杜利莉,吳劉成
惡性腫瘤嚴重危害人類健康,有多種因素參與其發(fā)生、發(fā)展,包括基因改變、慢性炎癥、環(huán)境影響等。研究顯示,RNA結(jié)合蛋白通過調(diào)控剪接等多種作用機制影響腫瘤細胞增殖、遷移、侵襲,促進腫瘤發(fā)生、發(fā)展,成為新的生物學(xué)標(biāo)志物和治療靶點[1]。本文現(xiàn)就神經(jīng)-腫瘤腹側(cè)抗原1(neuro-oncological ventral antigen 1, NOVA1)在腫瘤中的研究進展進行綜述,以期為腫瘤的早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療提供新思路。
NOVA最初被發(fā)現(xiàn)是副腫瘤性斜視性眼肌陣攣-肌陣攣-共濟失調(diào)(paraneoplastic opsoclonus-myoclonus-ataxia, POMA)的抗原,有NOVA1和NOVA2兩個成員。1993年NOVA1首先被發(fā)現(xiàn)[2],隨后Yang等[3]利用抗血清實驗發(fā)現(xiàn)NOVA2。中樞神經(jīng)系統(tǒng)中NOVA1主要表達于間腦、腦干和脊髓腹側(cè)的運動神經(jīng)元中,而NOVA2主要表達于大腦皮質(zhì)、海馬、脊髓背側(cè)神經(jīng)元中[3-4]。
NOVA1含有3個RNA結(jié)合KH結(jié)構(gòu)域,其功能為調(diào)控RNA剪接,成為第1個被確認的哺乳動物神經(jīng)特異性剪接因子。KH1參與RNA識別,KH2參與蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)作用,KH3是NOVA1與pre-mRNA結(jié)合的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)域,含有3個α螺旋和3個反向平行的β折疊,按S1-H1-H2-S2-S3-H3的方式進行排列[5-6]。在H1-H2之間存在由Gly-X-X-Gly構(gòu)成的不變環(huán),是NOVA1與RNA結(jié)合的部位。NOVA1的作用機制是通過KH結(jié)構(gòu)域與pre-mRNA的YCAY(Y為嘧啶,U或C)基序結(jié)合參與mRNA剪接調(diào)控,而YCAY位置決定NOVA1的剪接作用、結(jié)果[7]。文獻報道“CA”是YCAY基序中的核心部分,將YCAY突變?yōu)閅AAY,能夠消除NOVA1的剪接調(diào)控作用[8]。作者在前期研究中發(fā)現(xiàn),NOVA1靶向結(jié)合UCAC基序可促進脊髓性肌萎縮癥相關(guān)基因SMN2外顯子7的列入,并通過定點突變證實“CA”為NOVA1靶向結(jié)合該基序的核心序列[9]。
NOVA1作為神經(jīng)特異性剪接因子,對運動系統(tǒng)的發(fā)育和功能維持至關(guān)重要。NOVA1缺失小鼠出生時,神經(jīng)元具有正常的形態(tài)發(fā)生和神經(jīng)肌肉接頭的軸突尋路,隨后出現(xiàn)神經(jīng)元凋亡、進行性運動功能障礙,并在出生后7~10天死亡[10]。NOVA1可調(diào)控剪接介導(dǎo)神經(jīng)元遷移、軸突生長、導(dǎo)向、功能維持[11]。最新研究顯示,靶向NOVA1可上調(diào)腦中GSH水平增加其神經(jīng)保護活性[12]。富含于GAD2+抑制性神經(jīng)元中的NOVA1缺失,也可影響下丘腦功能,包括產(chǎn)熱降低、激素減少、焦慮多動等[13]。
近年研究發(fā)現(xiàn)NOVA1除參與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育功能維持,還在各類腫瘤中異常表達,與腫瘤發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后密切相關(guān)。
2.1 膠質(zhì)瘤Jin等[14]研究發(fā)現(xiàn),膠質(zhì)母細胞瘤(glioblastoma, GBM)中NOVA1上調(diào)與GBM增殖、遷移、侵襲密切相關(guān),與腫瘤分期、大小、浸潤深度顯著相關(guān);NOVA1可部分逆轉(zhuǎn)miR-193a-5p介導(dǎo)的PTEN/PI3k/AKT通路對神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞的抑制作用。研究顯示,可變剪接(alternative splicing, AS)事件與神經(jīng)膠質(zhì)瘤患者生存期、免疫細胞浸潤有關(guān),而NOVA1等剪接因子表達下調(diào)可導(dǎo)致神經(jīng)膠質(zhì)瘤存活率低[15]。總之,NOVA1可促進細胞增殖、遷移、侵襲或改變免疫細胞浸潤加速膠質(zhì)瘤進展,影響患者預(yù)后,可作為預(yù)測腫瘤發(fā)生和預(yù)后的分子學(xué)標(biāo)志物、治療靶點。
2.2 肺癌Ludlow等[16]報道非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)中敲除NOVA1可調(diào)控hTERT剪接縮短端粒,減少癌細胞的生長表型。Qu等[17]進一步發(fā)現(xiàn),NOVA1表達與患者年齡、性別、組織學(xué)類型均無關(guān),其高表達與低分化、晚期TNM分期、T分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān),并可通過調(diào)控Wnt/β-catenin通路促進NSCLC細胞增殖、侵襲。NOVA1能夠被腫瘤分化程度相關(guān)基因circ-UBR5結(jié)合,參與NSCLC中的RNA剪接調(diào)控[18]。此外,小細胞肺癌中NOVA1在細胞核中高表達,與腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腦轉(zhuǎn)移、副腫瘤神經(jīng)綜合征顯著相關(guān),并與小細胞肺癌患者的低存活率密切相關(guān)[19]。因此,NOVA1有望成為多種類型肺癌的生物學(xué)標(biāo)志物。
2.3 肝細胞癌Zhang等[20]發(fā)現(xiàn)NOVA1在肝細胞癌中高表達,與預(yù)后不良有關(guān),并能調(diào)控GABAARγ2促進裸鼠皮下腫瘤生長。近期報道顯示,NOVA1不僅促進肝細胞癌細胞增殖、遷移、侵襲,并在阿霉素耐藥組織和細胞中高表達,通過逆轉(zhuǎn)miR-3129-5p參與介導(dǎo)肝細胞癌阿霉素耐藥[21]。此外,Zhao等[22]根據(jù)癌癥基因組圖譜數(shù)據(jù)庫中的多組學(xué)綜合分析發(fā)現(xiàn),NOVA1突變在肝細胞癌組織中尤為頻繁,提示NOVA1有可能成為肝細胞癌診斷和治療的靶點。
2.4 結(jié)直腸癌多位學(xué)者根據(jù)生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn),NOVA1等甲基化驅(qū)動基因涉及多個生物過程,并與結(jié)直腸癌患者預(yù)后相關(guān)[23];3個與結(jié)直腸癌最為相關(guān)的m6A-SNP中包含NOVA1,且與結(jié)直腸癌中基因表達改變相關(guān)[24];發(fā)現(xiàn)與結(jié)直腸癌發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)的RNA結(jié)合蛋白NOVA1[25],提示其有可能成為結(jié)直腸癌重要的分子靶標(biāo)。Hong等[26]發(fā)現(xiàn)NOVA1在結(jié)直腸癌細胞系和組織中高表達,且與結(jié)直腸癌低分化、TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān),可獨立預(yù)測結(jié)直腸癌的侵襲性和預(yù)后。另有研究表明,NOVA1可調(diào)控IL-6、SORBS2等介導(dǎo)的與結(jié)直腸癌進展相關(guān)STAT3、Notch信號通路,影響結(jié)直腸癌細胞增殖、侵襲[26-27],提示NOVA1是結(jié)直腸癌有價值的分子標(biāo)志物和治療的潛在靶點。
2.5 胃癌Li等[28]發(fā)現(xiàn),沉默NOVA1可促進胃癌細胞EMT,其表達降低與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移分期、總生存期縮短有關(guān),可能是其治療靶點。此外,AS介導(dǎo)胃癌進展,剪接因子NOVA1與預(yù)后不良的AS呈正相關(guān),與預(yù)后良好的AS呈負相關(guān)[29]。文獻報道NOVA1與胃腺癌預(yù)后模型中患者的總生存期相關(guān)[30],表明NOVA1可作為預(yù)測胃癌預(yù)后的生物學(xué)標(biāo)志物。Kim等[31]早期研究發(fā)現(xiàn),胃癌微環(huán)境中NOVA1表達抑制,導(dǎo)致部分調(diào)節(jié)性T細胞浸潤減少、巨噬細胞浸潤增加、腫瘤分期晚和總生存率差,提示NOVA1是胃癌中免疫細胞失調(diào)的關(guān)鍵因子。
2.6 骨肉瘤研究顯示,NOVA1在骨肉瘤組織中表達水平高于癌旁組織,敲低NOVA1可抑制骨肉瘤細胞的生存力、集落形成、侵襲能力[32]。此外,NOVA1可與骨肉瘤腫瘤分期、患者生存密切相關(guān)的LncSNHG16-miRNA-146a-5p調(diào)控軸[33]或miR-582-5p[34]靶向結(jié)合,改變其生物學(xué)功能,發(fā)揮腫瘤抑制作用;提示NOVA1有望成為骨肉瘤治療的靶點。
2.7 黑色素瘤研究顯示黑色素瘤組織和細胞系中NOVA1表達上調(diào),抑制NOVA1可促進參與調(diào)節(jié)細胞凋亡、自噬、腫瘤進展的FoxO3A表達,并抑制AKT表達影響腫瘤細胞增殖、遷移、侵襲[35]。目前,NOVA1在黑色素瘤中的作用報道較少,其為黑色素瘤的診治提供新思路。
2.8 胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤研究顯示,胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤中剪接機制嚴重失調(diào),關(guān)鍵剪接因子在腫瘤中過度表達,并與惡性特征相關(guān)。Pedraza-Arevalo等[36]發(fā)現(xiàn),高表達NOVA1與體重減輕、原發(fā)性腫瘤壞死、Ki67增殖指標(biāo)等密切相關(guān)。臨床樣本研究顯示,NOVA1免疫染色可用于正確鑒別腫瘤與非腫瘤樣本;沉默NOVA1可下調(diào)細胞周期調(diào)節(jié)因子CCND1和染色質(zhì)重塑相關(guān)蛋白ATRX、DAXX、PTEN、PDK1,并顯著增強關(guān)鍵治療藥物依維莫司的抗增殖作用。重要的是,這些被下調(diào)的基因或蛋白,是獨立或協(xié)同驅(qū)動胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤進展的高頻失調(diào)基因或通路[37]。綜上所述,NOVA1能夠靶向多種“癌基因”,可作為胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤新生物學(xué)標(biāo)志物和治療靶點。
2.9 頭頸部鱗狀細胞癌Kim等[38]研究發(fā)現(xiàn),頭頸部鱗狀細胞癌(head and neck squamous cell carcinoma, HNSCC)組織微環(huán)境中炎癥免疫信號能夠誘導(dǎo)NOVA1,其與T淋巴細胞、基質(zhì)梭形細胞的表達狀態(tài)相關(guān)。此外,CD8+T細胞相關(guān)基因CD8A、CD8B、EMT信號基因TWIST、SNAI1上調(diào),SNAI2(SLUG)、TGFB1下調(diào),均與NOVA1高表達顯著相關(guān)。同時,NOVA1表達也與HNSCC解剖部位、患者預(yù)后相關(guān),提示NOVA1有望成為HNSCC預(yù)后生物學(xué)標(biāo)志物和治療靶標(biāo)。
NOVA1作為神經(jīng)特異性表達的RNA結(jié)合蛋白,能調(diào)節(jié)運動神經(jīng)元存活、神經(jīng)肌肉接頭形態(tài)、功能等,參與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、功能維持。大量研究表明,NOVA1在腫瘤中異常表達與臨床病理特征密切相關(guān),其調(diào)控腫瘤細胞增殖、遷移、侵襲,參與腫瘤發(fā)生、發(fā)展。目前,NOVA1在眾多腫瘤中的具體作用機制仍不明確,需積累更多病例進一步分析,為相關(guān)腫瘤的診斷治療提供新靶點。