LINC01559在惡性腫瘤中的研究進展

李祥,郭燕,倉順東

(河南大學人民醫(yī)院/河南省人民醫(yī)院 腫瘤中心,河南 鄭州 450003)

惡性腫瘤是導致人類死亡的主要原因之一,我國每年新發(fā)腫瘤患者高達數(shù)百萬例[1]。眾所周知,大多數(shù)惡性腫瘤早期癥狀不明顯、病情進展快以及缺乏有效的治療手段,導致腫瘤已經(jīng)成為威脅國民健康的首要問題,因而尋找有效的生物標志物及治療靶點成為腫瘤治療的關(guān)鍵。

長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNAs)是一種長度超過200個核苷酸、無蛋白質(zhì)編碼功能的RNA轉(zhuǎn)錄本,是RNA聚合酶Ⅱ的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。它通過結(jié)合RNA、DNA和蛋白等分子,在轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后水平、翻譯及翻譯后水平調(diào)控基因的表達[2]。越來越多的研究發(fā)現(xiàn)lncRNAs可通過影響不同的靶點和信號通路發(fā)揮促癌或抑癌的作用,從而影響惡性腫瘤的發(fā)生和發(fā)展[3-4]。其中,LINC01559(long intergenic non-protein coding RNA 1559,LINC01559)是一種新的長鏈非編碼RNA,其主要分布在細胞質(zhì)中。近年的研究發(fā)現(xiàn)在胃癌、胰腺癌、肺癌和乳腺癌等多種惡性腫瘤中LINC01559均呈現(xiàn)異常高表達,并通過調(diào)控癌細胞的增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移及耐藥等生物學過程參與惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展。此外,LINC01559在惡性腫瘤中的作用機制主要是可作為競爭性內(nèi)源RNA(competitive endogenous RNA, ceRNA),從而結(jié)合miRNA,進而調(diào)控mRNA的基因表達。

本綜述旨在總結(jié)LINC01559在多種腫瘤中的表達、生物學功能及作用機制,從而為LINC01559成為惡性腫瘤新的診斷和治療靶點提供重要的理論參考和依據(jù)。

1 LINC01559與消化系統(tǒng)惡性腫瘤

1.1 胰腺癌胰腺癌是惡性程度最高的消化系統(tǒng)惡性腫瘤之一,5 a生存率低于10%[5]。有研究發(fā)現(xiàn),與正常胰腺細胞相比,LINC01559在胰腺癌細胞系中表達呈顯著性上調(diào),LINC01559基因的敲除不僅可抑制胰腺癌細胞的增殖和遷移,而且可誘導癌細胞凋亡的發(fā)生[6]。通過裸鼠皮下成瘤實驗發(fā)現(xiàn),敲低LINC01559導致體內(nèi)腫瘤生長速度減慢、體積縮小及質(zhì)量減輕,探索機制發(fā)現(xiàn)LINC01559與miR-607在胰腺癌細胞中相互作用,當胰腺癌細胞過表達miR-607時,LINC01559的表達被抑制,反過來,在LINC01559被抑制時miR-607的表達增強[6]?；诖?通過數(shù)據(jù)庫分析及熒光素酶報告實驗進一步發(fā)現(xiàn)Yes蛋白(Yes-associated protein,YAP)是miR-607的下游靶點,是胰腺癌進展中的關(guān)鍵癌蛋白,該研究除了證實YAP是LINC01559/miR-607軸調(diào)控胰腺癌進展的下游靶點,還發(fā)現(xiàn)LINC01559也可以直接促進胰腺癌細胞中YAP的表達進而促進胰腺癌的發(fā)生與發(fā)展[6]。

另有研究發(fā)現(xiàn),LINC01559可作為ceRNA與miR1343-3p結(jié)合,抑制后者的表達,從而促進胰腺癌進展[7]。該研究通過數(shù)據(jù)庫分析篩選出LINC01559的潛在靶點miR1343-3p,熒光素酶報告實驗確定了LINC01559與miR1343-3p有相應的結(jié)合位點,細胞功能挽救實驗表明,抑制miR-1343-3p的表達可以挽救敲低LINC01559對胰腺癌細胞增殖、遷移和侵襲能力的抑制作用[7]。進一步探討機制發(fā)現(xiàn)RAF原癌基因絲氨酸/蘇氨酸-蛋白激酶(Raf-1 proto-oncogene, serine/threonine kinase,RAF1)是miR-1343-3P的作用靶點,miR-1343-3P的過表達能抑制RAF1的表達,在胰腺癌細胞中RAF1的表達與LINC01559呈正相關(guān),而與miR-1343-3p呈負相關(guān),功能實驗表明,RAF1的過表達可以部分逆轉(zhuǎn)敲低LINC01559對癌細胞惡性表型的抑制作用[7]。既往有研究發(fā)現(xiàn)RAF1是RAF/MEK/ERK信號通路的重要組成部分,在包括胰腺癌在內(nèi)的多種惡性腫瘤中呈高度表達[8-9]。后續(xù)Chen等[7]通過western blot實驗驗證了LINC01559的過表達能激活RAF/MEK/ERK信號通路,從而促進胰腺癌細胞的增殖、遷移和侵襲,進而揭示了LINC01559可作為miR-1343-3p的ceRNA,使RAF1的表達上調(diào),進一步激活RAF/MEK/ERK信號通路發(fā)揮促癌作用。

胰腺癌組織內(nèi)存在明顯的促結(jié)締組織增生和缺乏充足血供,導致胰腺癌組織內(nèi)缺氧的微環(huán)境的形成[10]。在此基礎上有研究發(fā)現(xiàn)LINC01559能通過增強胰腺癌細胞中糖酵解能力進而促進胰腺癌的發(fā)生發(fā)展[11]。該研究首先通過生物信息分析LINC01559在糖酵解高組和糖酵解低組之間存在差異表達,敲低LINC01559能抑制胰腺癌細胞的糖酵解能力,進而使葡萄糖攝取減少、乳酸產(chǎn)生變慢和胞外酸化速率降低[11],而LINC01559調(diào)控糖酵解的作用機制有待進一步探索。

綜上所述,LINC01559在胰腺癌中高表達,作為ceRNA通過LINC01559/miR-607/YAP以及LINC01559/miR-1343-3P/RAF1途徑促進胰腺癌細胞增殖、遷移和侵襲,并且LINC01559能通過增強胰腺癌細胞中糖酵解能力進而促進胰腺癌的發(fā)生發(fā)展。LINC01559在胰腺癌的診斷、治療和預后中有望成為一種新的生物標志物。

1.2 結(jié)直腸癌結(jié)直腸癌作為消化系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一,是全球第三大常見癌癥,也是癌癥相關(guān)死亡的第二大原因[12]。在之前的研究中發(fā)現(xiàn)多聚ADP核糖聚合酶1(poly ADP-ribose polymerase 1,PARP1)可促進癌細胞的凋亡發(fā)生[13]。而人第10號染色體缺失的磷酸酶(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome 10,PTEN)通常作為一種癌癥抑制因子促進下游蛋白AKT的磷酸化,抑制癌細胞的各種惡性生物學行為[14-15]。近期有研究探討了LINC01559在結(jié)直腸癌中的表達及作用途徑,揭示了其在PARP1/PTEN/AKT通路中的作用機制,該研究發(fā)現(xiàn)LINC01559在結(jié)直腸癌細胞和組織中高表達,同時LINC01559基因的敲除抑制了結(jié)直腸癌的增殖、遷移和侵襲能力[16]。隨后進一步的機制研究發(fā)現(xiàn)miR-1343-3P上有LINC01559的結(jié)合位點,LINC01559能夠通過競爭性結(jié)合miR-1343-3P上調(diào)PARP1的表達,從而通過PARP1/PTEN/AKT通路促進結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展[16]。然而有研究發(fā)現(xiàn)LINC01559在結(jié)直腸癌中低水平表達,其表達下調(diào)促進結(jié)直腸癌細胞體外增殖和轉(zhuǎn)移以及體內(nèi)結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展[17],進一步探討機制發(fā)現(xiàn)miR-106b-5p上有LINC01559的結(jié)合位點,LINC01559通過競爭性結(jié)合miR-106b-5p上調(diào)PTEN的表達進而抑制結(jié)直腸癌進展。

綜上所述,LINC01559可通過競爭性結(jié)合miR-1343-3p調(diào)節(jié)PARP1/PTEN/AKT通路促進結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展,而同時LINC01559通過調(diào)節(jié)miR-106b-5p/PTEN軸抑制結(jié)直腸癌進展。因此,LINC01559在結(jié)直腸癌中的表達及作用機制和途徑有待進一步探索。

1.3 胃癌胃癌是發(fā)病率較高的一種常見的胃腸道腫瘤,盡管近年來該癌種的診療技術(shù)在不斷的進步,但晚期或轉(zhuǎn)移性胃癌患者的預后仍然很差[18]。有研究通過生物學信息分析發(fā)現(xiàn)LINC01559在胃癌組織中的表達高于正常胃組織,而且LINC01559高表達的胃癌患者預后不佳[19]。功能實驗證明LINC01559在胃癌組織中的高表達促進胃癌細胞的增殖、遷移和干細胞分化,研究發(fā)現(xiàn)LINC01559可以通過外泌體從間充質(zhì)干細胞轉(zhuǎn)移到胃癌細胞,促進胃癌的進展[19]。磷酸甘油醛激酶1(phosphoglycerate kinase1,PGK1)是一種已知致癌基因[20-21],有報道發(fā)現(xiàn)PGK1能通過激活PI3K/AKT通路促進惡性腫瘤的進展[22]。LINC01559通過競爭性結(jié)合miR-1343-3p可上調(diào)胃癌細胞中PGK1的表達,從而激活PI3K/AKT通路促進胃癌細胞的增殖和遷移[19]。

近期有研究發(fā)現(xiàn)鋅指E盒結(jié)合同源框1(zinc finger E-box binding homeobox 1,ZEB1)誘導的LINC01559可以通過募集胰島素樣生長因子2 mRNA結(jié)合蛋白2(insulin like growth factor 2 mRNA binding protein 2,IGF2BP2)來穩(wěn)定ZEB1的表達從而促進胃癌細胞的增殖、遷移和上皮向間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-to-mesenchymal transition,EMT)過程[23]。ZEB1是一種已知的轉(zhuǎn)錄因子,在惡性腫瘤中起到促進腫瘤進展的作用[24-25]。IGF2BP2是一種在腫瘤發(fā)生中起重要作用的RNA結(jié)合蛋白[26]。通過生信分析及熒光素酶報告實驗發(fā)現(xiàn)ZEB1與LINC01559有相應的結(jié)合位點,ZEB1可促進LINC01559在胃癌細胞中的表達,當敲低LINC01559后,ZEB1在胰腺癌細胞中的表達水平也大大降低,在進一步探討中發(fā)現(xiàn)LINC01559能與IGF2BP2結(jié)合,在此基礎上,LINC01559可以通過募集IGF2BP2反向上調(diào)ZEB1的表達來促進胃癌細胞的增殖、遷移和EMT[23]。

綜上所述,LINC01559在胃癌組織中表達上調(diào),具有致癌作用,與胃癌患者的不良預后呈正相關(guān)。LINC01559可以通過競爭性結(jié)合miR-1343-3p上調(diào)PGK1而激活PI3K/AKT通路,以及通過結(jié)合IGF2BP2穩(wěn)定ZEB1的表達促進胃癌的發(fā)生發(fā)展。LINC01559有希望作為未來胃癌治療的生物標志物。

1.4 肝癌肝細胞癌惡性程度高,疾病癥狀隱蔽,病死率居世界第四[27]。有研究發(fā)現(xiàn)LINC01559在肝細胞癌組織中的表達顯著高于癌旁正常組織,且高表達LINC01559的患者預后較差[28]。功能研究發(fā)現(xiàn)LINC01559基因的下調(diào)抑制了肝癌的生長、遷移和侵襲,進一步從LINC01559在肝癌中的潛在分子機制研究發(fā)現(xiàn)miR-511上存在LINC01559的作用靶點,抑制miR-511表達可提高肝癌細胞的存活率、遷移和侵襲能力,并且可部分恢復LINC01559基因敲除對肝癌細胞的抑制作用[28]。該作者通過生物信息學分析和熒光素酶報告實驗確定了溶質(zhì)載體家族38成員1(solute carrier family 38 member1,SLC38A1)是miR-511的直接靶標,并且SLC38A1在肝癌組織中的表達高于正常肝組織,敲低LINC01559可以降低SLC38A1的表達,在此基礎上抑制miR-511可以消除這種作用,使SLC38A1的表達上調(diào)[28]。因此證明肝癌組織中存在LINC01559/miR-511/SLC38A1軸,LINC01559可以通過競爭性結(jié)合miR-511從而上調(diào)SLC38A1的表達,促進肝癌細胞的增殖、侵襲和遷移[28]。

綜上所述,LINC01559在肝細胞癌中表達上調(diào),且LINC01559的高表達與肝癌患者預后呈正相關(guān)。LINC01559可通過LINC01559/miR-511/SLC38A1軸促進肝癌的發(fā)生發(fā)展,為肝細胞癌的精準治療提供新的選擇。

2 LINC01559與呼吸系統(tǒng)腫瘤

肺癌是全球癌癥患者最常見的死亡原因之一,肺癌早期癥狀不明顯,晚期病情進展迅速,其5 a生存率僅為15%[29-30]。作為肺癌最常見的病理類型,肺腺癌的發(fā)病率正逐年上升。近期有研究通過腫瘤基因組圖譜數(shù)據(jù)庫獲得了與肺癌相關(guān)的lncRNAs表達數(shù)據(jù),并篩選出與自噬相關(guān)的lncRNAs,其中LINC01559是與肺腺癌自噬相關(guān)lncRNAs中表達差異最大的[31]。作者研究發(fā)現(xiàn)LINC01559可促進肺腺癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,影響患者的預后,通過功能實驗發(fā)現(xiàn)LINC01559能促進肺腺癌細胞增殖和遷移,抑制細胞的凋亡,通過LINC01559、自噬和肺腺癌之間的相互作用發(fā)現(xiàn)LINC01559可通過增強肺腺癌細胞的自噬能力,發(fā)揮其促癌作用[31]。從機制上來講,LINC01559可通過ceRNA影響RAB11A,從而調(diào)節(jié)肺腺癌的自噬[31]。RAB11A是一種參與調(diào)節(jié)自噬途徑的蛋白質(zhì),有證據(jù)表明RAB11A是自噬體膜的一種成分,參與了自噬小體與溶酶體的結(jié)合過程,進而發(fā)揮促癌作用[32-33]。相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)LINC01559和RAB11A之間存在很強的正相關(guān)性,通過數(shù)據(jù)庫篩查發(fā)現(xiàn)它們都具有has-miR-1343-3p的miRNA結(jié)合域,has-miR-1343-3p可抑制LINC01559對肺腺癌的自噬作用。同時,在敲低LINC01559時,RAB11A的蛋白水平也降低,且當has-miR-1343-3p被抑制時,RAB11A的蛋白水平升高[31]。

綜上所述LINC01559能通過競爭性結(jié)合has-miR-1343-3p上調(diào)RAB11A的表達增強自噬信號通路,促進肺癌細胞的增殖和遷移,這為肺腺癌的診斷和治療提供了新的靶點。

3 LINC01559與乳腺系統(tǒng)腫瘤

三陰性乳腺癌是一種雌激素受體、孕激素受體和人表皮生長因子受體陰性的乳腺癌[34]。作為一種惡性程度較高的乳腺癌亞型,常規(guī)的內(nèi)分泌治療和表皮生長因子受體靶向治療對其無效,尋找有效的治療靶點是三陰性乳腺癌研究的熱點。近期有研究發(fā)現(xiàn)LINC01559在三陰性乳腺癌組織中的表達顯著高于癌旁正常組織,同時臨床數(shù)據(jù)分析表明高表達的LINC01559與TNM分期呈正相關(guān),而且高表達LINC01559的患者生存時間更短[35],該研究在機制方面的探索發(fā)現(xiàn)LINC01559在三陰性乳腺癌中的高表達主要是受到組蛋白修飾的調(diào)控,通過實驗分析發(fā)現(xiàn)LINC01559與miR-3703p、miR-485-5p和miR-940有相應的結(jié)合位點,下調(diào)LINC01559的表達后能導致miR-370-3p、miR-485-5p和miR-940的表達明顯上升,從而降低三陰性乳腺癌細胞的增殖、遷移和侵襲能力,相反,下調(diào)這些miRNAs的表達可以顯著挽救因LINC01559下調(diào)而降低的三陰性乳腺癌細胞的惡性表型[35]。

綜上所述,LINC01559在三陰性乳腺癌中高表達,促進了三陰性乳腺癌細胞的增殖、遷移和侵襲。LINC01559可作為ceRNA結(jié)合miR-3703p、miR-485-5p和miR-940促進三陰性乳腺癌的生長和轉(zhuǎn)移。

4 LINC01559與泌尿系統(tǒng)腫瘤

腎細胞癌是最常見的原發(fā)腎臟腫瘤[36],大約1/3的腎癌患者在晚期才被確診,預后較差[37]。近期有研究通過相關(guān)數(shù)據(jù)庫及臨床標本分析總結(jié)了影響腎細胞癌的預后因素,并在此基礎上篩選出包括LINC01559在內(nèi)的9個lncRNA作為腎癌患者的預后標志物[38]。該研究發(fā)現(xiàn)患者婚姻狀況、性別、年齡、腫瘤的大小、分級、分期和治療方案都能影響腎細胞癌患者預后,而其中腫瘤組織學分型和病理分期對預后影響最大,因此研究進一步從腎細胞癌組織學分級為G4的Ⅳ期患者樣本中篩查出表達較高的lncRNA,然后對這些lncRNA進行Cox單因素分析,最終確定與預后相關(guān)的9個lncRNA,包括KIAA2012、CCNT2-AS1、ITPKB-AS1、TBX2-AS1、NUTM2A-AS1、LINC02522、LINC02384、LINC01559和LINC00865[38]。其中LINC01559已經(jīng)在既往研究中被發(fā)現(xiàn)可作為腎癌預后的非侵襲性指標[39]。在進一步的機制探索中發(fā)現(xiàn)LINC01559等lncRNAs能通過調(diào)節(jié)細胞有絲分裂和細胞周期相關(guān)信號途徑參與腎癌的發(fā)生與發(fā)展[38]。

綜上所述,根據(jù)LINC01559等相關(guān)lncRNA的表達水平可以預測高分期、高級別腎細胞癌患者的預后,有助于指導腎癌患者的治療方案,對腎癌患者的預后做出更好、更客觀的判斷。

5 總結(jié)與展望

LINC01559作為一種新發(fā)現(xiàn)的lncRNA,在大多數(shù)惡性腫瘤中都表現(xiàn)為高表達,表現(xiàn)出“促癌基因”的特點,且與各種癌癥患者的早期診斷及預后密切相關(guān)。LINC01559與腫瘤的相關(guān)性及其功能和作用機制已成為研究的熱點,但是引起LINC01559在腫瘤中表達異常的具體機制仍不明確,限制了LINC01559在腫瘤早期篩查及后續(xù)治療中的應用,還需進行臨床多類型腫瘤及多樣本的深入分析。隨著人們對 LINC01559的關(guān)注及研究,其在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用機制及診療價值將被不斷發(fā)掘,有望成為臨床腫瘤診療的新的生物標志物。