劉昊陽(yáng) 徐寧 閆峰 徐佳元 田記超 楊衛(wèi)良

骨肉瘤是一種常見(jiàn)的預(yù)后極差的結(jié)締組織惡性腫瘤，好發(fā)于骨骼尚未發(fā)育完全的青少年，其轉(zhuǎn)移擴(kuò)散能力強(qiáng)，保肢率低[1]。在骨肉瘤中，成骨細(xì)胞性骨肉瘤最為多見(jiàn)。這種惡變的結(jié)締組織以高度礦化為特征，其中的類(lèi)骨質(zhì)富含多核細(xì)胞，因此很可能發(fā)生異型性改變[2]。近20年來(lái)，有關(guān)骨肉瘤治療及預(yù)后的研究進(jìn)入瓶頸期，骨肉瘤患者5年生存率仍未超過(guò)70%[3]。因此，闡明該病發(fā)生和發(fā)展的分子機(jī)制，并盡可能確定更適合的治療方案，十分必要。大量基因分子水平的研究均證實(shí)，長(zhǎng)鏈非編碼RNA(LncRNA)與多種腫瘤的發(fā)展演變有關(guān)，可能的作用機(jī)制如下：①維持腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)增殖功能，抑制腫瘤細(xì)胞凋亡；②協(xié)助腫瘤細(xì)胞躲避生長(zhǎng)抑制因子；③保證腫瘤細(xì)胞連續(xù)復(fù)制；④促進(jìn)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移和侵襲；⑤誘導(dǎo)組織局部毛細(xì)血管生成[4]。隨著越來(lái)越多與骨肉瘤相關(guān)的LncRNA被發(fā)現(xiàn)，核仁小分子RNA宿主基因(SNHG)、叉頭框基因(FOX)和同源異型基因(HOX)等基因家族的作用也越來(lái)越受到關(guān)注和重視。

1 SNHG基因

1.1 SNHG1

Deng等[5]研究發(fā)現(xiàn)，SNHG1在骨肉瘤組織中過(guò)表達(dá)，而微RNA miR-101-3p是SNHG1的靶點(diǎn)，兩者相互抑制。miR-101-3p還可抑制Rho相關(guān)卷曲螺旋形成蛋白激酶 (ROCK)1。當(dāng)SNHG1下調(diào)miR-101-3p時(shí)，ROCK1表達(dá)上調(diào)，ROCK1表達(dá)可提升肌球蛋白輕鏈磷酸化水平，增加肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白的收縮力，促使細(xì)胞遷移[6]。抑制SNHG1可使腫瘤細(xì)胞周期維持在G0/G1期，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，從而降低骨肉瘤細(xì)胞的整體生存能力。促進(jìn)SNHG1表達(dá)則可失活磷酯酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，并激活上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)，從而增強(qiáng)細(xì)胞異質(zhì)性改變，并增強(qiáng)骨肉瘤細(xì)胞的增殖能力和侵襲性。

1.2 SNHG3

RAB22A是RAS基因家族中的一員，其擴(kuò)增或過(guò)表達(dá)均可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和遷移。Zheng等[7]研究發(fā)現(xiàn)，SNHG3和RAB22A 在骨肉瘤中可協(xié)同過(guò)表達(dá)，且兩者均可與miR-151a-3p結(jié)合，而miR-151a-3p對(duì)RAB22A表達(dá)具有抑制作用，從而間接抑制SNHG3的表達(dá)。反之，SNHG3高表達(dá)并使RAB22A表達(dá)增高可抑制miR-151a-3p的功能，從而提升骨肉瘤細(xì)胞的侵襲性和遷移潛能。

1.3 SNHG5

Ju等[8]研究發(fā)現(xiàn)，SNHG5在骨肉瘤中過(guò)表達(dá)，下調(diào)SNHG5可激活裂解的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)-3、裂解的Caspase -9和聚腺苷二磷酸核糖聚合酶等，從而抑制骨肉瘤細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)其凋亡。通常認(rèn)為，EMT典型特征是鈣粘蛋白高表達(dá)而波形蛋白和β-連環(huán)蛋白低表達(dá)，由此促進(jìn)腫瘤細(xì)胞遷移和侵襲。SNHG5與鈣粘蛋白表達(dá)增加及波形蛋白和β-連環(huán)蛋白表達(dá)減少有關(guān)，可間接促進(jìn)EMT。下調(diào)SNHG5表達(dá)可抑制EMT，從而控制骨肉瘤發(fā)展。該研究還發(fā)現(xiàn)，miR-212-3p在骨肉瘤組織中表達(dá)明顯下降。miR-212-3p可與SNHG5結(jié)合并降低其活性， miR-212-3p模擬物則具有抑制pcDNA-SNHG5轉(zhuǎn)錄的作用。另有研究表明，SNHG5作為miR-26a的海綿體，可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲、遷移及其由G1期向S期轉(zhuǎn)變，并通過(guò)miR-26a激活ROCK1信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，進(jìn)一步增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞侵襲能力[9]。

1.4 SNHG6

Ruan等[10]研究發(fā)現(xiàn)，SNHG6在骨肉瘤中明顯過(guò)表達(dá)，沉默SNHG6可使腫瘤細(xì)胞周期停滯于G0/G1期。p21、krüppel樣轉(zhuǎn)錄因子(KLF)2等表達(dá)均與SNHG6呈負(fù)相關(guān)，而具有促進(jìn)細(xì)胞增殖作用的細(xì)胞周期蛋白(Cyclin)D1表達(dá)與SNHG6正相關(guān)。因此，SNHG6對(duì)骨肉瘤細(xì)胞的影響可能與p21、KLF2及CyclinD1有關(guān)，但詳細(xì)分子機(jī)制尚不清楚。

SNHG6可抑制細(xì)胞自噬并促進(jìn)骨肉瘤細(xì)胞增殖，從而減少細(xì)胞凋亡。轉(zhuǎn)錄激活因子(ATF)3是一種自噬相關(guān)蛋白，Caspase-3則是促進(jìn)細(xì)胞凋亡的重要調(diào)控因子，兩者在下游信號(hào)表達(dá)過(guò)程中均可被自噬激活激酶(ULK)1正向調(diào)控。ULK1是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，不僅是啟動(dòng)自噬的關(guān)鍵因子，也是miR-26a-5p的靶蛋白。Zhu等[11]研究發(fā)現(xiàn)，miR-26a-5p表達(dá)上調(diào)可提升ULK1水平，而SNHG6表達(dá)上調(diào)則可降低ULK1水平，因此推測(cè)SNHG6與miR-26a-5p表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。對(duì)SNHG6進(jìn)行短干擾RNA(siRNA)沉默處理后，Caspase-3表達(dá)明顯升高，提示SNHG6具有抑制Caspase-3促細(xì)胞凋亡的功能；同時(shí)，SNHG6沉默后ATF3表達(dá)明顯上調(diào)，提示ATF3可能同時(shí)參與抑制SNHG6，且同時(shí)受miR-26a-5p/ULK1軸調(diào)控。SNHG6通過(guò)抑制miR-26a-5p減低ULK1表達(dá)，從而降低Caspase-3和ATF3的功能，并促進(jìn)細(xì)胞侵襲、增殖和遷移。

1.5 SNHG7

Zhang等[12]研究發(fā)現(xiàn)，SNHG7在骨肉瘤組織中表達(dá)明顯增高，沉默SNHG7可使骨肉瘤細(xì)胞增殖受抑制，并使細(xì)胞周期阻滯于G0/G1期。該研究通過(guò)RNA免疫沉淀實(shí)驗(yàn)和染色質(zhì)免疫沉淀實(shí)驗(yàn)證實(shí)，SNHG7可與DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNMT)1穩(wěn)定結(jié)合并抑制p53表達(dá)，沉默SNHG7可使p53在U2OS細(xì)胞株中過(guò)表達(dá)，具有部分逆轉(zhuǎn)SNHG7促進(jìn)細(xì)胞增殖的作用。

1.6 SNHG12

Xu等[13]研究發(fā)現(xiàn)，SNHG12在骨肉瘤細(xì)胞系中過(guò)表達(dá)，沉默該基因可抑制細(xì)胞增殖與遷移。miR-195-5p是SNHG12的靶基因，SNHG12表達(dá)下調(diào)時(shí)miR-195-5p表達(dá)升高。沉默SNHG12后，腫瘤組織胰島素樣生長(zhǎng)因子1受體(IGF1R)表達(dá)降低，骨肉瘤細(xì)胞株MG-63和143B的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移也受到抑制。而IGF1R過(guò)表達(dá)或 miR-195-5p受抑制可提升骨肉瘤細(xì)胞株MG-63和143B的細(xì)胞遷移能力。SNHG12可通過(guò)調(diào)控miR-195-5p/IGF1R信號(hào)調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。

1.7 SNHG14

Hou等[14]研究發(fā)現(xiàn)，SNHG14在骨肉瘤組織和細(xì)胞系中顯著上調(diào)，下調(diào)SNHG14表達(dá)不僅可以明顯抑制骨肉瘤細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)其凋亡，而且可以明顯抑制細(xì)胞遷移和侵襲。SNHG14可與miR-433-3p直接靶向結(jié)合，并可對(duì)其靶蛋白調(diào)控基因F-box(FBX) 22正向調(diào)控。FBX22與腫瘤細(xì)胞遷移性高度相關(guān)。miR-433-3p過(guò)表達(dá)及FBX22表達(dá)下調(diào)均可明顯抑制骨肉瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。由此可見(jiàn)，SNHG14可抑制miR-433-3p和上調(diào)FBX22表達(dá)，從而促進(jìn)骨肉瘤發(fā)展。

1.8 SNHG16

Wang等[15]的研究顯示，SNHG16在骨肉瘤組織中過(guò)表達(dá)，并通過(guò)miR-205和miR-340促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，同時(shí)作為內(nèi)源性競(jìng)爭(zhēng)RNA抑制miR-1301功能。miR-1301則可通過(guò)靶向負(fù)向調(diào)控B淋巴細(xì)胞瘤基因(BCL)9，從而抑制骨肉瘤細(xì)胞功能。沉默SNHG16后，BCL9表達(dá)受到抑制，骨肉瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力減弱。

1.9 SNHG20

Zhang等[16]研究發(fā)現(xiàn)，SNHG20在骨肉瘤細(xì)胞株MG-63中表達(dá)最高，而在Saos-2細(xì)胞株中表達(dá)最低，其表達(dá)增加或減少對(duì)骨肉瘤細(xì)胞生存能力沒(méi)有影響。下調(diào)SNHG20表達(dá)可顯著抑制MG-63細(xì)胞的遷移侵襲能力，上調(diào)SNHG20表達(dá)則表現(xiàn)相反。促進(jìn)SNHG20表達(dá)可明顯降低波形蛋白、鋅指E盒結(jié)合同源框(ZEB)1和ZEB2的表達(dá)，提高鈣粘蛋白表達(dá)，促進(jìn)EMT產(chǎn)生。

2 FOX基因

有研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)OXC2-AS1可通過(guò)誘導(dǎo)Wnt4和骨發(fā)生形態(tài)蛋白(BMP)4表達(dá)促進(jìn)骨肉瘤細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移[17]。近期研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)OXC2-AS1對(duì)MG-63細(xì)胞株的阿霉素耐藥程度有影響，抑制Notch信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可增加阿霉素對(duì)骨肉瘤細(xì)胞的靶向作用，增加細(xì)胞藥敏性[18]。張義等[19]研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)OXC2-AS1 在耐藥MG-63細(xì)胞株中表達(dá)明顯升高，沉默F(xiàn)OXC2-AS1后耐藥MG-63細(xì)胞株對(duì)阿霉素的敏感性明顯增加，Notch-1信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中外源發(fā)狀分裂相關(guān)增強(qiáng)子(Hes)-1、堿性螺旋-環(huán)-螺旋(bHLH)轉(zhuǎn)錄因子超家族成員Hey-1和Hey-2等表達(dá)水平明顯下降，由此推測(cè)FOXC2-AS1可能靶向作用于Notch-1信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，并參與激活該通路，提升骨肉瘤細(xì)胞耐藥性，促進(jìn)細(xì)胞增殖。另有研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)OXC2-AS1及其反義轉(zhuǎn)錄本FOXC2在阿霉素耐藥的骨肉瘤細(xì)胞系和組織中均明顯上調(diào)，轉(zhuǎn)錄因子FOXC2也可通過(guò)誘導(dǎo)經(jīng)典的ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體(ABC)B1基因表達(dá)，導(dǎo)致阿霉素耐藥[20]。

張浩萌等[21]研究發(fā)現(xiàn)，抑制FOXD2-AS1表達(dá)可使骨肉瘤增殖轉(zhuǎn)移現(xiàn)象趨向正常。Ren等[22]發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)OXD2-AS1在骨肉瘤組織和細(xì)胞系中表達(dá)明顯增加，在該基因作用過(guò)程中，缺氧誘導(dǎo)因子(HIF)-1α與FOXD2-AS1上游啟動(dòng)子區(qū)域積極結(jié)合可增加其信使RNA轉(zhuǎn)錄和翻譯水平，而FOXD2-AS1在其下游則使多梳蛋白復(fù)合體(PRC)2的果蠅zeste基因增強(qiáng)子同源物 (EZH)2與p21啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合，導(dǎo)致p21啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄沉默，從而加強(qiáng)細(xì)胞增殖能力。

FOXP4-AS1在骨肉瘤組織中過(guò)表達(dá)。Yang等[23]研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)OXP4-AS1可通過(guò)與組蛋白去甲基化酶(LSD)1和EZH2結(jié)合，在轉(zhuǎn)錄水平上降低大腫瘤抑制因子(LATS)1表達(dá)。LSD1及EZH2與多種腫瘤細(xì)胞增殖轉(zhuǎn)移有關(guān)，而LATS1作為有絲分裂中的絲氨酸/蘇氨酸激酶，是LSD1和EZH2的潛在靶點(diǎn)。LATS1表達(dá)降低后，沉默的FOXP4-AS1抑制的細(xì)胞增殖功能得以部分恢復(fù)。FOXP4-AS1通過(guò)與LSD1和EZH2結(jié)合，下調(diào)LATS1，參與骨肉瘤細(xì)胞的增殖。

3 HOX基因

HOX基因組是生物體中重要的發(fā)育相關(guān)基因,其表達(dá)可決定細(xì)胞的定向分化與增殖。一旦這些基因發(fā)生突變，身體組織細(xì)胞就會(huì)發(fā)生異常改變。該基因組對(duì)于骨肉瘤也有調(diào)控作用。

3.1 HOXD-AS1

HOXD-AS1在骨肉瘤組織中高表達(dá)，可促進(jìn)骨肉瘤細(xì)胞增殖轉(zhuǎn)移。Gu等[24]通過(guò)RNA免疫沉淀實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，HOXD-AS1可直接與EZH2結(jié)合，當(dāng)HOXD-AS1沉默時(shí)，p15、p16、p21、p27和p57等周期蛋白依賴性激酶抑制蛋白表達(dá)會(huì)發(fā)生變化。其中p57與HOXD-AS1呈高度負(fù)相關(guān)。該研究還通過(guò)染色質(zhì)免疫沉淀實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，EZH2可直接與p57啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合，證實(shí)HOXD-AS1通過(guò)向p57啟動(dòng)子區(qū)域招募EZH2抑制p57基因表達(dá)。Qu等[25]發(fā)現(xiàn)，HOXD-AS1下調(diào)可抑制骨肉瘤細(xì)胞的增殖能力、集落形成能力以及遷移和侵襲能力，從而增強(qiáng)細(xì)胞在G1期的周期阻滯和凋亡能力。抑制HOXD-AS1表達(dá)可顯著降低信號(hào)傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子(STAT)3、CyclinD1、BCL2、基質(zhì)金屬蛋白酶2等靶基因表達(dá)，而STAT3與多種癌癥高度相關(guān)。王寧等[26]研究發(fā)現(xiàn)，HOXD-AS1過(guò)表達(dá)時(shí)，抑癌基因重組人Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子(RUNX)3低表達(dá)。HOXD-AS1既可通過(guò)EZH2和STAT3表達(dá)使骨肉瘤細(xì)胞增殖，又可通過(guò)抑制RUNX3表達(dá)加速骨肉瘤細(xì)胞增殖，其分子機(jī)制尚不明確。

3.2 HOXA-AS2

HOXA-AS2在骨肉瘤細(xì)胞中表達(dá)明顯增強(qiáng)。Wang等[27]通過(guò)熒光素酶報(bào)告基因分析及RNA免疫沉淀實(shí)驗(yàn)和RNA下移分析證實(shí)，HOXA-AS2是miR-124-3p在骨肉瘤細(xì)胞中的靶基因。既往研究表明[28-31]，miR-124-3p的前體miR-124可作用于受體酪氨酸激酶樣孤兒受體(Ror)2、B7同源蛋白3、鞘氨激酶1或腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6，從而抑制骨肉瘤增殖。Wang等[29]通過(guò)實(shí)時(shí)聚合酶鏈反應(yīng)定量分析發(fā)現(xiàn)，miR-124-3p在骨肉瘤中低表達(dá)，提示miR-124-3p可能具有抑癌作用。該研究還發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄因子E2F3表達(dá)與HOXA-AS2呈正相關(guān)，在體內(nèi)外均受miR-124-3p負(fù)調(diào)控，提示HOXA-AS2可能通過(guò)消減miR-124-3p來(lái)上調(diào)E2F3。E2F3表達(dá)在骨肉瘤中上調(diào)，可加快其發(fā)展[32]。Wang[33]等經(jīng)微陣列和生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，miR-520c-3p也是骨肉瘤細(xì)胞中調(diào)控HOXA-AS2的miRNA，但其機(jī)制尚不明確。

3.3 HOXA11-AS

HOXA11-AS在骨肉瘤組織中表達(dá)增強(qiáng)。Cao等[34]研究發(fā)現(xiàn)，HOXA11-AS和 miR-125a-5p都可與Rab3D結(jié)合，而miR-125a-5p表達(dá)與HOXA11-AS、Rab3D負(fù)相關(guān)。Rab3D是Ras原癌基因家族成員之一，為鳥(niǎo)苷酸結(jié)合蛋白。在Rab3D表達(dá)下降后，miR-125a-5p表達(dá)上調(diào)可競(jìng)爭(zhēng)性抑制HOXA11-AS表達(dá)，骨肉瘤細(xì)胞的增殖遷移能力明顯下降。

4 結(jié)語(yǔ)

有關(guān)骨肉瘤的研究雖已開(kāi)展多年，但其臨床治療仍未取得顯著進(jìn)展。尚有許多與骨肉瘤相關(guān)的LncRNA基因家族成員未被發(fā)現(xiàn)，有待開(kāi)展進(jìn)一步的基因水平研究予以解決。在已知的基因家族成員中，大多數(shù)以正向誘導(dǎo)方式參與骨肉瘤細(xì)胞增殖遷徙，少數(shù)則具有延緩骨肉瘤病情進(jìn)展的作用。基因家族中各個(gè)體系均可發(fā)揮諸多功能。由此推測(cè)，基因家族成員在分子水平上的共通之處可用于監(jiān)測(cè)或靶向誘導(dǎo)某基因家族全體成員的功能，從而使治療效率進(jìn)一步提升。鑒于基因密碼太過(guò)繁雜，相關(guān)信息有待進(jìn)一步研究予以揭示。