王巧祎,王寧寧,2,劉晴晴,2,成 軍(.中國(guó)人民解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九〇三醫(yī)院檢驗(yàn)科,杭州 3003;2.蚌埠醫(yī)學(xué)院檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)院,安徽蚌埠 233000)
EB病毒(Epstein-Barrvirus,EBV)又稱人類皰疹病毒4型,是一種γ皰疹病毒,它感染了全世界90%以上的人口,并建立了終身潛伏感染。EBV是首個(gè)被證明與人類腫瘤發(fā)生有關(guān)的病毒,尤其與胃癌、鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma,NPC)、霍奇金淋巴瘤、伯基特淋巴瘤和NK/T細(xì)胞淋巴瘤等惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)[1]。胃癌是全球第四大常見的癌癥,也是癌癥相關(guān)死亡的第二大原因。其中EBV相關(guān)胃癌(EBV-associated gastric carcinoma,EBVaGC)約占所有胃癌病例的10%,具有獨(dú)特的病理特征和分子特征[2]。EBVaGC多見于EBV潛伏感染I型和潛伏感染Ⅱ型,表達(dá)的病毒潛伏期基因有EBV核抗原1(EBV-encoded nuclear antigen 1,EBNA1)、表達(dá)EBV編碼的RNAs(EBV encoded RNAs,EBERs)、BARTs編碼的miRNAs和潛伏膜蛋白2A(LMP2A)[3]。
EBV也是第一個(gè)被證明編碼miRNA的人類病毒。miRNA是一種含有18~22個(gè)核苷酸的非編碼小RNA。成熟的miRNA是由miRNA的初級(jí)轉(zhuǎn)錄本經(jīng)Drosha和Dicer的順序加工而形成的[4]。EBV編碼miRNA通過完全或不完全的堿基配對(duì)與病毒或宿主mRNA的3’-UTR區(qū)域結(jié)合,誘導(dǎo)靶mRNA降解或者翻譯抑制。miRNA的前體分布在EBV基因組的兩個(gè)區(qū)域,BamHI-H右向開放讀碼框1(BamHI fragment H rightward open reading frame 1,BHRF1)產(chǎn)生3個(gè)miRNA前體,生成4個(gè)成熟的miRNAs,BART產(chǎn)生22個(gè)miRNA前體,生成40個(gè)成熟的miRNA[5]。其中BART分成BART cluster 1和BART cluster 2這兩個(gè)簇。BART cluster 1包含8個(gè)miRNA前體,包括BART1,BART3,BART4,BART5,BART6,BART15,BART16和BART17。BART cluster 2包含14個(gè)miRNA前體,包括BART2,BART7,BART8,BART9,BART10,BART11,BART12,BART13,BART14,BART18,BART19,BART20,BART21和BART22。BART miRNA在淋巴瘤中的表達(dá)相對(duì)較低,在NPC和EBVaGC中的表達(dá)較高[6]。越來越多的研究表明,BART miRNAs可以通過靶向宿主細(xì)胞或病毒的相關(guān)基因,抑制基因的表達(dá),在胃癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用,包括維持病毒潛伏感染、細(xì)胞轉(zhuǎn)移、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞增殖、免疫逃逸甚至放化療敏感性,見表1。本文的目的是對(duì)BART miRNAs在EBVaGC發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制進(jìn)行總結(jié),為胃癌患者尋找潛在的治療靶點(diǎn)提供新思路。
部分研究表明BART miRNA在胃癌細(xì)胞的增殖轉(zhuǎn)移中起促進(jìn)作用。例如,EBV-miR-BART3-3p和EBV-miR-BART11分別靶向TP53[7]和FOXP1[8]促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖。EBV-miR-BART10-3p,EBVmiR-BART11,EBV-miR-BART17-5p和EBV-miRBART1-3p分別靶向DKK1[9],F(xiàn)OXP1[10],KLF2[11]和DAB2[12]促進(jìn)胃癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移。然而,并不是所有BART miRNA都能促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖或轉(zhuǎn)移,部分研究表明BART miRNA在胃癌細(xì)胞的增殖轉(zhuǎn)移中起負(fù)調(diào)控的作用。EBV-miR-BART1-5p,EBV-miR-BART2-3p和EBV-miR-BART11-3p分別靶向GCNT3[13],ULK1[14]和eIF4E[15]均抑制了胃癌細(xì)胞的遷移生長(zhǎng)。此外,某些BART miRNA靶向不同的宿主基因卻能起到相反的調(diào)控作用,靶向DAB2促進(jìn)胃癌遷移的EBV-miR-BART1-3p,它在靶向E2F3后卻誘導(dǎo)了胃癌細(xì)胞G0/G1期停滯,抑制了胃癌細(xì)胞的增殖[16]。BART miRNA影響胃癌細(xì)胞的增殖轉(zhuǎn)移能力,因此,通過人為干預(yù)BART miRNA的表達(dá)可能可以抑制胃癌的發(fā)生發(fā)展,最終達(dá)到治療的目的。
細(xì)胞凋亡是指機(jī)體為了維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài),在基因的調(diào)控下,細(xì)胞產(chǎn)生主動(dòng)、有序的死亡。細(xì)胞凋亡由促凋亡基因和抗凋亡基因共同調(diào)控。促凋亡蛋白包括BAD,BID,BIM,PUMA,BAX和BAK等,它們介導(dǎo)細(xì)胞色素C從線粒體釋放到細(xì)胞質(zhì),激活Caspase的級(jí)聯(lián)反應(yīng),在誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的過程中起到了重要的作用。研究顯示EBV-miR-BART5通過靶向抑制促凋亡蛋白PUMA,抑制胃癌細(xì)胞凋亡,促進(jìn)細(xì)胞存活[17]。EBV-miR-BART4-5p靶向促凋亡蛋白BID在EBVaGC細(xì)胞中發(fā)揮抗凋亡作用[18]??沟蛲龌虬˙CL2,BCL2L2,DDX42和BRUCE等,BART miRNA也可以靶向一些凋亡抑制劑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。例如,EBV-miR-BART15-3p通過靶向凋亡抑制劑BRUCE誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞凋亡,抑制了胃癌細(xì)胞的增殖[19]。這說明BART miRNA可以通過靶向下調(diào)這些與凋亡相關(guān)的基因,影響胃癌細(xì)胞凋亡,改變胃癌細(xì)胞的結(jié)局。
胃癌中miRNA參與Wnt/β-catenin,PTEN/PI3K/AKT,JAK/STAT,NF-κB等多種信號(hào)通路的調(diào)控[20-24]。Wnt信號(hào)通路在組織胚胎發(fā)育、組織內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)以及腫瘤中發(fā)揮重要作用[25],研究表明EBV-miR-BART10-3p和EBV-miR-BART22同時(shí)靶向APC和DKK1,激活Wnt信號(hào)通路,促進(jìn)EBVaGC細(xì)胞增殖、遷移和侵襲[26]。NF-κB信號(hào)通路在腫瘤性炎癥中起關(guān)鍵作用[27],EBV-miRBART11可以通過靶向FOXP1激活NF-κB信號(hào)通路誘導(dǎo)腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞的分化,增強(qiáng)腫瘤局部炎癥反應(yīng),促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖[8]。BART miRNA參與信號(hào)通路的調(diào)節(jié),通過激活或抑制相應(yīng)的信號(hào)通路可以改變胃癌細(xì)胞的表型,從而發(fā)揮促進(jìn)或者抑制胃癌發(fā)生發(fā)展的作用。
DNA甲基化是腫瘤最常見的表觀遺傳調(diào)控機(jī)制之一,它通常發(fā)生在富含CpG島的啟動(dòng)子區(qū)域,正常情況下該區(qū)域處于非甲基化狀態(tài),在癌細(xì)胞中該區(qū)域發(fā)生甲基化阻礙了轉(zhuǎn)錄因子與啟動(dòng)子結(jié)合,從而導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄水平降低或轉(zhuǎn)錄沉默。相較于EBV陰性胃癌細(xì)胞(EBV-negative gastric carcinoma,EBVnGC),高甲基化在EBVaGC中更加普遍。宿主基因高甲基化是EBVaGC一個(gè)獨(dú)特的分子特征,也是導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄沉默的潛在機(jī)制。其中,PIK3CA,ARID1A和CDKN2A基因啟動(dòng)子在EBVaGC中甲基化的比例較高。有研究證實(shí)BART miRNA如EBV-miR-BART19-3p也可以誘導(dǎo)宿主基因WIF1,NLK和APC的啟動(dòng)子發(fā)生甲基化,增強(qiáng)Wnt通路的活性,促進(jìn)細(xì)胞的增殖能力,抑制細(xì)胞的凋亡能力[28]。這提示BART miRNA誘導(dǎo)某些宿主基因的高甲基化會(huì)促進(jìn)EBV感染的胃癌細(xì)胞惡性生長(zhǎng),應(yīng)用去甲基化劑5-氮雜胞苷可能可以成為治療的策略。
上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)變(epithelial to mesenchymal transition,EMT)的主要過程是上皮細(xì)胞通過特定程序轉(zhuǎn)化為間充質(zhì)樣細(xì)胞,上皮細(xì)胞喪失極性,中斷了細(xì)胞與細(xì)胞之間的黏附作用,從而獲得了較高的轉(zhuǎn)移能力。細(xì)胞間的黏附作用是由E-cadherin維持的,在EMT過程中,E-cadherin在Snail,Twist,ZEB1和ZEB2等轉(zhuǎn)錄因子的介導(dǎo)下轉(zhuǎn)變?yōu)镹-cadherin。BART miRNA靶向EMT相關(guān)蛋白在EBVa-GC中發(fā)揮作用,TSAI等[29]人的研究表明EBVmiR-BART9直接靶向EMT相關(guān)蛋白E-cadherin,下調(diào)miR-200a和miR-141的表達(dá),從而促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖和侵襲能力。LI等[30]人的研究表明EBV-miR-BART12直接靶向EMT誘導(dǎo)物Snail,誘導(dǎo)G2/M期停滯,促進(jìn)胃癌細(xì)胞凋亡,抑制細(xì)胞的增殖和遷移。此外,BART miRNA也可以影響EMT過程,研究表明EBV-miR-BART12與TPPP1結(jié)合并下調(diào)它的表達(dá),進(jìn)而抑制α-tubulin的乙?;?,促進(jìn)微管的動(dòng)態(tài)組裝,重塑細(xì)胞骨架,增強(qiáng)β-catenin的乙?;?。β-catenin激活EMT過程,從而促進(jìn)胃癌細(xì)胞的侵襲和遷移[31]。EBV-miR-BART6-3p可以靶向和下調(diào)一種長(zhǎng)非編碼RNA(long non-coding RNA,LncRNA)LOC553103,逆轉(zhuǎn)EMT過程抑制胃癌細(xì)胞的遷移和侵襲[32],LOC553103可以直接結(jié)合STMN1 mRNA的3’-UTR區(qū)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期相關(guān)蛋白,從而抑制胃癌細(xì)胞的增殖[33]。了解EMT相關(guān)BART miRNA的作用有助于進(jìn)一步探索其在胃癌中潛在的治療價(jià)值。
腫瘤免疫逃逸對(duì)腫瘤的生存和發(fā)展至關(guān)重要,這有助于它們避免被免疫系統(tǒng)識(shí)別和攻擊。PD-L1過表達(dá)是EBVaGC一個(gè)獨(dú)特的分子特征。EBVaGC通過PD-L1/PD-L1通路逃避T淋巴細(xì)胞的免疫監(jiān)視[34]。PD-L1在胃癌細(xì)胞表面形成屏障,與T細(xì)胞表面受體PD-L1相互作用,從而抑制T細(xì)胞的毒性。WANG等[35]人研究表明EBV-miR-BART11和EBV-miR-BART17-3p分別通過靶向FOXP1和PBRM1來上調(diào)PD-L1的表達(dá),從而促進(jìn)胃癌的免疫逃逸。SYOON等[36]人的研究表明EBV-miRBART5-5p直接靶向PIAS3,并通過EBV-miRBART5-5p/PIAS3/pSTAT3/PD-L1途徑調(diào)控,有助于EBV相關(guān)胃癌細(xì)胞抗凋亡、增殖、侵襲、遷移和免疫逃逸,最終促進(jìn)胃癌發(fā)生發(fā)展,惡化臨床結(jié)果。這使PD-1/PD-L1免疫檢查點(diǎn)抑制劑作為EBVaGC的潛在治療方法成為可能。
目前,對(duì)EBVaGC的治療尚無(wú)特殊的方法,手術(shù)切除是大多數(shù)患者獲得根治的唯一可能方法,手術(shù)與一般胃癌相同,且術(shù)后容易復(fù)發(fā)。所以,聯(lián)合放化療仍是胃癌有效的治療手段,胃癌對(duì)放化療的耐藥性是胃癌難以治療的重要原因。耐藥性的潛在機(jī)制十分復(fù)雜,有研究表明miRNA通過影響藥物外排、細(xì)胞凋亡、自噬、EMT、癌癥干細(xì)胞(cancer stem cells,CSCs)和細(xì)胞周期等胃癌細(xì)胞功能調(diào)節(jié)胃癌對(duì)化療藥物的敏感性[37-38]。已經(jīng)觀察到BART miRNAs的異常表達(dá)可以改變胃癌細(xì)胞對(duì)化療的敏感性,EBV-miR-BART20-5p通過直接靶向BAD增加了對(duì)5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)和多西紫杉醇的耐藥性[39]。EBV-miR-BART15-3p通過靶向TAX1BP1增加了胃癌細(xì)胞對(duì)5-FU的化學(xué)敏感性[40]。TP53可以被EBV-miR-BART5-3p直接靶向抑制,下調(diào)對(duì)化療藥物敏感和誘導(dǎo)電離輻射的p53的表達(dá),最終導(dǎo)致加速細(xì)胞周期進(jìn)程,抑制細(xì)胞凋亡[6]??傊珺ART miRNA的異常表達(dá)可能改變藥物反應(yīng),甚至逆轉(zhuǎn)細(xì)胞耐藥,改善患者的不良預(yù)后。
BART miRNA可以調(diào)節(jié)EBV編碼基因的表達(dá)。EBV有潛伏期和裂解期兩種狀態(tài),BRLF1和BZLF1這兩個(gè)EBV編碼的立即早期基因與EBV感染由潛伏期向裂解期轉(zhuǎn)變密切相關(guān)[41]。研究發(fā)現(xiàn)EBV-miR-BART20-5p通過抑制BAD介導(dǎo)的caspase-3依賴性細(xì)胞凋亡,間接抑制EBV即刻早期基因BRLF1和BZLF1的表達(dá),在維持EBV相關(guān)胃癌的潛伏期和腫瘤持續(xù)性發(fā)展中發(fā)揮重要作用[42]。EBV潛伏膜蛋白LMP1在EBVaGC中不表達(dá),EBV-miR-BART16在EBVaGC中表達(dá)豐富,ZHANG等[43]人的研究表明EBV-miR-BART16可能是LMP1在EBVaGC表達(dá)缺失的原因,它的表達(dá)抑制了細(xì)胞的增殖和存活。這表明,BART miRNA與某些EBV編碼基因具有拮抗作用,它們之間互相形成復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),影響胃癌的進(jìn)展,但具體機(jī)制仍需進(jìn)一步研究闡明。
近年來,BART miRNA在EBVaGC中的致病機(jī)制已經(jīng)受到了越來越多的關(guān)注,并且取得了許多重大的進(jìn)展。然而同時(shí)存在一些問題:①EBV與胃癌和NPC等上皮細(xì)胞腫瘤密切相關(guān),部分BART miRNA例如EBV-miR-BART8-3p[44]和EBVmiR-BART13-3p[45]已經(jīng)被證實(shí)可以在NPC中促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展,但是它們?cè)谖赴┲械淖饔蒙形匆妶?bào)道,還有待于進(jìn)一步研究;②不同的BART miRNA靶向同一種宿主基因起到的作用不同,同一種BART miRNA靶向不同宿主基因起到的作用也不相同,它們之間存在著復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),深入研究具體的調(diào)控機(jī)制對(duì)科研工作者仍是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn);③BART miRNA與EBVaGC治療的關(guān)系均停留在基礎(chǔ)研究階段,在應(yīng)用于臨床之前仍需要進(jìn)行大規(guī)模實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行驗(yàn)證。胃癌的轉(zhuǎn)移是胃癌患者死亡的主要原因,這給胃癌的臨床治療帶來了很大的困難。目前尚無(wú)胃癌的靶向治療藥物,對(duì)BART miRNAs在EBVaGC中的作用機(jī)制的總結(jié)有助于理解腫瘤轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制,可以為EBVaGC的靶點(diǎn)治療提供新的線索。BART miRNA有望成為胃癌潛在的診斷或預(yù)后的生物標(biāo)志物,也可能成為EBVaGC免疫治療的重要靶點(diǎn)。
現(xiàn)代檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志2023年5期