外泌體lncRNA在鱗癌中的研究進(jìn)展

周興安 蘇尼特 武旭 達(dá)林泰 綜述 德樂(lè)黑巴特爾 審校

鱗狀細(xì)胞癌(Squamous cell carcinoma,SCC)簡(jiǎn)稱(chēng)鱗癌,多見(jiàn)于皮膚、口腔、唇、食管、子宮頸和陰道等有鱗狀上皮覆蓋的部位[1]。目前SCC患者的遠(yuǎn)期生存率仍不理想,診斷效率低于預(yù)期,尤其是晚期腫瘤患者。因惡性腫瘤的早期診斷在腫瘤治療及預(yù)后中的優(yōu)勢(shì)及作用愈發(fā)凸顯,尋找更為高效且準(zhǔn)確的生物標(biāo)志物變得尤為重要[2]。外泌體是由細(xì)胞外囊泡(EVs)分泌的小膜囊泡,通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)、RNA和DNA等細(xì)胞內(nèi)成分來(lái)促進(jìn)細(xì)胞間通訊[3]。外泌體中多種成分能夠在受體細(xì)胞中發(fā)揮一定作用,并且根據(jù)來(lái)源細(xì)胞的不同而高度可變,同時(shí)細(xì)胞在不同的生理和病理?xiàng)l件下可以產(chǎn)生不同的外泌體。長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一類(lèi)無(wú)編碼蛋白能力的長(zhǎng)度大于200個(gè)核苷酸的RNA,lncRNA能夠通過(guò)在轉(zhuǎn)錄、翻譯和翻譯后水平調(diào)節(jié)基因表達(dá)和功能,從而發(fā)揮多種生物學(xué)功能。近十年來(lái),國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)研究證實(shí),在惡性腫瘤、代謝障礙和心血管疾病等多種疾病的發(fā)生機(jī)制中,失調(diào)的lncRNA都參與了重要的生理及病理過(guò)程。特別是lncRNA已被證實(shí)其能夠在腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用,表明這些分子可能與惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展有關(guān)[4]。目前有研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞間通訊,調(diào)控受體細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)都可通過(guò)外泌體攜帶lncRNA實(shí)現(xiàn),進(jìn)而發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)[5]。

1 外泌體lncRNA在SCC發(fā)生發(fā)展中的作用

有研究表明外泌體衍生的lncRNA能夠通過(guò)調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞凋亡、增殖和遷移并誘導(dǎo)血管生成,進(jìn)而影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展[6]。外泌體lncRNA的失調(diào)可能會(huì)影響腫瘤微環(huán)境并調(diào)節(jié)關(guān)鍵的腫瘤學(xué)行為。另外,lncRNA可以通過(guò)調(diào)節(jié)多種生物學(xué)過(guò)程來(lái)影響腫瘤轉(zhuǎn)移,例如染色質(zhì)修飾、轉(zhuǎn)錄激活、轉(zhuǎn)錄干擾、RNA穩(wěn)定性調(diào)節(jié)及mRNA翻譯。

有研究發(fā)現(xiàn)外泌體lncRNA ZFAS1通過(guò)miR-124/STAT3軸調(diào)控食管鱗狀細(xì)胞癌(Esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)細(xì)胞生物學(xué)行為,通過(guò)使STAT3高表達(dá)和miR-124低表達(dá)從而促進(jìn)ESCC細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移并抑制其凋亡,進(jìn)而影響ESCC的腫瘤發(fā)生發(fā)展[7]。有國(guó)內(nèi)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)lncRNA LINC01711可以促進(jìn)ESCC細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移并抑制細(xì)胞凋亡,其機(jī)制為上調(diào)FSCN1及下調(diào)miR-326,從而促進(jìn)食管癌的進(jìn)展[8]。據(jù)報(bào)道在口腔鱗癌(Oral squamous cell carcinoma,OSCC)組織外泌體中高表達(dá)的lncRNA AFAP1-AS1的表達(dá)水平與總生存期呈負(fù)相關(guān),AFAP1-AS1能夠通過(guò)促進(jìn)Wnt/β-catenin通路的激活和上皮細(xì)胞間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(Epithelial mesenchymal transition,EMT)相關(guān)基因的表達(dá)來(lái)提高OSCC的轉(zhuǎn)移和侵襲的能力[9]。國(guó)內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)敲除LINC00152可以抑制OSCC細(xì)胞在體外的侵襲、遷移和EMT,從機(jī)制上講,LINC00152可能通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-139-5p在促進(jìn)癌癥中發(fā)揮作用[10]。除此之外,有國(guó)外學(xué)者報(bào)道m(xù)iR-193b-3p也是LINC00152的目標(biāo),有數(shù)據(jù)表明LINC00152對(duì)miR-193b-3p的抑制作用是通過(guò)激活PI3K/Akt信號(hào)通路,從而加強(qiáng)OSCC的侵襲和遷移[11]。Jiang等[12]研究顯示宮頸癌組織外泌體中l(wèi)ncRNA LET的表達(dá)較癌旁非腫瘤組織顯著下調(diào),lncRNA LET的下調(diào)在核因子90蛋白平衡中具有關(guān)鍵作用,此階段導(dǎo)致缺氧癌細(xì)胞侵襲。lncRNA LET表達(dá)降低與FIGO分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和宮頸浸潤(rùn)深度顯著相關(guān)。此外,lncRNA LET表達(dá)較低的宮頸癌患者的總生存期顯著低于lncRNA LET表達(dá)較高的宮頸癌患者。

外泌體已經(jīng)被證實(shí)是細(xì)胞間重要的信息交換橋梁,能夠?qū)⒑怂?、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)運(yùn)送到受體細(xì)胞[13]。而lncRNA在癌癥進(jìn)展和轉(zhuǎn)移中的作用也在業(yè)內(nèi)達(dá)成共識(shí)。目前多項(xiàng)國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)外泌體攜帶多種lncRNA,這些lncRNA通過(guò)翻譯抑制或作為競(jìng)爭(zhēng)性?xún)?nèi)源性RNA來(lái)調(diào)節(jié)基因表達(dá),從而對(duì)惡性腫瘤發(fā)展及進(jìn)展產(chǎn)生關(guān)鍵性影響[14]。

2 外泌體lncRNA在SCC早期診斷中的作用

由于大多數(shù)鱗癌患者初期無(wú)典型癥狀,待確診時(shí)常常已是晚期或伴發(fā)轉(zhuǎn)移。目前,鱗狀細(xì)胞癌抗原(SCCA)和細(xì)胞角蛋白19片段(CYFRA21-1)等是臨床上常用的腫瘤標(biāo)志物,但由于其缺乏足夠的敏感性和特異性,它們?cè)谠缙跈z測(cè)方面的效用較為有限。因此,敏感性高、特異性強(qiáng)且可靠的分子生物標(biāo)志物是目前鱗癌早期篩查及診斷研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。而外泌體lncRNA因其獨(dú)特的分子生物學(xué)特點(diǎn)在鱗癌早期診斷的腫瘤生物標(biāo)志物研究方面存在巨大的潛力。多項(xiàng)研究表明,外泌體lncRNA在循環(huán)系統(tǒng)中富集且穩(wěn)定,可防止RNase降解,同時(shí)體液中外泌體lncRNA的研究數(shù)據(jù)表明其在不同類(lèi)型癌癥的診斷或預(yù)后中具有良好的預(yù)測(cè)應(yīng)用前景[15]。

有研究表明血清外泌體lncRNA POU3F3對(duì)ESCC診斷具有重要研究及應(yīng)用價(jià)值,lncRNA POU3F3的表達(dá)與食管癌患者高TNM分期及預(yù)后不良呈正相關(guān)[16]。有證據(jù)表明lncRNAs POU3F3檢測(cè)ESCC提高了診斷效能(AUC=0.84,敏感性72.8%,特異性89.4%),表明POU3F3可以作為一種很有前途的ESCC檢測(cè)標(biāo)志[16]。此外,聯(lián)合使用POU3F3和SCCA比單獨(dú)使用POU3F3或SCCA更有診斷價(jià)值。有國(guó)內(nèi)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)外泌體SOX2-OT/SOX2軸通過(guò)Gli1介導(dǎo)的EMT過(guò)程來(lái)調(diào)控肺鱗狀細(xì)胞癌(Lung squamous cell carcinoma,LSCC)細(xì)胞H520的侵襲和遷徙能力,在LSCC中表達(dá)顯著上調(diào),并顯示出較強(qiáng)的檢測(cè)LSCC的能力,LSCC患者術(shù)后血漿外泌體SOX2-OT水平顯著降低[17-18]。Shen等[19]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)在喉鱗狀細(xì)胞癌中AC026166.2-001和RP11-169D4.1-001明顯失調(diào),AC026166.2-001在癌組織中表達(dá)水平下調(diào),RP11-169D4.1-001表達(dá)水平上調(diào),后者表達(dá)水平與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)。AC026166.2-001具有抑制喉鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移、促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡的作用,其發(fā)揮上述功能的分子機(jī)制可能與miR-24-3P/P27途徑有關(guān)。從生存分析來(lái)看,二者表達(dá)水平降低標(biāo)志著較差的預(yù)后。AC026166.2-001和RP11-169D4.1-001可作為喉鱗狀細(xì)胞癌的新型生物標(biāo)志物以及可能成為潛在治療靶點(diǎn)。Jin等[20]在研究中發(fā)現(xiàn)腫瘤外泌體lncRNA可能有助于基于生物信息學(xué)分析結(jié)果的OSCC的早期檢測(cè)。通過(guò)多項(xiàng)嚴(yán)格的試驗(yàn)驗(yàn)證和生物信息學(xué)分析,NR-026892.1、NR-126435.1和NR-036586.1在未來(lái)的惡性腫瘤檢測(cè)靶標(biāo)方面具有重要探索價(jià)值。

許多外泌體lncRNA在鱗癌中異常表達(dá),并且部分lncRNA具有特異性表達(dá)特點(diǎn)。它們中的大多數(shù)在體液中能夠穩(wěn)定表達(dá),并且可以在惡性腫瘤患者的血漿和尿液中檢測(cè)到[21]。它們的表達(dá)水平表明了惡性腫瘤的發(fā)展程度,這些因素同時(shí)促成了lncRNA可以作為非侵入性的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn),并且為惡性腫瘤的治療手段選擇提供參考。此外,依賴(lài)于lncRNA在多種細(xì)胞信號(hào)通路和組織特異性表達(dá)中發(fā)揮了重要作用,其可以用于特定惡性腫瘤亞型的診斷和輔助靶向治療計(jì)劃的制定[22]。

3 外泌體lncRNA在SCC治療及預(yù)后中的作用

通過(guò)對(duì)目前多項(xiàng)研究數(shù)據(jù)的分析及總結(jié)發(fā)現(xiàn)外泌體lncRNA與鱗癌的治療及預(yù)后有密切的關(guān)系,并且與其耐藥性的產(chǎn)生也密切相關(guān)[23]。有國(guó)內(nèi)研究提示外泌體lncRNA可以在循環(huán)中免受降解,并可用于早期監(jiān)測(cè)癌癥以及作為評(píng)價(jià)預(yù)后的指標(biāo)[24]。有國(guó)外學(xué)者在研究中發(fā)現(xiàn)對(duì)比正常對(duì)照組,宮頸鱗癌患者中與其惡性進(jìn)展相關(guān)的血清外泌體lncRNA DLX6-AS1表達(dá)水平顯著升高;降低DLX6-AS1表達(dá)能夠抑制宮頸癌細(xì)胞的增殖和侵襲,其機(jī)制可能通過(guò)調(diào)控Wnt/β-catenin信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)[25]。此外,血清外泌體lncRNA DLX6-AS1高表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、分化、FIGO分期和生存期縮短呈正相關(guān),且高表達(dá)的血清外泌體lncRNA DLX6-AS1患者更容易復(fù)發(fā)。此外,單變量和多變量分析表明,血清外泌體lncRNA DLX6-AS1是宮頸鱗癌患者總生存期的潛在預(yù)后指標(biāo)。有研究表明[26],外泌體HEIH通過(guò)靶向miR-3619-5p/HDGF軸賦予舌鱗狀細(xì)胞癌(Tongue squamous cell carcinoma,TSCC)細(xì)胞順鉑耐藥性,這可能為T(mén)SCC治療提供新的思路。Gao等[27]發(fā)現(xiàn),通過(guò)miR-103a/WEE1軸來(lái)自惡性腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞(Cancer-associated fibroblasts,CAF)的外泌體UCA1在體外和體內(nèi)賦予外陰鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞對(duì)順鉑的抗性,這為改善外陰鱗狀細(xì)胞癌患者順鉑化療的臨床治療效果提供了一種新的思路。Kang等[28]研究發(fā)現(xiàn)在吉非替尼耐藥的ESCC細(xì)胞中可以看到外泌體lncRNA PART1增高,lncRNA PART1可以通過(guò)調(diào)節(jié)miR-129/Bcl-2通路來(lái)促進(jìn)吉非替尼耐藥,它有可能成為ESCC患者的潛在治療目標(biāo)。

外泌體是囊泡樣特性與質(zhì)膜融合后分泌的納米級(jí)囊泡,新出現(xiàn)的證據(jù)揭示了外泌體的獨(dú)特特性,它們可以作為細(xì)胞間信使,通過(guò)攜帶轉(zhuǎn)移細(xì)胞間信號(hào)分子發(fā)揮作用。并且在腫瘤耐藥方面有獨(dú)特作用,對(duì)于治療靶點(diǎn)的選擇有一定指導(dǎo)意義,影響著腫瘤預(yù)后及治療效果,為通過(guò)調(diào)控相關(guān)lncRNA表達(dá)來(lái)解決SCC化療耐藥提供了新的思路。

4 小結(jié)與展望

在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)里,惡性腫瘤的治療在手術(shù)、放射治療和免疫治療中已經(jīng)取得很大的進(jìn)展[29-30]。然而,惡性腫瘤患者的總生存期仍不理想,診斷效率仍低于預(yù)期,尤其是晚期腫瘤患者。隨著癌癥早期診斷和治療的發(fā)展,發(fā)現(xiàn)理想的生物標(biāo)志物在早期預(yù)防及診斷過(guò)程能夠發(fā)揮關(guān)鍵性作用。目前研究已經(jīng)證實(shí)外泌體lncRNA具備成為重要的惡性腫瘤臨床診斷分子標(biāo)志物的潛力[31]。lncRNA中存在大量調(diào)控相互作用位點(diǎn),為新型抗癌藥物以結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的開(kāi)發(fā)提供了更為廣闊的平臺(tái)。此外,鑒于它們參與多種細(xì)胞信號(hào)通路和組織特異性表達(dá),針對(duì)特定的癌癥亞型診斷和靶向,lncRNA可被用于制定新的治療策略[32-33]。但是對(duì)于外泌體lncRNA在SCC中如何發(fā)揮作用以及其具體作用機(jī)制還需進(jìn)一步研究,以期為臨床診療提供更多的指導(dǎo)。