肺腺癌轉(zhuǎn)錄本1 及其信號通路與非小細(xì)胞肺癌的關(guān)系研究進(jìn)展

王雅安，李標(biāo)，田樹紅

1 海南醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院胸外科，海口 570311；2 海南醫(yī)學(xué)院海南省藥物安全性評價研究中心

肺癌是全球癌癥相關(guān)死亡的主要原因，80%～85%為非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）［1-2］。據(jù)統(tǒng)計，肺癌的發(fā)病率及死亡率呈逐年上升趨勢，嚴(yán)重威脅患者的生命安全［3-4］。肺癌早期癥狀隱匿，通常在晚期被發(fā)現(xiàn)，此時可能已發(fā)生侵襲和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。長鏈非編碼RNA（LncRNA）肺腺癌轉(zhuǎn)錄本1（MALAT1）在NSCLC等多種腫瘤中過表達(dá)。然而，MALAT1 在NSCLC 發(fā)生、發(fā)展中的確切機(jī)制尚不清楚。本文對MALAT1及其信號通路與NSCLC 的關(guān)系進(jìn)行綜述，重點(diǎn)闡述了MALAT1與NSCLC發(fā)生、發(fā)展相關(guān)的信號通路。

1 MALAT1的結(jié)構(gòu)及功能

1.1 MALAT1 的結(jié)構(gòu)與生物成因 MALAT1 是一種lncRNA，位于11q13，是第一個被確定為早期NSCLC 獨(dú)立預(yù)后生物標(biāo)志物的lncRNA。MALAT1因其在預(yù)測早期NSCLC 轉(zhuǎn)移和生存的臨床意義而得名。MALAT1在其3'端具有已知且保守的三螺旋三級結(jié)構(gòu)，協(xié)變分析還支持三螺旋區(qū)域附近的其他特定二級結(jié)構(gòu)［5］。MALAT1 在人類各種類型細(xì)胞和正常組織中廣泛表達(dá)，在NSCLC 中表達(dá)上調(diào)。MALAT1 參與多種分子信號通路的調(diào)節(jié)，如MALAT1/miR-491-5p/泛素偶聯(lián)酶2C（UBE2C）通路、MALAT1/miR-185-5p/鼠雙微體4（MDM4）、MALAT1-叉頭框蛋白P3（FOXP3）-軋棉廠復(fù)合亞基1（GINS1）軸、MALAT1/miR-374b-5-p/富含絲氨酸/精氨酸的剪接因子7（SRSF7）軸、MALAT1/miR-200a/鋅指E 盒結(jié)合同源盒因子（ZEB）軸，導(dǎo)致NSCLC 細(xì)胞增殖、死亡、遷移、侵襲、免疫、血管生成和致瘤性的改變。

1.2 MALAT1 在肺穩(wěn)態(tài)中的作用 肺穩(wěn)態(tài)是指維持肺的正常結(jié)構(gòu)和功能所必需的生理過程和細(xì)胞活動的平衡，包括氣道、肺泡、血管和肺組織其他組成部分的正常功能。MALAT1 參與氣體交換、免疫防御、氣道清除以及適當(dāng)?shù)募?xì)胞生長和分化等肺穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵過程。MALAT1 在肺內(nèi)上皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和免疫細(xì)胞中表達(dá)，調(diào)節(jié)細(xì)胞，增殖、遷移、凋亡、上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）過程［6］，與肺部疾病（哮喘、慢性阻塞性肺疾病和癌癥）進(jìn)展相關(guān)［7］。MALAT1提供靶點(diǎn)來調(diào)節(jié)肺部的平滑肌細(xì)胞和上皮細(xì)胞增殖、凋亡，以限制肺血管和氣道重塑。相關(guān)機(jī)制如下：①siRNA 沉默氣道平滑肌細(xì)胞中的MALAT1 后，細(xì)胞中的半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶3、促凋亡蛋白Bax、上皮鈣黏蛋白表達(dá)上調(diào)；神經(jīng)鈣黏蛋白、Bcl-2 和β 連環(huán)蛋白的表達(dá)下調(diào)，導(dǎo)致細(xì)胞活力、遷移和侵襲能力降低，并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［8］。②MALAT1 可通過下調(diào)miRNA-216a 表達(dá)來促進(jìn)氣道重塑，導(dǎo)致氣道阻塞［8］。③MALAT1 抑制mRNA帽結(jié)合蛋白表達(dá)，并激活A(yù)kt途徑，促進(jìn)血小板源性生長因子BB 誘導(dǎo)的氣道平滑肌細(xì)胞增殖和遷移［9］。④敲低MALAT1，可調(diào)節(jié)miRNA-133a/賴氨酸受體2軸來保護(hù)支氣管/氣管平滑肌細(xì)胞免受損傷［10］。⑤MALAT1 介導(dǎo)肺泡上皮細(xì)胞和抗原呈遞細(xì)胞（DC）間的串?dāng)_，影響DC 成熟、凋亡、趨化性及其因子的產(chǎn)生［11］。⑥MALAT1 通過抑制miR-503/TLR4信號軸促進(jìn)肺動脈平滑肌細(xì)胞增殖和遷移，并抑制其凋亡［12］。⑦M(jìn)ALAT1與miR-30c-5p結(jié)合影響下游靶點(diǎn)如細(xì)胞生長因子、N6-甲基腺苷RNA 結(jié)合蛋白2 的靶標(biāo)和自噬來調(diào)節(jié)肺泡上皮細(xì)胞EMT［13］。⑧MALAT1 通過與miR-204 結(jié)合并釋放ZEB1 促進(jìn)支氣管上皮細(xì)胞EMT［14］。

2 MALAT1在NSCLC診斷中的應(yīng)用

MALAT1 是一種相對穩(wěn)定的RNA 轉(zhuǎn)錄本，半衰期為9～12 h，這可能是由于其3′端具有三重螺旋結(jié)構(gòu)。半衰期長使MALAT1極易在腫瘤組織和體液中被檢測到。研究表明，在NSCLC 中，MALAT1 的高表達(dá)與腫瘤轉(zhuǎn)移、TNM 分期、血管侵犯、分化和復(fù)發(fā)顯著相關(guān)［15］。

RONG 等［16］發(fā)現(xiàn)，NSCLC 患者血清外泌體中的MALAT1 水平較高，這表明外泌體衍生的MALAT1也可反映NSCLC 細(xì)胞的生物學(xué)變化。ZHANG 等［17］發(fā)現(xiàn)，NSCLC 患者血清外泌體中MALAT1 的表達(dá)上調(diào)，且外泌體MALAT1 的水平與腫瘤分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)。表明，外泌體中的MALAT1 也可作為一種基于血清的腫瘤生物標(biāo)記物來診斷和預(yù)測NSCLC。液體活檢通過檢測游離的循環(huán)腫瘤細(xì)胞、循環(huán)腫瘤DNA 片段、循環(huán)RNA 和外泌體中的腫瘤相關(guān)指標(biāo)［18］，對癌癥的早期診斷具有重要意義。其優(yōu)勢在于取樣無創(chuàng)，減少活組織檢查的危害。但血液中MALAT1 的表達(dá)水平較低，靈敏度差［19］。RTPCR 檢測血液中的MALAT1 雖然取得了進(jìn)展，但操作復(fù)雜、所需血清量大、設(shè)備昂貴。CHEN 等［20］研究表明，基于新型超靈敏絲網(wǎng)印刷碳電極（SPCE）的電化學(xué)生物傳感器檢測血液中的MALAT1，更加快速、靈敏、價格低廉，這為MALAT1 在NSCLC 診斷中的廣泛應(yīng)用提供了可能。

3 MALAT1相關(guān)信號通路與NSCLC發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系

3.1 MALAT1/miR-202 通路 MALAT1 通過下調(diào)miR-202 的表達(dá)，促進(jìn)NSCLC 增殖和侵襲。miR-202通過抑制STAT3 的活性降低NSCLC 細(xì)胞活力，削弱了細(xì)胞的遷移能力和侵襲性［21］。雙熒光素酶報告實(shí)驗證實(shí)miR-202 直接與MALAT1 的3'-UTR 結(jié)合。與MALAT1-WT 質(zhì)粒和miR-202 mimics 共同轉(zhuǎn)染的HEK293T 細(xì)胞的熒光素酶活性顯著降低，而與MALAT1-Mut 質(zhì)粒和miR-202 mimics 共同轉(zhuǎn)染的細(xì)胞則無變化。這表明MALAT1的3'-UTR 與miR-202是互補(bǔ)配對的。此外，MALAT1 和miR-202 在Ago2顆粒中都有富集。RNA 牽引實(shí)驗表明，過表達(dá)miR202 的細(xì)胞特異性地降低了內(nèi)源性MALAT1 表達(dá)。敲除MALAT1 會升高miR-202 的表達(dá)，但異位表達(dá)MALAT1會降低miR-202的表達(dá)，表明MALAT1對miR-202 有負(fù)向調(diào)控作用。此外，與鄰近的正常組織相比，miR-202 在NSCLC 組織中的表達(dá)明顯下調(diào)。在NSCLC 中，miR-202 與MALAT1 的表達(dá)呈反比。MALAT1 通過靶向miR-202 促進(jìn)NSCLC 細(xì)胞增殖、遷移［22］。

3.2 MALAT1/miR-185-5p/MDM4 MALAT1 通過調(diào)節(jié)miR-185-5p/MDM4 軸加速NSCLC 進(jìn)展。MDM4 是p53 腫瘤抑制因子的反向調(diào)節(jié)因子，可促進(jìn)NSCLC 進(jìn)展，在NSCLC 中作為miRNA（miR-1205、miR-34a-5p）的靶標(biāo)。MDM4 在NSCLC 組織和細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，MDM4 的豐度與NSCLC 組織中MALAT1 水平呈正相關(guān)，敲低MDM4 阻礙NSCLC 細(xì)胞增殖、遷移、侵襲，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。MDM4 過表達(dá)可部分推翻MALAT1 沉默誘導(dǎo)的NSCLC 增殖、遷移、侵襲、凋亡的影響。表明MALAT1可能通過升高M(jìn)DM4 表達(dá)來調(diào)節(jié)NSCLC 的進(jìn)展。miR-185 可誘導(dǎo)NSCLC 細(xì)胞停滯于G1期［23］。miR-185-5p 表達(dá)上調(diào)抑制NSCLC 細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，促進(jìn)其凋亡［24］。雙熒光素酶報告實(shí)驗證明，miR-185-5p 是MALAT1的靶標(biāo)；在NSCLC 細(xì)胞中miR-185-5p 被MALAT1 反向調(diào)節(jié)，這意味著MALAT1 可能通過miR-185-5p參與NSCLC 進(jìn)展。miRNA 可通過mRNA 降解或靶基因的翻譯抑制來調(diào)節(jié)基因表達(dá)［25］。miR-185 可通過靶向Kruppel 樣因子7 或小鼠胸腺瘤病毒癌基因同源物來阻礙NSCLC 的惡性行為進(jìn)展。此外，miR-185-5p 模擬物可通過海綿促鐵蛋白靶標(biāo)抑制NSCLC 細(xì)胞增殖。 miR-185-5p 靶向MDM4 和MALAT1的過表達(dá)可部分逆轉(zhuǎn)miR-185-5p模擬物對MDM4的影響。敲低MALAT1可能通過上調(diào)NSCLC中miR-185-5p 表達(dá)和降低MDM4 表達(dá)來抑制NSCLC 細(xì)胞生長、轉(zhuǎn)移，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，從而抑制NSCLC的進(jìn)展［26］。

3.3 MALAT1-FOXP3-GINS1 軸 MALAT1 調(diào)節(jié)FOXP3 泛素化，影響GINS1 轉(zhuǎn)錄并驅(qū)動NSCLC 細(xì)胞增殖。FOXP3 屬于叉頭/翼螺旋轉(zhuǎn)錄因子家族，為NSCLC 中GINS1 轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子［27］，F(xiàn)OXP3 的活性通過磷酸化、乙?；⒎核鼗图谆M(jìn)行精細(xì)修飾。GINS1 是DNA 復(fù)制叉上Cdc45-Mcm-GINS 解旋酶的一部分，在DNA 復(fù)制起始和延伸中起關(guān)鍵作用。GINS1 在NSCLC 中高表達(dá)。穩(wěn)定敲除MALAT1可在體外和體內(nèi)降低GINS1 啟動子活性，抑制NSCLC細(xì)胞增殖。將GINS1啟動子報告質(zhì)粒瞬時轉(zhuǎn)染到MALAT1 沉默的細(xì)胞中，沉默MALAT1 顯著降低GINS1 啟動子活性，F(xiàn)OXP3 位點(diǎn)A、B 突變體的啟動子活性部分降低，表明FOXP3 直接結(jié)合GINS1 的啟動子。MALAT1 的兩個區(qū)域優(yōu)先與FOXP3 結(jié)合，其ZF、LZ 結(jié)構(gòu)域都可與STUB1 相互作用。MALAT1干擾了STUB1-FOXP3 的相互作用，從而減少了STUB1介導(dǎo)的FOXP3泛素化和降解［28］。

3.4 MALAT1/miR-374b-5-p/SRSF7 軸 MALAT1在體外和體內(nèi)通過miR-374b-5-p/SRSF7 軸促進(jìn)NSCLC 的進(jìn)展。miR-374b-5p 在NSCLC 組織中表達(dá)下調(diào)。功能實(shí)驗表明miR-374b-56 的過表達(dá)抑制了NSCLC 細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，并促進(jìn)細(xì)胞凋亡。富含絲氨酸/精氨酸的剪接因子7（SRSF7）是富含絲氨酸/精氨酸的蛋白質(zhì)家族的一員，在調(diào)節(jié)基因表達(dá)方面起至關(guān)重要的作用。SRSF7 可以特異性結(jié)合RNA，并參與各種前mRNA 的選擇性剪接。SRSF7在NSCLC 組織中上調(diào)，且NSCLC 組織中SRSF7 mRNA 表達(dá)與MALAT1 表達(dá)呈正相關(guān)。SRSF7 過表達(dá)增強(qiáng)了MALAT1 對NSCLC 細(xì)胞的作用。以上結(jié)果表明MALAT1 通過調(diào)節(jié)SRSF7 表達(dá)在NSCLC 中發(fā)揮促腫瘤作用。SONG 等［29］通過生物信息學(xué)分析預(yù)測miR-374b-5p 是MALAT1 的靶標(biāo)，并用雙熒光素酶報告基因?qū)嶒灱右宰C實(shí)。miR-374b-5p 直接靶向下調(diào)SRSF7表達(dá)，而MALAT1通過靶向miR-374b-56上調(diào)SRSF7表達(dá)，從而促進(jìn)NSCLC的發(fā)展。

3.5 MALAT1/miR-200a 軸 LncRNA MALAT1 作為miR-200a海綿促進(jìn)NSCLC細(xì)胞增殖。miRNA-200家族由五個成員組成，包括miR-200a、miR-141、miR-200b、miR-200c 和miR-429。熒光素酶報道基因測定顯示MALAT1 和miR-200a 間存在直接結(jié)合位點(diǎn)。miR-200 家族成員通過直接靶向鋅指E-盒結(jié)合同源盒因子1（ZEB1）和2（ZEB2）來抑制EMT。ZEB1 和ZEB2 通過與E 盒元件結(jié)合來抑制miR-200啟動子的活性，提示ZEB 和miR-200 間存在反饋回路。MALAT1 過表達(dá)的NSCLC 細(xì)胞中ZEB1 相對表達(dá)上調(diào)，但miR-200a 抑制劑并未抑制其高表達(dá)。MALAT1 通過與miR-200a 相互作用最終促進(jìn)NSCLC 細(xì)胞增殖。因此miR-200a/MALAT1 軸可以作為NSCLC的治療靶點(diǎn)［30］。

MALAT1 可能在NSCLC 病理生理學(xué)中具有重要作用，可通過多種途徑介導(dǎo)NSCLC 的發(fā)生、發(fā)展和治療。但目前仍面臨不少問題，如MALAT1 的改變是否有觸發(fā)因素，MALAT1 的不同轉(zhuǎn)錄本是否具有不同的功能等。MALAT1 敲除小鼠在發(fā)育、基因表達(dá)和生理功能上均未引起明顯表型，這與MALAT1 在體外參與NSCLC 的發(fā)生、發(fā)展不一致，因此需進(jìn)一步探索。深入了解MALAT1 在NSCLC中的作用和調(diào)控機(jī)制，可為NSCLC 的診斷和靶向治療提供新方向。