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长链非编码RNA在食管鳞癌中的研究进展

作者: | 发布时间:2022-04-01 12:02:45 | 浏览次数:

摘 要:长链非编码RNA是人体基因中不具备蛋白编码功能的核酸序列。随着人体基因工程科研项目的开展,长链非编码RNA逐渐被证实并非转录噪音,其所具有的多种生物学功能在很大程度上影响人类健康。既往有研究证实,长链非编码RNA表达异常与肿瘤疾病相关,该文将以次为基础,针对食管鳞癌总结近期在这一领域内长链非编码RNA的研究进展并对其临床意义进行分析和探讨,旨在为鳞癌的分子诊断与治疗提供参考。

关键词:长链非编码RNA 食管鳞癌 研究进展 临床意义

中图分类号:R735 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)11(a)-0253-02

鳞癌即鳞状细胞癌,因其多发病于人体组织中有鳞状上皮覆盖的表皮,故又称为表皮癌,常见发病部位为皮肤、口腔、食管、阴道等处。食管鳞癌多指原发性食道癌,属鳞癌中常见癌症种类,其主要发病原因为食管鳞状上皮异常增生。我国是食管癌高发国家,其中尤以河南、河北、江苏、山西等地的发生率、病死率最高,地理聚集现象明显。从世界范围来看,我国食管癌的死亡率多年来也始终位于世界前列,全国平均最高可达90.9/10万,局部最高可达303.37/10万(河北邯郸)。长链非编码RNA有生命体中的“暗物质”之称,近年来有研究表明,癌症等重大疾病与该物质的调控失衡有关,文章现结合长链非编码RNA在癌症临床研究中的现状,对其研究进展及临床意义进行综述,为临床探究食管鳞癌治疗之路提供借鉴和参考。

1 长链非编码RNA概述

1.1 非编码RNA的发现与分类

19世纪初,人类基因组计划研究发现,构成人体基因组的碱基对中,有约98%的核酸序列不编码蛋白质,研究者曾一度认为它们是“无功能序列”,但是现阶段,研究结论日渐倾向于这些无编码蛋白质的核酸序列能够在高等物种体内以特异性方式转录成核糖核酸(RNA)且这一结论日渐被证实,而这些不具备蛋白编码潜能的RNA转录本即被称为非编码RNA。

非编码RNA具有很高的异质性,尤其是在序列和结构上,目前,非编码RNA参考生物学功能、亚细胞定位、是否有poly结尾等要素可分为多种,长链非编码RNA是依据转录本长度进行划分的,同组核算序列还有小分子非编码RNA。

1.2 长链非编码RNA的定义与特点

长链非编码RNA通常是指长度超过200个核苷酸的非编码RNA转录本。这一物质组织表达谱广泛,对比mRNA,其细胞表达特异性强,但表达丰度不高。长链非编码RNA多存在于亚细胞结构中,尤其以细胞核中定位最多,依线粒体基因组编码不同可分为多种,如,IncND5、IncCytb等均由3个线粒体基因编码。长链非编码RNA与同类物质相比,序列相似性同intron区域类似,但相似性不足70%,序列保守性偏低。但是其启动子区域保守型通常高于蛋白编码基因。

2 长链非编码RNA在食管鳞癌中的研究进展

2.1 长链非编码RNA与肿瘤间关系

长链非编码RNA在发现之初,曾被研究者当作转录噪音,但随着现阶段基因领域研究不断地深入,对长链非编码RNA的认识已经由“无功能序列”转变到参与生物学进程中来,尤其是机体生理、病理之中。Wapinski O、Esteller M等学者研究证实,链非编码RNA异常可导致肿瘤类疾病,虽诱发机制尚不明确,但长链非编码RNA在许多肿瘤中兼具致癌、抑癌功能这一结论已经初具苗头[1,2]。基于此,探究肿瘤形成发展这一过程中,长链非编码RNA的分子生物学机制对于临床探究癌症治疗方法而言意义重大。

2.2 长链非编码RNA在食管鳞癌中的研究

2.2.1 长链非编码RNA AFAP1-AS1

每年,全球新增食管癌患者多超过40万例,为提高食管癌临床诊断水平,做到早发现、早治疗,临床需进一步研发分子标记物,为临床诊断食管癌提供依据和参考。目前在食管鳞癌的临床科研中,仅有少数长链非编码RNA被发现与该疾病相关,与其它肿瘤类疾病相比,长链非编码RNA在食管鳞癌中的研究和探索起步较晚,亟待深入研究。2013年,Bhagat TD等研究者发现,与正常食管上皮细胞相比,患有食管鳞癌的细胞株中长链非编码RNA AFAP1-AS1异常,其主要表现为启动子区CPG岛甲基化程度低进而使得其呈高表达状态[3]。当siRNA介导以后,这一异常状态便能抑制鳞癌细胞增殖,使其侵袭或转移,因此,长链非编码RNA AFAP1-AS1在食管鳞癌研究中被视为促进其发展的一个重要因素。

2.2.2 长链非编码RNA HOTAIR

HOTAIR是利用高分辨率芯片技术,由Rinn为主的研究团队于2007年于纤维细胞中鉴定中发现的,当时其位于HOXC基因11与12之间的位点上,共编码核苷酸2158个,含6个外显子,2个结构域,具有序列保守性差、结构保守性高的特点。近年来,科研领域开始注重长链非编码RNA HOTAIR的基因表达并致力于探究其在消化道肿瘤形成、转移中的作用。Lv XB、Lian GY等通过研究食管鳞癌发现,食管癌患者长链非编码RNA HOTAIR表达水平均高于正常人群,且升高程度同TNM分期有关平[4]。线性回归研究分析结果显示,长链非编码RNA HOTAIR水平高者5年生存率降低,结合其它肿瘤的长链非编码RNA HOTAIR可以得出结论,长链非编码RNA HOTAIR可配合肿瘤恶性化,促进其浸润和转移。此外,研究还发现,长链非编码RNA HOTAIR对食管鳞癌作用的发挥主要是通过抑制Hox基因表达的方式来进行性,当Hox基因异常时,则可能会导致组织发育异常突变,最后导致细胞恶性转化,诱发癌症。

3 长链非编码RNA在食管鳞癌中的临床意义

3.1 长链非编码RNA在食管鳞癌中的作用

食管鳞癌的发生是细胞恶性转化的过程,在这一过程中,患者基因组的不稳定可对肿瘤变化产生影响。例如:长链非编码RNA ANRIL,当患者罹患食管鳞癌是,它可以采用调控抑癌基因P15的方式来参与肿瘤变化。

正常细胞在转化成鳞癌细胞的过程中,不同长链非编码RNA的不同表达对癌症细胞的生长作用功效不同,长链非编码RNA DQ786227可抑制BEAS-2B增殖和克隆,加速细胞凋亡,此时其表达上调。而当其处于过表达的状态时,会促进肿瘤生长。NcNRFR不同于长链非编码RNA DQ786227,其会在稳定过表达状态下会促进细胞恶化,鉴于不同长链非编码RNA在食管鳞癌中的表象各有差异,今后在这一领域的研究还需深入而细致。

3.2 过表达长链非编码RNA-LET或具有抑癌功效

长链非编码RNA-LET即低表达长链非编码RNA,经细胞培养、转染及RT-PCR检测、Transwell侵袭实验及细胞划痕实验证实,缺氧诱导银子可降低长链非编码RNA-LET表达,其主要渠道是凭借去乙酰化酶3和泛素蛋白酶体途径。当蛋白被降解以后,细胞侵袭能力增强,患者预后越差。有实验研究显示,食管癌细胞中,长链非编码RNA-LET表达比周边正常组织要低,当长链非编码RNA-LET呈过表达状态时,则其可抑制癌细胞侵袭和增殖,即提示长链非编码RNA-LET有抑癌功能,这与前文中提及的长链非编码RNA有致癌、抑癌双重功效观点一致。但由于研究深入程度有限,长链非编码RNA-LET抑癌作用的发挥途径目前尚未可知,有待突破。

4 结语

既往生物学研究证实,食管鳞癌发病同蛋白编码基因异常存在密切关联。随着研究的深入,现阶段,曾被视为“无功能序列”的暗物质——非编码RNA被发现也作用于肿瘤产生、发展、转移机制中,影响食管癌的发病与治疗。目前,长链非编码RNA在肿瘤疾病中的作用与影响已经逐步得到证实,但调控肿瘤机制的临床研究尚少,在食管鳞癌机制中的研究更为鲜见,望今后临床可充分借助荧光素酶报告基因技术、RNA免疫共沉淀等先进生物学技术进一步探究长链非编码在食管鳞癌中的作用机制,为将长链非编码RNA作为标记物开展食管鳞癌的临床分子治疗奠定理论基础。

参考文献

[1]Orly Wapinski,Howard Y,Chang.Long noncoding RNAs and human disease[J].Trends Cell Biol 2011,21(6):354-361.

[2]Esteller M.Non-coding RNAs in human disease[J].Nat Rev Genet 2011(12):861-874.

[3]WWu,TD Bhagat,X Yang,et al.Hypomethylation of Noncoding DNA Regions and Overexpression of the Long Noncoding RNA,AFAP1-AS1,in Barrett’s Esophagus and Esophageal Adenocarcinoma[J]. Gastroenterology.2013,144(5):956-966.

[4]LvXiao-bin,Lian Gui-yong,Wang Hao-ran,et al.Long noncoding RNA HOTAIR is a prognostic maeker for esophageal squamous cell carcinoma progression and survival[J].PLoS One.2013,8(5):e63516.

[5]张爱兴,王玉明,段勇.长链非编码RNA与肿瘤之间关系的研究进展[J].实验与检验医学,2015(5):600-604.

[6]李艳利,张诗梦,汪菊,等.长链非编码RNA在癌症中的研究进展[J].自然杂志,2014,36(3):192-201.

[7]尹凌帝,孙倩,孙明,等.人类癌症中长链非编码RNA与miRNA相互作用的研究进展[J].临床肿瘤学杂志,2014(7):662-666.

[8]徐飞岳,陈扬超.长链非编码RNA在癌症诊断中的应用[J].转化医学杂志,2014(5):257-264.

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