趙俞喬關(guān)滄海吳昊天胡增濤姜興明

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院普通外科,哈爾濱 150086)

長鏈非編碼 RNA (long non-coding RNA,lncRNA)是一類長度超過200 bp 的非編碼調(diào)控RNA 分子,因其缺乏開放性閱讀框而不具備或僅具備有限的蛋白質(zhì)編碼能力,曾被認(rèn)為是基因轉(zhuǎn)錄的“噪音”[1]。近年來長鏈非編碼RNA 相關(guān)的生理功能逐漸被闡明,越來越多的證據(jù)表明其參與染色質(zhì)重塑、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控、蛋白質(zhì)翻譯和組蛋白乙?；戎T多生物學(xué)進(jìn)程,并在多種人體惡性腫瘤中異常表達(dá)且與腫瘤細(xì)胞增殖及侵襲轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[2-4]。睪丸發(fā)育相關(guān)基因1(testis developmental related gene 1,TDRG1)是一個長度為1939 nt 的lncRNA,定位于人類染色體6p21.2 區(qū)域,能夠編碼100 個不具備任何已知蛋白結(jié)構(gòu)域的氨基酸;最初認(rèn)為該基因是一種僅在睪丸組織中表達(dá)的睪丸特異表達(dá)基因并推測其功能與精子發(fā)生相關(guān)[5-6]。目前研究表明:TDRG1 不僅在再生障礙性貧血中發(fā)揮作用[7],并且在多種惡性腫瘤中呈現(xiàn)異常表達(dá),對腫瘤診斷、治療和預(yù)后評估等方面有潛在的應(yīng)用前景。本文就TDRG1 在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的生物學(xué)效應(yīng)和分子機(jī)制作一綜述。

1 TDRG1 與惡性腫瘤

1.1 TDRG1 與宮頸癌

宮頸癌是全球癌癥相關(guān)死亡的第三大原因[8-9]。范陽等[10]利用實(shí)時熒光定量聚合酶反應(yīng)(quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)對60 例宮頸癌患者腫瘤組織和鄰近正常組織中的TDRG1 表達(dá)進(jìn)行檢測,結(jié)果顯示TDRG1的表達(dá)在宮頸癌組織中呈明顯上調(diào);TDRG1 表達(dá)情況與臨床數(shù)據(jù)的分析結(jié)果表明TDRG1 的高水平表達(dá)與癌腫分化程度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān);Kaplan-Meier 和log-rank 分析證實(shí)TDRG1 過表達(dá)患者的總體預(yù)后更差;多因素分析證明高表達(dá)TDRG1 是宮頸癌患者預(yù)后不良的危險因素[10]。在上述研究的基礎(chǔ)上,Zhao 等[11]同樣發(fā)現(xiàn)TDRG1 在宮頸癌中的異常高表達(dá);并利用小干擾 RNA(small interfering RNA,siRNA)在克隆形成實(shí)驗(yàn)、MTT 及 Transwell 實(shí)驗(yàn)中敲低TDRG1 的表達(dá)后發(fā)現(xiàn)宮頸癌的增殖和遷移侵襲受到明顯抑制。流式細(xì)胞術(shù)結(jié)果顯示對照組細(xì)胞凋亡率由12.80%增加至36.8%,而siRNA處理的實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞凋亡率由33.5%增加至53%,細(xì)胞凋亡率明顯提高且細(xì)胞周期被阻滯于G1 期。生物信息學(xué)分析、qRT-PCR 檢測和雙熒光素酶實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明TDRG1 與miR-330-5p 間存在特異性結(jié)合位點(diǎn)(GUCCCAGAG)且兩者表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)(R=5.119,P＜0.0001),miR-330-5p 抑制劑能夠部分逆轉(zhuǎn)TDRG1 siRNA 對宮頸癌進(jìn)展的影響。Western blot 結(jié)果顯示:miR-330 - 5p 靶基因ELK1(ETS transcription factor ELK1)的表達(dá)與TDRG1 呈正相關(guān)而與miR-330-5p 呈負(fù)相關(guān)。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示:TDRG1 通過充當(dāng)miR-330-5p 的競爭性內(nèi)源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)上調(diào)促癌基因ELK1 的表達(dá)來促進(jìn)宮頸癌的惡性進(jìn)程。此外,Jiang等[12]的研究表明TDRG1 的高水平表達(dá)與 FIGO(international federation of gynecology and obstetrics)分期以及癌腫浸潤深度密切相關(guān),同時發(fā)現(xiàn)TDRG1的另一海綿吸附靶點(diǎn)miR-326;進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),miR-326 能 與 促 癌 基 因MAPK1 的 3’-UTR(untranslated region)相結(jié)合,抑制TDRG1 可降低MAPK1(mitogen-activated protein kinase 1)的表達(dá),即TDRG1 能夠通過TDRG1/miR-326/MAPK1 軸調(diào)節(jié)宮頸癌的發(fā)生和發(fā)展。

1.2 TDRG1 與上皮性卵巢癌

研究指出lncRNAs 在上皮性卵巢癌(epithelial ovarian carcinoma,EOC)中的作用與機(jī)制對腫瘤治療和患者預(yù)后評估有重要作用[13-15]。Chen 等[16]利用qRT-PCR 定量檢測95 例上皮性卵巢癌患者的組織樣本后發(fā)現(xiàn):相比于正常卵巢組織,EOC 腫瘤組織內(nèi)TDRG1 呈明顯上調(diào),并且其表達(dá)水平與腫瘤的分化程度密切相關(guān)(P=0.043)。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中構(gòu)建質(zhì)粒表達(dá)載體外源性上調(diào)TDRG1 能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和遷移侵襲能力并抑制細(xì)胞凋亡發(fā)生,利用siRNA 干擾TDRG1 的表達(dá)則會得到與上述相反的結(jié)果。生物信息學(xué)預(yù)測和雙熒光素酶報(bào)告實(shí)驗(yàn)證實(shí)TDRG1 與miR-93 之間存在結(jié)合位點(diǎn),并且兩者在腫瘤組織內(nèi)的表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān);Western blot 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示TDRG1 能夠上調(diào)miR-93 靶基因腫瘤轉(zhuǎn)移關(guān)鍵基因RhoC(ras homolog family member C)及RhoC下游因子(P70S6K、Bcl-xL、MMP-2)的表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)EOC 的侵襲轉(zhuǎn)移。

1.3 TDRG1 與子宮內(nèi)膜癌

近年來子宮內(nèi)膜癌的發(fā)病率由于肥胖癥和代謝性疾病患者增加而趨于年輕化[17]。Sun 等[18]的研究證實(shí)在子宮內(nèi)膜癌腫瘤組織和腫瘤細(xì)胞中TDRG1 呈上調(diào)表達(dá),利用siRNA 外源性沉默TDRG1表達(dá)能夠抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和遷移侵襲,并且發(fā)生凋亡的細(xì)胞比例明顯升高。Western blot 檢測結(jié)果表明在腫瘤細(xì)胞中轉(zhuǎn)染siRNA 后與腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)的MMP-2(matrix metallopeptidase 2)和MMP-9(matrix metallopeptidase 9)表達(dá)降低,同時抑制抗凋亡蛋白Bcl-2 并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡標(biāo)志物Bax 和裂解型caspase3 的表達(dá);TDRG1 過表達(dá)能夠上調(diào)腫瘤細(xì)胞中 p-pi3k、p-AKT 和p-mTOR 的蛋白表達(dá)水平而外源性沉默TDRG1 后上述蛋白表達(dá)下降,這提示PI3K/AKT/mTOR 信號通路參與TDRG1對子宮內(nèi)癌膜惡性生物學(xué)行為的調(diào)控。進(jìn)一步的RIP(RNA binding protein immunoprecipitation) 和Western blot 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:TDRG1 能夠直接與VEGF-A(vascular endothelial growth factor A)結(jié)合并促進(jìn)其表達(dá),高表達(dá)VEGF-A通過上調(diào)抗凋亡蛋白 PI3K、Bcl-2、MMP-2 和 survivin 的表達(dá)從而發(fā)揮促癌作用。綜上,TDRG1 可以調(diào)控VEGF-A和相關(guān)基因的表達(dá)來促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌的增殖和遷移侵襲[19]。

1.4 TDRG1 與胃癌

胃癌是全世界最常見的惡性腫瘤,也是癌癥致患者死亡的主要原因[20-21]。Ma 等[22]利用 qRTPCR 測定42 例胃癌患者腫瘤組織和癌旁正常組織中TDRG1 的表達(dá)水平,結(jié)果顯示胃癌組織中TDRG1呈顯著高表達(dá);根據(jù)TDRG1 表達(dá)水平將胃癌患者分為TDRG1 高表達(dá)組和TDRG1 低表達(dá)組,同時對胃癌患者的臨床病理數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)現(xiàn)TDRG1 高表達(dá)與腫瘤的臨床分期、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及患者較差的預(yù)后密切相關(guān)。隨后的體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn),通過MTT、細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)和Transwell 實(shí)驗(yàn)檢測,結(jié)果表明上調(diào)TDRG1 表達(dá)后胃癌腫瘤細(xì)胞SGC-7901和MGC-803 的增殖及遷移侵襲能力明顯提高;在裸鼠成瘤實(shí)驗(yàn)中過表達(dá)TDRG1 的體內(nèi)移植瘤的生長速度加快。生物信息學(xué)分析和RNA 免疫沉淀實(shí)驗(yàn)證實(shí)TDRG1 可以海綿吸附抑癌基因miR-873-5p 來降低其表達(dá);雙熒光素酶實(shí)驗(yàn)證實(shí)miR-873-5p 與促癌基因HDGF(heparin binding growth factor)間存在靶向結(jié)合調(diào)控關(guān)系,定量檢測結(jié)果顯示胃癌腫瘤組織內(nèi)兩者表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。綜上,胃癌中高表達(dá)的TDRG1 通過對miR-873-5p/HDGF軸的調(diào)控來促進(jìn)腫瘤的惡性生物學(xué)行為。

1.5 TDRG1 與非小細(xì)胞肺癌

肺癌約占所有腫瘤的19.4%,而非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)占所有肺癌病例的近 80%[23-24]。Hu 等[25]收集了 34 例非小細(xì)胞肺癌的病理組織樣本,利用qRT-PCR 檢測發(fā)現(xiàn)TDRG1 在NSCLC 組織中的表達(dá)與癌旁組織相比顯著提高。MTT 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示TDRG1 的特異性siRNA 轉(zhuǎn)染A549 和H1975 細(xì)胞后,腫瘤細(xì)胞的增殖受到明顯抑制,而過表達(dá)TDRG1 能促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的生長。細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)和Transwell實(shí)驗(yàn)證實(shí)沉默腫瘤細(xì)胞內(nèi)TDRG1 的表達(dá)能夠明顯抑制細(xì)胞遷移和侵襲轉(zhuǎn)移。Western blot 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞內(nèi)TDRG1 的表達(dá)與E-cadherin 呈負(fù)相關(guān)而與N-cadherin 呈正相關(guān),這表明TDRG1 能夠促進(jìn)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)進(jìn)程。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí) miR-206 與TDRG1的3’-UTR 存在 10 個互補(bǔ)序列同時與ZEB1(zinc finger e-box binding homeobox 1)也存在特異性結(jié)合位點(diǎn);上述實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果提示TDRG1 能通過靶向結(jié)合miR-206 進(jìn)而上調(diào)促癌基因ZEB1的表達(dá)。

2 結(jié)語及展望

TDRG1 作為一種新發(fā)現(xiàn)的lncRNA,其在腫瘤內(nèi)功能的相關(guān)研究尚處于初始階段,不同腫瘤內(nèi)TDRG1 的異常表達(dá)水平以及更深層面的調(diào)控機(jī)制有待于后續(xù)的進(jìn)一步探索。相信隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展,TDRG1 在腫瘤發(fā)生發(fā)展中作用機(jī)制的相關(guān)研究將更加深入,并且為腫瘤的早期診斷、綜合治療及患者預(yù)后評估指明新的方向。