張璐 陳建榮 呂學(xué)東 陳金亮 張冬梅

1南通大學(xué)第二附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科226001;2南通大學(xué)第二附屬醫(yī)院臨床實驗中心226001

近年來腫瘤的發(fā)病率日益增高,威脅著人類的生命健康?；熓悄壳芭R床治療中的重要手段之一,但是由于耐藥性的產(chǎn)生,使得化療的治療效果欠佳。NEAT 1是最近發(fā)現(xiàn)的一種長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,LncRNA)分子,在乳腺癌、卵巢癌、肺癌、胃癌等多種腫瘤中異常表達(dá),能夠參與調(diào)控腫瘤的增殖、凋亡、侵襲和耐藥性。本文主要就NEAT 1 參與腫瘤化療耐藥調(diào)節(jié)的分子機(jī)制作一綜述。

1 LncRNA NEAT1

1.1LncRNA生物學(xué)特性 LncRNA是一類長度超過200個核苷酸的RNA 片段,不參與蛋白質(zhì)的編碼,但以RNA 的形式參與調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄水平、轉(zhuǎn)錄后水平或表觀遺傳水平的基因表達(dá)[1],從而影響疾病的發(fā)生、發(fā)展,尤其在腫瘤的增殖、凋亡、侵襲及多重耐藥中發(fā)揮重要作用。例如,LncRNA H19 通過抑制Akt 信號通路提高乳腺癌對紫杉醇(paclitaxel,PTX)的化學(xué)耐藥性[2]。LncRNA LOC554202通過調(diào)節(jié)p21和E-鈣黏蛋白促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖和遷移[3]。最新的研究顯示,LncRNA能夠以“分子海綿”吸附方式與miRNA結(jié)合,減少miRNA 對下游產(chǎn)物的作用,從而實現(xiàn)LncRNA的調(diào)控作用[4],此類LncRNA 被稱為競爭性內(nèi)源RNA(competing endogenous RNAs,ceRNA),這種機(jī)制在腫瘤化療耐藥中發(fā)揮重要的作用。

1.2LncRNANEAT 1生物學(xué)特性 LncRNA NEAT 1是通過RNA聚合酶Ⅱ從人類染色體11q13.1基因組區(qū)域轉(zhuǎn)錄而來,最早是在2002年發(fā)現(xiàn)于注射了日本腦炎病毒和狂犬病病毒的鼠腦中[5],是細(xì)胞核內(nèi)Paraspeckles結(jié)構(gòu)的重要組成部分。Paraspeckles是哺乳動物細(xì)胞核內(nèi)的一種RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合體,由NEAT 1與DBHS蛋白家族(PSPC1/SFPQ 和NONO等)共同組成,可通過滯留某些特異的轉(zhuǎn)錄因子或RNA 結(jié)合蛋白來調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄[6-7]。NEAT 1可以產(chǎn)生2種轉(zhuǎn)錄本異構(gòu)體,它們在5'末端完全重疊,分別為較短的NEAT 1_v1(也稱為MENε,相對分子質(zhì)量為3 700)和較長的NEAT 1_v2(也稱為MENβ,相對分子質(zhì)量為23 000)[6]。

LncRNA NEAT1最初在小鼠腦中被檢測到,并進(jìn)一步被病毒感染誘導(dǎo),被稱為病毒誘導(dǎo)型非編碼RNA[5]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)NEAT1促進(jìn)HIV-1復(fù)制過程,這表明NEAT1可能在響應(yīng)病毒感染中發(fā)揮關(guān)鍵作用[8]。另外,NEAT1還可以通過直接作用于炎癥因子的表達(dá)參與免疫失調(diào),加速機(jī)體炎癥反應(yīng)[9]。Huang等[10]在膿毒血癥患者外周血中檢測到表達(dá)升高的NEAT1,且與炎癥因子高表達(dá)、疾病風(fēng)險增加、嚴(yán)重程度升高和預(yù)后不良密切相關(guān)[11],表明NEAT 1與免疫系統(tǒng)功能紊亂存在關(guān)聯(lián)。

最近,研究人員發(fā)現(xiàn)NEAT 1在多種腫瘤如腎細(xì)胞癌、非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)及乳腺癌中均高表達(dá)[12-14],其過表達(dá)通常有助于促進(jìn)癌癥的發(fā)生、發(fā)展,并與不良預(yù)后有關(guān)[15]。例如,NEAT 1 可通過激活I(lǐng)L-6/STAT 3信號通路促進(jìn)人肝細(xì)胞癌的進(jìn)展[16],還可以通過競爭性結(jié)合miR-365,促進(jìn)口腔鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞的遷移和侵襲[17]。特別值得注意的是,最近多項研究顯示NEAT 1的異常表達(dá)與腫瘤化療耐藥性密切相關(guān)[18-21]。

2 NEAT1參與調(diào)節(jié)腫瘤化療耐藥性機(jī)制

化療藥物抗性是腫瘤臨床治療失敗的主要原因之一,越來越多的研究發(fā)現(xiàn)NEAT 1能夠調(diào)節(jié)多種腫瘤細(xì)胞對化療藥物的耐藥性。

2.1NEAT 1與肺癌 NSCLC 是全球癌癥死亡的主要原因之一[18]。Xiong等[19]最新研究發(fā)現(xiàn),NEAT1可作為ceRNA競爭性下調(diào)miR-193a-3p表達(dá)水平,從而促進(jìn)NSCLC 細(xì)胞的增殖、侵襲與遷移。此外,NEAT 1還參與調(diào)節(jié)NSCLC化療耐藥。鉑類化療藥物如順鉑是大多數(shù)晚期NSCLC患者的常規(guī)治療方法,但耐藥性的發(fā)生是治療過程中的主要障礙。有研究發(fā)現(xiàn),銅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1(copper transporter 1,CTR-1)的表達(dá)上調(diào),能夠顯著增加順鉑在腫瘤細(xì)胞內(nèi)的濃度,增強(qiáng)化療效果[20]。Jiang等[21]發(fā)現(xiàn)miR-98-5p能夠下調(diào)CTR-1的表達(dá)。NEAT 1可作為ceRNA 與miR-98-5p競爭性結(jié)合,使CTR-1的表達(dá)上調(diào),從而增強(qiáng)NSCLC細(xì)胞對順鉑的化療敏感性。

2.2NEAT 1與乳腺癌 乳腺癌是全球女性癌癥死亡的主要原因。上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)是指喪失上皮細(xì)胞表型并獲得間充質(zhì)細(xì)胞表型的過程,這一現(xiàn)象在促進(jìn)腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移過程中起著重要作用[22]。5-氟尿嘧啶(5-Fu)通常用于治療乳腺癌,但研究表明,NEAT 1過表達(dá)會誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞EMT 的發(fā)生[23],導(dǎo)致在5-Fu治療過程中出現(xiàn)耐藥性[24];相反,miR-129過表達(dá)則會通過調(diào)控EMT抑制腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。Li等[25]研究發(fā)現(xiàn),NEAT 1在乳腺癌組織與細(xì)胞株中表達(dá)升高,能夠與miR-129競爭性結(jié)合,促進(jìn)腫瘤的EMT 發(fā)生,進(jìn)而降低其對5-Fu的敏感性,誘導(dǎo)產(chǎn)生化療耐藥。

2.3NEAT1與卵巢癌 PTX是一種在卵巢癌治療中具有長期臨床應(yīng)用的一線化療藥物,PTX 的耐藥性成為卵巢癌患者化療失敗的主要原因之一。有研究表明,LINC01118在卵巢上皮癌組織和化學(xué)抗性細(xì)胞中高表達(dá),可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞對PTX的耐藥,促進(jìn)遷移和侵襲,同時抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡[26]。An和Lv[27]發(fā)現(xiàn)敲除NEAT 1基因能夠抑制細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,下調(diào)P 糖蛋白和谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶π(影響藥物代謝,幫助去除腫瘤細(xì)胞中的化療藥物)的蛋白水平來增加卵巢癌對PTX 的化學(xué)敏感性。該研究還通過功能和機(jī)制分析揭示了NEAT 1可以通過競爭性結(jié)合miR-194上調(diào)E盒結(jié)合鋅指蛋白1表達(dá)來增強(qiáng)PTX 抗性。E盒結(jié)合鋅指蛋白1作為EMT誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子參與耐藥表型。這表明NEAT 1能夠促進(jìn)肺瘤細(xì)胞對PTX的耐藥性,有望成為卵巢癌化療的潛在治療靶標(biāo)。

2.4NEAT 1與胃癌 胃癌是消化系統(tǒng)最常見的實體瘤,阿霉素(adriamycin,ADR)是治療胃癌的靶向藥物之一。Zhang等[28]研究發(fā)現(xiàn),NEAT 1在胃癌患者組織中過表達(dá),通過細(xì)胞功能實驗證明,在胃癌細(xì)胞株中敲除NEAT1基因后,顯著抑制了腫瘤細(xì)胞的增殖及侵襲能力,促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞的凋亡。與此同時,在耐ADR 的胃癌細(xì)胞株中敲低NEAT 1后,ADR的半抑制濃度顯著降低,腫瘤細(xì)胞對ADR的耐藥性明顯受到抑制。NEAT 1可以調(diào)控腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲、凋亡能力以及化療耐藥性,是胃癌潛在的新型治療靶標(biāo),但NEAT1對ADR 耐藥的機(jī)制尚不明確,仍需進(jìn)一步深入研究。

2.5NEAT 1與肝細(xì)胞癌 使用鉑類藥物的化療是目前治療晚期肝癌的最佳策略[29],但是鉑類藥物耐藥性仍然是臨床治療中的主要障礙。鉑類藥物通過抑制DNA復(fù)制,激活DNA損傷應(yīng)答/修復(fù)機(jī)制,最終激活凋亡程序,發(fā)揮抗癌作用。Adriaens等[30]提出了NEAT 1_2通過減少因DNA損傷不斷累積造成的細(xì)胞凋亡,來促進(jìn)鉑類耐藥性的發(fā)生。NEAT 1_2與3 種已發(fā)現(xiàn)的Paraspeckle蛋白相互作用,即PSPC1、SFPQ和NONO,這三種蛋白被認(rèn)為可以促進(jìn)DNA損傷修復(fù)在腫瘤細(xì)胞中產(chǎn)生化療抗性[31],其中,PSPC1與NONO已被報道參與鉑類耐藥[32-33]。Ru等[34]在后續(xù)實驗中發(fā)現(xiàn),NEAT 1_2和SFPQ之間存在顯著的正相關(guān)性,均促進(jìn)肝細(xì)胞癌的發(fā)生、發(fā)展及順鉑耐藥性。在肝細(xì)胞癌細(xì)胞株中敲除NEAT 1_2,肝癌細(xì)胞對順鉑的耐受性顯著降低。但無論是NEAT1_2的敲除或敲入都對SPFQ 在肝癌細(xì)胞株中的轉(zhuǎn)錄或翻譯水平?jīng)]有影響,這表明NEAT 1_2可能通過作為DNA損傷修復(fù)所需的銜接子和效應(yīng)子即SPFQ 蛋白的支架起作用,從而間接促進(jìn)SPFQ的表達(dá),增強(qiáng)肝癌細(xì)胞中的順鉑耐藥性。

2.6NEAT 1與腎細(xì)胞癌 目前索拉非尼已被批準(zhǔn)作為轉(zhuǎn)移性腎細(xì)胞癌的第二線化療藥物,分子靶向藥物治療可顯著改善高危轉(zhuǎn)移性腎細(xì)胞癌患者的預(yù)后[35],然而晚期腎細(xì)胞癌患者往往會出現(xiàn)索拉菲尼耐藥。Liu等[36]研究發(fā)現(xiàn),NEAT 1在腎細(xì)胞癌組織中的表達(dá)較正常組織明顯增加,并且與腫瘤分期、轉(zhuǎn)移及總生存率有關(guān)。敲除NEAT1基因后,腎細(xì)胞癌的細(xì)胞周期被明顯阻滯,DNA合成受到抑制,逆轉(zhuǎn)EMT現(xiàn)象,極大地抑制了細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。在腎細(xì)胞癌中下調(diào)NEAT 1表達(dá)可使得miR-34a上調(diào),進(jìn)而抑制c-met的表達(dá),提示NEAT 1/miR-34a/c-met軸在腎細(xì)胞癌的發(fā)生、發(fā)展過程中起著重要作用。另外,在腎細(xì)胞癌中下調(diào)NEAT 1表達(dá)后,腎細(xì)胞癌細(xì)胞對索拉菲尼的敏感性明顯提高,作為細(xì)胞凋亡標(biāo)志物的人胱天蛋白酶3的表達(dá)上調(diào),提示NEAT 1促進(jìn)了腎細(xì)胞癌的索拉菲尼耐藥性,但具體耐藥機(jī)制仍需進(jìn)一步探討。

2.7NEAT 1與鼻咽癌 鼻咽癌是一種源自鼻咽上皮細(xì)胞的惡性腫瘤[37],使用鉑類藥物的化學(xué)療法可有效治療鼻咽癌,但由于耐藥性的出現(xiàn),許多鼻咽癌患者在化療后出現(xiàn)復(fù)發(fā)。Liu等[38]之前的研究已揭示,抑制染色體空間重組因子1可通過調(diào)節(jié)核因子κB信號傳導(dǎo)途徑增強(qiáng)鼻咽癌細(xì)胞對PTX的敏感性。Liu等[39]在進(jìn)一步研究鼻咽癌順鉑耐藥性時發(fā)現(xiàn),NEAT 1在鼻咽癌組織中的表達(dá)較正常組織明顯增加,能夠與let-7a-5p競爭性結(jié)合從而調(diào)控染色體空間重組因子1的表達(dá)。在順鉑刺激作用下,敲除NEAT 1基因會抑制鼻咽癌細(xì)胞的生長、增殖及順鉑耐藥性。蛋白電泳實驗說明,在鼻咽癌中下調(diào)NEAT 1表達(dá)水平會抑制Ras-MAPK 通路的作用。而Ras-MAPK 通路的失調(diào)與多種腫瘤化療藥物耐藥性密切相關(guān),如肺癌[40]和肝細(xì)胞癌[41]。因此,靶向NEAT 1/let-7a-5p軸可能對克服鼻咽癌的順鉑耐藥性具有重要的治療意義。

2.8NEAT 1與多發(fā)性骨髓瘤 多發(fā)性骨髓瘤是一種B細(xì)胞惡性腫瘤,占所有血液系統(tǒng)惡性腫瘤的約15%至17%,具有高復(fù)發(fā)率和快速獲得耐藥性[42]。地塞米松是B細(xì)胞淋巴瘤的關(guān)鍵一線化療藥物,但也存在著耐藥性的問題。Wu和Wang[43]發(fā)現(xiàn),NEAT 1在地塞米松耐藥的多發(fā)性骨髓瘤的骨髓瘤細(xì)胞株中高表達(dá),競爭性結(jié)合miR-193a來上調(diào)其下游分子MCL1的表達(dá)水平,從而參與調(diào)控腫瘤耐藥性。髓樣細(xì)胞白血病1是一種有效的抗細(xì)胞凋亡蛋白,被認(rèn)為是治療肝細(xì)胞癌、急性髓細(xì)胞性白血病等腫瘤的靶點[44-45],因此,NEAT 1可作為克服多發(fā)性骨髓瘤治療中地塞米松耐藥性的重要靶標(biāo),改善多發(fā)性骨髓瘤患者的預(yù)后。

3 展望

LncRNA NEAT1在多種惡性腫瘤中發(fā)揮著原癌基因或抑癌基因的作用,不僅與惡性腫瘤細(xì)胞的生長、增殖、侵襲及不良預(yù)后有著密切關(guān)系,還參與調(diào)節(jié)腫瘤的藥物敏感性。本文著重闡述了LncRNA NEAT1在多種腫瘤細(xì)胞耐藥性中的分子機(jī)制,其異常表達(dá)對耐藥性的發(fā)生具有關(guān)鍵作用,有望成為腫瘤早期治療的新靶點。但目前NEAT 1參與調(diào)控腫瘤耐藥性的具體機(jī)制尚不完全明確,仍需進(jìn)一步探究,為惡性腫瘤的早期診斷、治療和預(yù)后判斷提供新的思路。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突