葉 震，陳 康，文學(xué)艷綜述，廖紅展審校

0 引 言

膠質(zhì)瘤是成人最常見的原發(fā)性腦腫瘤，約占腦腫瘤患者的80%[1]，隨著醫(yī)療水平和醫(yī)療技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，雖然人們對(duì)腦膠質(zhì)瘤的診斷和治療方面都有著極大的進(jìn)展，但其仍然是目前醫(yī)學(xué)界存在的主要挑戰(zhàn)之一。而其中的化療藥物耐藥，是當(dāng)今阻礙膠質(zhì)瘤治療的一大絆腳石，因此了解膠質(zhì)瘤產(chǎn)生耐藥性的分子機(jī)制及其調(diào)控過程也是一大研究熱點(diǎn)。

替莫唑胺(temozolomide, TMZ)是一種口服烷化劑，是具有良好的抗腫瘤活性的DNA甲基化試劑，其不但能穿過血腦屏障，且在胃酸pH下穩(wěn)定，有利于口服后有效吸收，目前為治療腦膠質(zhì)瘤的一線化療藥物。該藥的作用機(jī)制為鳥嘌呤的N7和O6位的甲基化，從而誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞中DNA的斷裂，觸發(fā)膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡[2]。早在十年前就有人發(fā)現(xiàn)TMZ配合放射性治療能夠有效的延長(zhǎng)膠質(zhì)瘤患者的總生存期，這證明了TMZ對(duì)膠質(zhì)瘤患者有著重要的治療作用。

長(zhǎng)鏈非編碼RNA(LncRNA)是長(zhǎng)度大于200nt的一種非編碼RNA(NcRNA)，且很多研究表明，LncRNA具有表觀遺傳、mRNA加工和轉(zhuǎn)錄后基因表達(dá)調(diào)控等功能[3]，也可調(diào)節(jié)相關(guān)的腫瘤信號(hào)通路發(fā)揮各種作用[4]。對(duì)周圍健康或正常的組織而言，LncRNA的異常表達(dá)與癌癥發(fā)生發(fā)展有一定關(guān)聯(lián)[5]，最近，大量的文獻(xiàn)證據(jù)表明LncRNA在腦膠質(zhì)瘤對(duì)TMZ的耐藥中起著正向或負(fù)向的調(diào)控作用。隨著不斷地深入研究，由LncRNA作為熱點(diǎn)的研究對(duì)TMZ耐藥的發(fā)生有了新的解釋，因此，研究TMZ發(fā)生耐藥的機(jī)制及其發(fā)生耐藥的調(diào)控因素，并找到是解決膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生TMZ耐藥的方法，是提高患者生活質(zhì)量的一條有效道路。

本文主要總結(jié)了目前已研究的LncRNAs在膠質(zhì)瘤中的作用及其可能的作用機(jī)制，列舉與TMZ耐藥性相關(guān)的多條細(xì)胞信號(hào)通路，這些發(fā)現(xiàn)可能為我們?cè)谀z質(zhì)瘤化療中解決獲得性TMZ耐藥提供新的可能。

1 LncRNA與腦膠質(zhì)瘤

LncRNA的研究在近幾年開始成為了當(dāng)代醫(yī)學(xué)界的熱點(diǎn)研究?jī)?nèi)容之一。多項(xiàng)研究數(shù)據(jù)表明，LncRNA在多種人類腫瘤中均發(fā)生差異性表達(dá)，且表達(dá)的LncRNA與腫瘤的轉(zhuǎn)移和預(yù)后有關(guān)[6-7]，如lncRNA FOXD2-AS1[8]。故LncRNA存在作為預(yù)測(cè)腫瘤發(fā)生發(fā)展的生物標(biāo)記物，并且有成為治療靶點(diǎn)的可能性。如今LncRNA已被認(rèn)為是癌癥基因表達(dá)的重要調(diào)節(jié)因子[9]。有研究表明，LncRNA的表達(dá)失調(diào)與膠質(zhì)瘤有著密切關(guān)聯(lián)，如Fei等[10]發(fā)現(xiàn)LncRNA SNHG3表達(dá)與膠質(zhì)瘤患著的預(yù)后有著密不可分的聯(lián)系。

2 LncRNA與TMZ化療耐藥性

TMZ耐藥仍然是當(dāng)前膠質(zhì)瘤治療失敗的主要原因，這嚴(yán)重影響了患者的生活水平和質(zhì)量。目前其被廣泛認(rèn)知的耐藥機(jī)制主要和O6-甲基鳥嘌呤DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(O6-methylguanine-DNA methyltransferase, MGMT)有關(guān)，同時(shí)也與調(diào)控細(xì)胞調(diào)亡的相關(guān)蛋白有關(guān)[11]。LncRNA被認(rèn)為可通過多種分子機(jī)制來影響膠質(zhì)瘤細(xì)胞的耐藥，為攻克這些障礙，并能夠在治療膠質(zhì)瘤方面取得進(jìn)一步發(fā)展，必須更加深刻的了解其耐藥機(jī)制。

3 LncRNA與膠質(zhì)瘤TMZ耐藥的作用途徑

3.1 作為miRNA的內(nèi)源競(jìng)爭(zhēng)性RNA影響TMZ耐藥性內(nèi)源競(jìng)爭(zhēng)性RNA(ceRNA)，包括了許多種類的RNA，其中NcRNA是重要的一員，包括LncRNA, circRNA 和miRNA。LncRNA做為ceRNA中的一員，可與miRNA發(fā)生結(jié)合，并通過一系列復(fù)雜的通訊網(wǎng)絡(luò)，最終干擾相關(guān)mRNA來進(jìn)行基因表達(dá)的調(diào)控。大量文獻(xiàn)表明，LncRNA可與其特定的miRNA在某個(gè)區(qū)域有互補(bǔ)的堿基序列段，為兩者發(fā)生結(jié)合提供了可能性，而兩者相互結(jié)合可能是導(dǎo)致TMZ耐藥性增加或減少的原因。

Liu等[12]通過研究發(fā)現(xiàn)，miR-10a中有個(gè)名為“seed”的序列，而其研究的LncRNA RP11-838N2.4中，存在一段堿基序列，可與“seed”序列進(jìn)行互補(bǔ)，為兩者發(fā)生配對(duì)結(jié)合提供了可能；Wu等[13]發(fā)現(xiàn)，LncRNA-TALC可通過競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-20b-3p尾端的MET基因，以調(diào)節(jié)c-Met途徑影響相關(guān)蛋白酶的表達(dá)以達(dá)到影響TMZ耐藥性的目的。Du等[14]發(fā)現(xiàn)，LncRNA-XIST也被證實(shí)可與miR-29c中的某一序列區(qū)域存在互補(bǔ)區(qū)域，并抑制了miR-29c在腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)，從而影響了膠質(zhì)瘤細(xì)胞的TMZ耐藥。

因此認(rèn)為L(zhǎng)ncRNA可作為ceRNA與miRNA進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)性抑制,進(jìn)一步調(diào)控相關(guān)蛋白活性、調(diào)節(jié)相關(guān)信號(hào)通路等來調(diào)節(jié)TMZ的化學(xué)敏感性。在近五年的相關(guān)研究中，LncRNA均能發(fā)現(xiàn)其對(duì)應(yīng)的miRNA，這進(jìn)一步證實(shí)了ceRNA理論的可能性[14-16]。

3.2通過調(diào)控代謝關(guān)鍵酶活性影響TMZ耐藥性TMZ反應(yīng)應(yīng)答的主要預(yù)測(cè)因子被認(rèn)為和MGMT活性、表達(dá)量有著密切的聯(lián)系。MGMT可調(diào)節(jié)O6-甲基鳥嘌呤DNA殘基,糾正DNA復(fù)制過程中O6-甲基鳥嘌呤與胸腺嘧啶的錯(cuò)配情況[17]，而TMZ可與O6-甲基鳥嘌呤形成加合物，以誘導(dǎo)錯(cuò)配發(fā)生，激活DNA錯(cuò)配修復(fù)途徑(mismatch repair，MMR)，從而誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞中DNA的斷裂，觸發(fā)細(xì)胞凋亡[18]。這表明由TMZ引起的啟動(dòng)子甲基化損傷可被MGMT修復(fù)，以此起到影響TMZ耐藥的作用，即下調(diào)MGMT活性在抑制TMZ耐藥性中起到了關(guān)鍵的作用。

通過總結(jié)得出，LncRNA可通過各種相關(guān)作用途徑來改變膠質(zhì)瘤細(xì)胞中的MGMT活性，從而起到影響膠質(zhì)瘤對(duì)TMZ的敏感性。如轉(zhuǎn)移相關(guān)肺腺癌轉(zhuǎn)錄本1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1, MALAT1)，Gutschner等[19]發(fā)現(xiàn)其與腫瘤息息相關(guān)，包括與腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移，手術(shù)后腫瘤的復(fù)發(fā)情況，腫瘤發(fā)生藥物耐藥及患者臨床預(yù)后評(píng)估等方面有著密切的關(guān)系。其后的研究發(fā)現(xiàn)MALAT1也與膠質(zhì)瘤有關(guān)[20]。在最近的研究報(bào)告中，實(shí)驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)高表達(dá)的MALAT1與膠質(zhì)瘤的TMZ耐藥有一定聯(lián)系。有研究指出MALAT1作為miRNA-101的ceRNA，直接調(diào)控多功能蛋白酶GSK3β和MGMT的表達(dá)以達(dá)到調(diào)控膠質(zhì)瘤對(duì)TMZ的耐藥性[21]。因此，認(rèn)為L(zhǎng)ncRNA MALAT1存在通過調(diào)控代謝關(guān)鍵酶活性的方式來影響TMZ耐藥性的具有潛在的可能性。也有研究發(fā)現(xiàn)，LncRNA FoxD2-AS1也可導(dǎo)致的膠質(zhì)瘤TMZ耐藥，通過實(shí)驗(yàn)證明，F(xiàn)oxD2-AS1的表達(dá)上升，則MGMT啟動(dòng)子區(qū)域的甲基化程度也加深，最終使膠質(zhì)瘤細(xì)胞對(duì)TMZ的耐藥性增加[22]。

除MGMT之外，還有某些蛋白酶如核酸錯(cuò)配修復(fù)蛋白酶等對(duì)TMZ的抗藥性起到關(guān)鍵性作用。通過上述研究成果，初步得出LncRNA可通過改變相關(guān)關(guān)鍵蛋白的轉(zhuǎn)錄序列的表觀遺傳學(xué)等方式調(diào)控這些蛋白的表達(dá)，從而對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞對(duì)TMZ的化學(xué)敏感性進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.3通過調(diào)控DNA損傷修復(fù)途徑影響TMZ耐藥DNA損傷修復(fù)有幾種形式，如重組、錯(cuò)配、切除和直接修復(fù)等，而TMZ的治療作用主要為此途徑中的錯(cuò)配修復(fù)發(fā)揮效果：TMZ造成膠質(zhì)瘤細(xì)胞DNA烷基化，在復(fù)制過程中O6-甲基鳥嘌呤不與正常時(shí)的胞嘧啶發(fā)生堿基配對(duì)，而是與胸腺嘧啶發(fā)生了錯(cuò)誤配對(duì)，因此DNA啟動(dòng)MMR途徑啟動(dòng)，進(jìn)行錯(cuò)配修復(fù)，此時(shí)出現(xiàn)兩種結(jié)果：修復(fù)成功和修復(fù)失敗[23]。修復(fù)成功的DNA具備了一定的抗性，對(duì)TMZ將擁有一定程度的免疫的作用；而修復(fù)失敗時(shí)，因?yàn)镈NA的堿基對(duì)錯(cuò)誤配對(duì)，DNA雙鏈無法穩(wěn)定，最終導(dǎo)致了細(xì)胞的凋亡發(fā)生。有文獻(xiàn)指出，因人體細(xì)胞有健全的DNAMMR系統(tǒng)，故TMZ可促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生調(diào)亡[24]。

雷靜等[25]通過TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)分析,lncRNA C2-AS1與DNA錯(cuò)配修復(fù)相關(guān)基因如BRCA1、PD-L1、MSH6等表達(dá)密切相關(guān)，猜測(cè)LncRNA也可通過影響MMR途徑來調(diào)控膠質(zhì)瘤的TMZ耐藥性。Zhang等[26]研究LncRNA SBF2-AS1時(shí)，證明了其缺失延遲了TMZ誘導(dǎo)的DNA損傷的修復(fù)過程。Du等[14]研究發(fā)現(xiàn)，LncRNA XIST也被證實(shí)通過XIST/miR-29c軸發(fā)揮功能，參與了DNAMMR途徑。這進(jìn)一步說明LncRNA可能通過影響DNAMMR途徑來調(diào)控TMZ的化學(xué)耐藥性。目前對(duì)LncRNA通過DNAMMR途徑調(diào)控膠質(zhì)瘤TMZ耐藥性方面的研究還較少，故LncRNA能否通過DNA修復(fù)途徑調(diào)控TMZ耐藥還需要進(jìn)一步的驗(yàn)證。

3.4通過調(diào)控上皮細(xì)胞間充質(zhì)轉(zhuǎn)化作用影響TMZ耐藥性上皮細(xì)胞間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial mesenchymal transiton, EMT)，指在一定情況下，上皮細(xì)胞向間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化，失去黏附能力，使其擁有間質(zhì)細(xì)胞的表型、形態(tài)和遷徙能力等特性的過程，并且EMT與細(xì)胞的微環(huán)境有著密不可分的聯(lián)系。有文獻(xiàn)報(bào)道EMT涉及多種細(xì)胞內(nèi)外信號(hào)通路和分子機(jī)制[27]。EMT與腫瘤的關(guān)系也是當(dāng)今科學(xué)研究的熱點(diǎn)，目前已知發(fā)生在腫瘤的進(jìn)展、轉(zhuǎn)移和耐藥中起重要作用。越來越多的LncRNAs被發(fā)現(xiàn)和EMT的調(diào)控存在一定的聯(lián)系[28]，其中包括促進(jìn)EMT進(jìn)程和抑制EMT進(jìn)程，而其影響方式主要也是通過充當(dāng)參與EMT調(diào)控的miRNA的ceRNA發(fā)揮作用。有文獻(xiàn)總結(jié)EMT與癌癥的耐藥性相關(guān)[29]，因此LncRNA被認(rèn)為可通過影響EMT過程來調(diào)控膠質(zhì)瘤細(xì)胞對(duì)TMZ的耐藥性。

H19是一種LncRNA，最初被描述為癌胚轉(zhuǎn)錄本，已經(jīng)有很多研究證實(shí)了其與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、耐藥、治療及其預(yù)后等有著一定的聯(lián)系。該基因位于染色體11p15.5上，僅在母體等位基因中表達(dá)[30]。在LncRNA H19與TMZ耐藥性的相關(guān)研究中，H19被發(fā)現(xiàn)可通過Wnt/β-Catenin通路來影響EMT的進(jìn)程，從而達(dá)到影響TMZ耐藥的關(guān)系。也有研究證實(shí)，MLATA1的表達(dá)與EMT有關(guān)[20]。這為L(zhǎng)ncRNA通過調(diào)控EMT的途徑來影響TMZ在膠質(zhì)瘤耐藥中的敏感性提供了依據(jù)。目前關(guān)于LncRNA通過調(diào)控EMT影響膠質(zhì)瘤TMZ耐藥性的研究也較少，但其提供了一定的可能性，因此仍然需要大量的研究來進(jìn)一步為理論的可能性提供支持。

3.5通過調(diào)控各種信號(hào)通路影響TMZ耐藥性LncRNA涉及TMZ耐藥性的信號(hào)通路十分復(fù)雜，且現(xiàn)在尚未建立起相關(guān)的細(xì)胞信號(hào)通路網(wǎng)絡(luò)。從目前研究來看，很多細(xì)胞信號(hào)通路如Wnt/β-Catenin通路、PTEN/PI3K/AKT通路、NF-κB通路等在腫瘤耐藥的發(fā)生或抗耐藥的發(fā)生中起到一定的作用。

Liao等[31]研究發(fā)現(xiàn)，LncRNA CASC2通過與miR-181a的3’尾端的非編碼區(qū)結(jié)合，以此來調(diào)節(jié)PTEN通路，即通過CASC2與miR-181a結(jié)合以降低其表達(dá)，進(jìn)而上調(diào)PTEN的表達(dá)，最后下調(diào)p-AKT的表達(dá)，激活了PTEN/PI3K/AKT細(xì)胞信號(hào)通路，故而調(diào)節(jié)了膠質(zhì)瘤細(xì)胞對(duì)TMZ的化療敏感性。這一研究證據(jù)表明了lncRNA CASC2可調(diào)節(jié)相關(guān)信號(hào)通路導(dǎo)致了TMZ耐藥。上述的介紹中提到，H19被發(fā)現(xiàn)可通過Wnt/β-Catenin通路來影響EMT的進(jìn)程，從而達(dá)到影響TMZ耐藥的目的[32]。Duan等[33]研究證明，用相關(guān)抑制劑阻斷NF-κB通路的激活可明顯的消除由H19過表達(dá)而引起的TMZ耐藥性，雖然H19導(dǎo)致膠質(zhì)瘤TMZ耐藥的具體機(jī)制尚不明確，但這說明了H19也可通過調(diào)控復(fù)雜的細(xì)胞信號(hào)通路，正如NF-κB信號(hào)通路和PTEN/PI3K/AKT細(xì)胞信號(hào)通路，來達(dá)到調(diào)節(jié)膠質(zhì)瘤對(duì)TMZ的耐藥性的作用。

除上述提到的細(xì)胞信號(hào)通路之外，還有很多參與調(diào)控膠質(zhì)瘤細(xì)胞對(duì)TMZ耐藥性的相關(guān)通路，以及各個(gè)細(xì)胞信號(hào)通路之間有怎樣的相互聯(lián)系，以上都需要大量的研究來證明，以便更好的為調(diào)控膠質(zhì)瘤的TMZ化療敏感性提供基礎(chǔ)理論可能，并且為其開發(fā)藥物治療提供新靶點(diǎn)。

4 結(jié) 語

如今大量研究證實(shí)LncRNA與許多腫瘤的發(fā)生發(fā)展、轉(zhuǎn)移、耐藥和預(yù)后等方面有關(guān),并在近幾年迅速成為研究熱點(diǎn)之一。通過學(xué)習(xí)總結(jié)，發(fā)現(xiàn)許多LncRNAs可作為miRNA的ceRNA調(diào)控相關(guān)的基因表達(dá)，并以這種形式調(diào)控相關(guān)基因影響關(guān)鍵蛋白表達(dá)，進(jìn)而調(diào)控相關(guān)細(xì)胞生物進(jìn)程和相關(guān)細(xì)胞信號(hào)通路，最終導(dǎo)致膠質(zhì)瘤對(duì)TMZ的化療敏感性發(fā)生改變。

通過總結(jié)上述的研究，看出近年來發(fā)表的關(guān)于LncRNA在TMZ耐藥性中的作用的文章逐年上升，這說明研究者對(duì)其的關(guān)注度正在不斷增加。目前，雖然部分LncRNA已被證實(shí)與TMZ耐藥相關(guān)，也有公司成功的將LncRNA初步運(yùn)用于臨床，但其仍然需要大量的研究實(shí)驗(yàn)來揭示LncRNA發(fā)揮其功能的相關(guān)機(jī)制，以提高膠質(zhì)瘤對(duì)化療藥物TMZ的敏感性，為人類攻克腫瘤的路上再進(jìn)一步。