于少博,張思源,劉斯迪,孫東升,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
癌癥因其發(fā)病復(fù)雜、易于復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移等特點成為人類死亡的主要原因[1-3]。長鏈非編碼RNA(lncRNA)是一類轉(zhuǎn)錄本長度超過200個核苷酸的RNA,廣泛存在于細胞核和細胞質(zhì)內(nèi),主要從蛋白編碼基因的反義鏈及間隔區(qū)轉(zhuǎn)錄形成[4-6]。LncRNA雖因缺乏開放閱讀框而不具備或僅具備有限編碼蛋白質(zhì)的能力,但可通過DNA損傷修復(fù)、RNA可變剪切、蛋白質(zhì)活性改變等方式調(diào)控腫瘤的發(fā)生發(fā)展[7-12]。人卵巢癌特異性轉(zhuǎn)錄本2(HOST2)作為lncRNA的一員,在諸多腫瘤中異常高表達并發(fā)揮重要作用。本文對HOST2在臨床常見腫瘤中的作用及機制研究進行總結(jié),以期為相關(guān)腫瘤的早期診斷、靶向治療和預(yù)后評估提供新思路。
HOST2又被稱作CERNA2,是HOST家族中唯一不具有開放閱讀框的成員。HOST2定位于人類10號染色體長臂2區(qū)3帶1亞帶(10q23.1)上的生長激素誘導(dǎo)跨膜蛋白(GHITM)和10號染色體開放閱讀框99(C10orf99)基因之間,全長4 849 nt,含有2個外顯子并僅有一種轉(zhuǎn)錄異構(gòu)體NR_134505.1。HOST2最初在卵巢癌相關(guān)基因表達變化及其特異性腫瘤標志物的研究中被發(fā)現(xiàn)并歸類命名[13-14]。目前研究發(fā)現(xiàn),HOST2在諸多惡性腫瘤中異常高表達,其可通過作為競爭性內(nèi)源RNA(ceRNA)、促進上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)、誘導(dǎo)細胞周期相關(guān)蛋白表達等多種分子機制調(diào)控腫瘤的發(fā)生發(fā)展;且與患者生存時間及腫瘤病理生理學(xué)特征密切相關(guān),可作為評估患者預(yù)后的獨立預(yù)測指標。
2.1 胃癌 胃癌早期無特異性癥狀,多數(shù)患者就診時處于晚期,預(yù)后較差[15-16]。LIU等[17]發(fā)現(xiàn),HOST2在胃癌組織中呈異常高表達,且其表達水平與腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠處轉(zhuǎn)移密切相關(guān),過表達HOST2可促進腫瘤細胞的遷移和侵襲,上調(diào)HOST2表達能夠促進癌基因ZEB1及間質(zhì)標記物(N-cadherin、Vimentin)表達并下調(diào)上皮標記物(E-cadherin)表達。ZHANG等[18]研究發(fā)現(xiàn),HOST2在胃癌細胞中表達明顯上調(diào),且其高表達與腫瘤TNM分期相關(guān)。HOST2表達與胃癌患者總生存期顯著相關(guān),HOST2表達、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠處轉(zhuǎn)移及TNM分期是胃癌患者總生存期的獨立預(yù)測因素。轉(zhuǎn)染特異性siRNA沉默HOST2后,腫瘤細胞增殖能力明顯減弱;抑制HOST2表達可明顯增加胞核固縮、碎裂的腫瘤細胞數(shù)量,并促進細胞早期凋亡。提示HOST2可作為胃癌治療靶點及預(yù)后判斷指標。
2.2 胰腺癌 陳偉業(yè)等[19]研究發(fā)現(xiàn),胰腺癌細胞內(nèi)HOST2表達顯著升高。體外細胞學(xué)實驗結(jié)果顯示,相較于轉(zhuǎn)染無意義序列的陰性對照組和空白對照組,轉(zhuǎn)染siRNA的HOST2低表達組OD值、劃痕愈合率和侵入下室的腫瘤細胞數(shù)量顯著降低,并且EMT相關(guān)蛋白(Vimentin、Twist1、Snail)表達明顯受到抑制。AN等[20]研究指出,HOST2在胰腺癌細胞中異常高表達,且相較于吉西他濱敏感組,耐藥腫瘤細胞內(nèi)HOST2表達明顯上調(diào)。利用不同濃度吉西他濱處理胰腺癌細胞,結(jié)果顯示腫瘤細胞增殖能力隨著吉西他濱藥物濃度升高而下降;吉西他濱藥物作用下轉(zhuǎn)染特異性短發(fā)夾RNA(shRNA)下調(diào)HOST2表達后,胰腺癌細胞增殖能力明顯減弱,凋亡比例明顯增加,且集落數(shù)量顯著減少。高表達的HOST2促進胰腺癌細胞增殖、遷移和EMT進程,并顯著增強其對吉西他濱的耐藥性。以上研究證實,HOST2是胰腺癌的正調(diào)節(jié)因子,能夠促進胰腺癌的惡性生物學(xué)行為且為耐藥型胰腺癌的治療提供了新方向。
2.3 卵巢癌 GAO等[21]發(fā)現(xiàn),上皮性卵巢癌(EOC)細胞OVCAR-3中HOST2異常高表達,進一步通過組織定量檢測證實EOC組織中HOST2表達顯著增強。轉(zhuǎn)染siRNA沉默HOST2后,腫瘤細胞增殖和遷移、侵襲能力受到顯著抑制。瘤內(nèi)注射質(zhì)粒pLKO.1-shHOST2或pLKO.1-Con持續(xù)4周后檢測,發(fā)現(xiàn),相較于pLKO.1-Con組小鼠,注射質(zhì)粒pLKO.1-shHOST2的HOST2低表達組小鼠存活時間更長,腫瘤體積更小。進一步機制研究發(fā)現(xiàn),HOST2可以作為ceRNA競爭性抑制let-7表達,從而調(diào)控其下游靶基因(HMGA2、c-Myc、Dicer、Imp3)表達,并影響腫瘤細胞惡性生物學(xué)行為。XU等[22]定量檢測66組卵巢癌臨床樣本,并分析臨床病理學(xué)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)HOST2在腫瘤組織中異常高表達,且與患者總生存期密切相關(guān)。研究表明,鹽酸青藤堿(SH)對正常細胞生存能力無明顯影響,但卻能夠阻滯卵巢癌細胞于G0/G1期并促進其凋亡。進一步研究發(fā)現(xiàn),SH可以抑制腫瘤細胞內(nèi)HOST2表達,而過表達HOST2可部分抵消SH的抑癌作用,上調(diào)細胞周期相關(guān)蛋白(Cyclin D1、CDK4、CDK6)及抗凋亡蛋白(Bcl-2)水平并抑制促凋亡蛋白(Bax、cleaved-caspase-3)表達。此外,SHEN等[23]研究發(fā)現(xiàn)。HOST2/JAK2/STAT3信號通路在異丙酚對卵巢癌的抑制過程中發(fā)揮重要作用。上述研究表明,HOST2能夠促進卵巢癌進展,并對卵巢癌的治療具有重要意義。
2.4 宮頸癌 宮頸癌病死率僅次于乳腺癌,位于女性惡性腫瘤第2位,是女性癌癥死亡的主要因素[24-25]。ZHANG等[26]在宮頸癌組織和細胞的研究中觀察到,HOST2表達顯著增強而let-7b表達受到抑制,并且此種表達趨勢在HPV陽性患者中更為明顯。過表達HOST2后腫瘤細胞增殖能力明顯增強,而凋亡比例下降;沉默HOST2可明顯抑制劃痕恢復(fù)速率;下調(diào)HOST2表達可降低腫瘤細胞的透膜率。進一步的分子機制研究中,共轉(zhuǎn)染野生型HOST2熒光素酶報告載體與let-7b mimics后腫瘤細胞內(nèi)熒光素酶活性顯著降低;上調(diào)let-7b可部分阻斷HOST2過表達對宮頸癌細胞增殖和遷移、侵襲的促進作用。WANG等[27]分析84例宮頸癌患者臨床病理參數(shù)發(fā)現(xiàn),HOST2表達水平與腫瘤臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠處轉(zhuǎn)移及組織學(xué)分級密切相關(guān);HOST2高表達患者總生存期更短,且其表達水平可作為宮頸癌患者預(yù)后評估的獨立危險因素。以上研究提示,HOST2促進了宮頸癌的發(fā)展,證明HOST2在宮頸癌治療及預(yù)后方面有潛在應(yīng)用價值。
2.5 非小細胞肺癌(NSCLC) CHEN等[28]研究指出,HOST2在吉非替尼耐藥型NSCLC細胞(PC9/GR細胞)中表達顯著高于敏感型NSCLC細胞(PC9細胞)。細胞學(xué)實驗結(jié)果提示,過表達HOST2可顯著增強腫瘤細胞增殖能力,并縮短其細胞周期。HOST2與PC9細胞系中異常高表達的miR-621存在靶向結(jié)合位點;過表達miR-621后PC9/GR細胞增殖能力受到抑制,且細胞周期進程減緩;雙熒光素酶報告實驗證實HOST2能夠靶向調(diào)控miR-621表達;挽救實驗結(jié)果表明上調(diào)miR-621表達可部分阻斷預(yù)先過表達HOST2對PC9/GR細胞的促癌作用。該團隊進一步研究證實,SYF2為HOST2/miR-621軸的下游靶基因,可明顯促進腫瘤細胞增殖,并提高G2/M期細胞所占比例。提示HOST2/miR-621/SYF2軸可作為治療吉非替尼耐藥型NSCLC新的研究方向。
2.6 骨肉瘤 骨肉瘤是一種主要發(fā)生在青少年的原發(fā)性惡性骨腫瘤,15%~20%的患者在診斷時已存在轉(zhuǎn)移且進展迅速[29-30]。QI等[31]發(fā)現(xiàn),HOST2在骨肉瘤組織和細胞中異常高表達;HOST2表達水平與腫瘤分期及遠處轉(zhuǎn)移密切相關(guān),并可作為骨肉瘤患者預(yù)后評估的獨立危險因素。上調(diào)HOST2表達可促進骨肉瘤發(fā)展,對骨肉瘤患者的預(yù)后評估具有重要價值。
2.7 膠質(zhì)瘤 HOST2在膠質(zhì)瘤組織中表達明顯上調(diào),并且其表達與膠質(zhì)瘤WHO分級密切相關(guān)[32]。轉(zhuǎn)染siRNA下調(diào)HOST2表達可明顯抑制腫瘤細胞增殖、遷移、侵襲。裸鼠皮下腫瘤形成實驗中,HOST2低表達組腫瘤體積和重量顯著小于對照組。實驗證實,HOST2主要定位于胞質(zhì),HOST2與let-7b間存在靶向結(jié)合位點;外源性過表達let-7b后,腫瘤細胞的增殖及遷移、侵襲能力明顯減弱,沉默HOST2后腫瘤細胞內(nèi)let-7b表達明顯上調(diào),Ago2優(yōu)先富集于HOST2與let-7b間,let-7b能夠與HOST2靶向結(jié)合;并且PBX為let-7b潛在的下游靶向基因;通過轉(zhuǎn)染HOST2特異性siRNA能夠明顯抑制腫瘤細胞內(nèi)PBX3的表達,共轉(zhuǎn)染let-7b mimics、野生型PBX3的細胞熒光素酶活性顯著低于對照組。提示膠質(zhì)瘤中異常高表達的HOST2通過let-7b/PBX3軸促進腫瘤進展,具有成為治療新靶點的潛力。
2.8 乳腺癌 乳腺癌是女性常見的惡性腫瘤,其發(fā)病率逐年上升,晚期患者的總體生存率很低[33]。HUA等[34]研究指出,HOST2在乳腺癌組織和腫瘤細胞胞質(zhì)內(nèi)的表達異常增高,HOST2表達與三陰性乳腺癌分期、淋巴結(jié)侵犯、遠處轉(zhuǎn)移及患者總生存期密切相關(guān)。體外細胞學(xué)實驗結(jié)果表明,下調(diào)HOST2表達能夠明顯抑制腫瘤細胞增殖及遷移、侵襲;轉(zhuǎn)染特異性shRNA抑制HOST2表達后,體內(nèi)移植瘤的腫瘤體積和重量均低于對照組。TNBC中低表達的let-7b與HOST2、STAT3存在靶向結(jié)合位點;上調(diào)let-7b表達可明顯抑制腫瘤細胞增殖、侵襲能力。且TNBC組織中l(wèi)et-7b與HOST2、STAT3表達呈負相關(guān),對裸鼠移植瘤腫瘤組織行qRT-PCR及免疫組化染色后亦發(fā)現(xiàn)HOST2低表達組內(nèi)let-7b過表達而STAT3表達下調(diào)。HOST2和let-7b及STAT3和let-7b間存在靶向作用關(guān)系;外源性下調(diào)let-7b表達可部分減弱沉默HOST2對腫瘤細胞增殖和侵襲的抑制作用。上述研究結(jié)果提示,TNBC中異常高表達的HOST2借助內(nèi)源性吸附let-7b以阻斷其與下游靶基因STAT3間的結(jié)合,從而上調(diào)STAT3表達,以促進TNBC細胞的惡性生物學(xué)行為。ZHANG等[35]發(fā)現(xiàn),沉默HOST2可增加TNBC細胞G1期的比例;進一步研究指出,HOST2可通過ceRNA機制吸附let-7b以調(diào)控其下游靶點G1/S期關(guān)鍵調(diào)控因子CDK6的表達,從而縮短細胞周期。
綜上所述,腫瘤中異常高表達的HOST2通過作為miRNA海綿、調(diào)控JAK2/STAT3信號通路等方式增強腫瘤細胞增殖、遷移和侵襲能力,促進細胞周期進程并抑制細胞凋亡,從而參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展,揭示了其作為腫瘤標志物的潛力;然而HOST2在腫瘤中表達上調(diào)的具體機制仍不明確,其在腫瘤形成過程中所扮演的角色尚缺乏相關(guān)研究。相信隨著研究的不斷推進,上述問題得到解決的同時,HOST2將成為相關(guān)腫瘤的早期診斷、靶向治療和患者預(yù)后評估的新指標。