diào)控miR-206，從而增強(qiáng)CCND1和CCND2的表達(dá)，促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。一種新的HOTAIR-miR-206-CCND1/CCND2通路調(diào)控軸被揭示參與促進(jìn)卵巢癌的發(fā)生，但還需要進(jìn)一步體內(nèi)實(shí)驗(yàn)來證實(shí)其在卵巢癌中的作用。

4.1.3HOTAIR與卵巢癌干細(xì)胞干性維持 越來越多的證據(jù)表明，腫瘤干細(xì)胞是導(dǎo)致化療耐藥和腫瘤復(fù)發(fā)的主要原因，其具有自我更新、耐藥和上皮-間質(zhì)表型等獨(dú)特特性[18]。卵巢癌干細(xì)胞有助于腫瘤的啟動(dòng)，以及腫瘤免疫耐受、轉(zhuǎn)移和化療耐藥[19]，因此，清除卵巢癌干細(xì)胞對(duì)改善卵巢癌患者預(yù)后至關(guān)重要。Zhang等[20]研究發(fā)現(xiàn)HOTAIR可作為miR-206的ceRNA，維持卵巢癌干細(xì)胞的干性。證明HOTAIR可作為miR-206的ceRNA，通過上調(diào)T-box轉(zhuǎn)錄因子3(T-box transcription factor 3, TBX3)的表達(dá)促進(jìn)卵巢癌干細(xì)胞的干性，HOTAIR缺失導(dǎo)致球體形成能力下降，順鉑耐藥性降低，體內(nèi)致瘤性降低。

4.2 HOTAIR通過其他途徑參與卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展及耐藥

4.2.1HOTAIR與DNA損傷 細(xì)胞的DNA損傷反應(yīng)(DNA damage response, DDR)可通過lncRNAs在轉(zhuǎn)錄后水平進(jìn)行調(diào)控[21]。CHEK1已被證明可以抑制細(xì)胞周期M期的開始，以應(yīng)對(duì)DNA損傷，然后允許DNA修復(fù)，導(dǎo)致細(xì)胞生存和化療抗性。Jiang等[22]認(rèn)為HOTAIR可能通過抑制CHEK1蛋白降解或維持蛋白在結(jié)構(gòu)和功能上的穩(wěn)定性促進(jìn)卵巢癌對(duì)紫杉醇的耐藥，但具體機(jī)制有待進(jìn)一步探究。核因子κB[23](nuclear factor kappa B, NF-κB)信號(hào)介導(dǎo)的DDR激活可恢復(fù)基因組完整性，增加癌細(xì)胞活性，并在鉑類癌癥治療的耐藥性發(fā)展中發(fā)揮作用。研究顯示[24]HOTAIR與染色體IκBα(NF-κB抑制劑)附近的區(qū)域結(jié)合，支持HOTAIR可能調(diào)控NF-κB活性。?ze等[25]發(fā)現(xiàn)在鉑處理卵巢癌細(xì)胞后，HOTAIR的表達(dá)導(dǎo)致DDR持續(xù)激活，包括增加Chk1磷酸化、γ-H2AX灶形成和Caspase裂解，以抑制細(xì)胞周期進(jìn)程。隨后持續(xù)激活NF-κB表達(dá)、IL-6分泌和CHK1-p53-p21通路，并建立衰老、化療耐藥的癌癥表型。HOTAIR通過抑制IκBα激活NF-κB和NF-κB靶基因。在DDR過程中，IκBα的下調(diào)可誘導(dǎo)NF-κB-HOTAIR信號(hào)的正反饋回路級(jí)聯(lián)，并進(jìn)一步誘導(dǎo)HOTAIR介導(dǎo)的p65-NF-κB和NF-κB靶基因IL-6和MMP-9的表達(dá)，HOTAIR-NF-κB-DDR正反饋回路導(dǎo)致卵巢癌中持續(xù)的DNA損傷和基因組完整性降低。?ze等[26]描述了一種肽核酸(peptide nucleic acids, PNA)的方法靶向HOTAIR RNA單鏈區(qū)域有效阻斷與EZH2相互作用的能力，抑制卵巢癌細(xì)胞侵襲，并在體外通過活化NF-κB和分泌IL-6對(duì)化療重新敏感，為卵巢癌提出新的癌癥治療方法。

4.2.2HOTAIR與HOXA7的相互作用 同源盒蛋白HOXA7是各種人類癌癥中一致過表達(dá)的HOX基因之一，HOXA7蛋白在正常卵巢表面上皮細(xì)胞中不存在，但在卵巢癌化生區(qū)域出現(xiàn)，與發(fā)育中的卵泡增殖活性密切相關(guān)[27]。Liu等[28]研究證明HOXA7的敲除可通過下調(diào)HOTAIR實(shí)現(xiàn)，而在耐藥卵巢癌細(xì)胞中可通過下調(diào)HOTAIR來下調(diào)HOXA7，促進(jìn)細(xì)胞凋亡、抑制耐藥卵巢癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，有效提高卵巢癌細(xì)胞的化療敏感性。但HOTAIR表達(dá)不受HOXA7的影響。

4.2.3HOTAIR與自噬 自噬缺陷可導(dǎo)致腫瘤發(fā)生，部分癌細(xì)胞可能通過自噬增強(qiáng)[29]產(chǎn)生耐藥性或促進(jìn)腫瘤生長。Yu等[30]研究發(fā)現(xiàn)自噬可導(dǎo)致卵巢癌細(xì)胞對(duì)順鉑耐藥，抑制自噬可增加卵巢癌細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性。HOTAIR通過激活自噬相關(guān)基因7(autophagy related genes 7, ATG7)誘導(dǎo)細(xì)胞自噬并增加順鉑耐藥性，干擾HOTAIR可抑制自噬相關(guān)蛋白Atg7和LC3Ⅱ/Ⅰ的表達(dá)，順鉑誘導(dǎo)的細(xì)胞自噬受到顯著抑制，提高順鉑對(duì)卵巢癌的治療效果。

4.2.4HOTAIR與MAPK1的相互作用 MAPK通路包括一些在腫瘤發(fā)生中發(fā)揮作用的關(guān)鍵信號(hào)成分和磷酸化事件，調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、分化、增殖、凋亡和遷移。MAPK通路參與了卵巢癌的惡性特征，包括增殖、遷移和侵襲，Tang等[31]研究發(fā)現(xiàn)沉默HOTAIR時(shí)，MAPK1蛋白和mRNA水平降低，沉默MAPK1后HOTAIR mRNA水平降低，并發(fā)現(xiàn)HOTAIR與MAPK1相互作用可通過miR-1、miR-214-3p和miR30-5p調(diào)控，沉默HOTAIR或MAPK1后，卵巢癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲受抑制。

4.2.5HOTAIR與PI3K/AKT/mTOR通路 PI3K/AKT/mTOR通路在人類腫瘤的惡性轉(zhuǎn)化和生長、增殖和轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，Dong等[32]研究發(fā)現(xiàn)PIK3R3和HOTAIR均在卵巢癌細(xì)胞中高表達(dá)，且HOTAIR與PIK3R3的抑制呈強(qiáng)相關(guān)，HOTAIR與PIK3R3相互作用可通過miR-214和miR-217的調(diào)節(jié)來影響卵巢癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。

4.2.6HOTAIR與Wnt/β-catenin通路 Li等[33]研究發(fā)現(xiàn)，在卵巢癌中HOTAIR高表達(dá)能夠促進(jìn)細(xì)胞周期相關(guān)蛋白Cyclin D1和CDK4的表達(dá)、Wnt/β-catenin通路的關(guān)鍵調(diào)控因子β-catenin顯著上調(diào)；敲除HOTAIR基因顯著降低β-catenin、Cyclin D1和CDK4的表達(dá)。HOTAIR可能通過Wnt/β-catenin通路調(diào)控細(xì)胞周期。同時(shí)發(fā)現(xiàn)Wnt/β-catenin抑制劑XAV939可部分逆轉(zhuǎn)HOTAIR過表達(dá)增加的耐藥性，因此認(rèn)為HOTAIR通過激活Wnt/β-catenin通路誘導(dǎo)卵巢癌化療耐藥。

5 小結(jié)與展望

HOTAIR是表觀遺傳修飾調(diào)控染色質(zhì)狀態(tài)和沉默基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控因子。研究發(fā)現(xiàn)，其通過促進(jìn)增殖、遷移、減少細(xì)胞凋亡和觸發(fā)自噬、化療耐藥性與卵巢癌的發(fā)展密切相關(guān)。敲除HOTAIR可以逆轉(zhuǎn)這些致癌作用，并阻止腫瘤的進(jìn)一步進(jìn)展。HOTAIR表達(dá)可以被多種分子抑制，具有降低腫瘤細(xì)胞惡性生物學(xué)行為的潛能。由于其多方面的作用，HOTAIR被認(rèn)為是一種很有前途的藥物靶點(diǎn)。雖然目前有大量的研究來闡明HOTAIR和卵巢癌進(jìn)展之間的關(guān)系，但對(duì)HOTAIR本身和HOTAIR調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識(shí)仍然不足。未來能否將HOTAIR運(yùn)用到卵巢癌治療的新策略中，還需深入研究。