長鏈非編碼RNA MEG3在腫瘤中的作用及機(jī)制

蘇冬梅，鄒齡松，何融泉，陳 罡

(1.玉林市紅十字會(huì)醫(yī)院病理科，廣西 玉林 537000；2.廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院病理科，廣西 南寧 530021；3.廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院腫瘤內(nèi)科，廣西 南寧 530021)

長鏈非編碼RNA MEG3在腫瘤中的作用及機(jī)制

蘇冬梅1，鄒齡松2，何融泉3，陳 罡2

(1.玉林市紅十字會(huì)醫(yī)院病理科，廣西 玉林 537000；2.廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院病理科，廣西 南寧 530021；3.廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院腫瘤內(nèi)科，廣西 南寧 530021)

MEG3是一種印記基因，位于人類染色體14q32.3的DLK1-MEG3位點(diǎn)，屬于長鏈非編碼RNA，在腫瘤組織中表達(dá)異常，可通過不同的機(jī)制參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展。本文就MEG3在腫瘤中的作用及其機(jī)制做一綜述。

MEG3；腫瘤；作用；機(jī)制；長鏈非編碼RNA

隨著基因組學(xué)的不斷發(fā)展，越來越多的研究表明長鏈非編碼RNA(Long noncoding RNA,lncRNA)表達(dá)水平的改變與疾病的發(fā)展和狀態(tài)有著明顯的聯(lián)系，尤其在腫瘤中發(fā)揮舉足輕重的作用[1]。LncRNA是長度大于200個(gè)核苷酸的轉(zhuǎn)錄RNA，保守性低，在體內(nèi)通過控制蛋白質(zhì)的合成、RNA的成熟和轉(zhuǎn)運(yùn)以及改變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)從而使轉(zhuǎn)錄基因沉默等機(jī)制發(fā)揮調(diào)控作用[2]。MEG3是一類重要的lncRNA，具有腫瘤抑制作用[3]，有望成為腫瘤診斷的生物標(biāo)志物和腫瘤治療的靶點(diǎn)，以下就MEG3在腫瘤中的作用及其機(jī)制作一綜述。

1 MEG3簡介

MEG3是位于人類染色體14q32.3的DLK1-MEG3位點(diǎn)的印記基因，長度為35 kb，最先作為小鼠Gtl2的同源印記基因被發(fā)現(xiàn)[3]。正常情況下MEG3在腦和垂體高度表達(dá)。但在許多人類腫瘤細(xì)胞株系中，MEG3表達(dá)缺失，包括非功能性垂體腺瘤、結(jié)直腸癌、非小細(xì)胞型肺癌(Non-small cell lung cancer，NSCLC)、肝細(xì)胞肝癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)、神經(jīng)膠質(zhì)瘤和腦膜瘤[4-6]。在NSCLC和胃癌中，MEG3表達(dá)水平降低的患者預(yù)后效果較差，而MEG3過表達(dá)時(shí)則抑制NSCLC細(xì)胞的增殖并促進(jìn)其凋亡[7-8]。由此可見，MEG3表達(dá)水平高低與腫瘤的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切，低表達(dá)或缺失可以引起腫瘤的增殖。而某些腫瘤中MEG3的異位表達(dá)卻發(fā)揮著抑癌作用。在人類神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞株系U251和U87中，MEG3的異位表達(dá)能夠抑制細(xì)胞的增殖并且促進(jìn)細(xì)胞凋亡過程[9]。Qin等[10]的研究表明，MEG3的異位表達(dá)亦能夠抑制人類宮頸癌細(xì)胞HeLa和C33A的增殖。卵巢上皮癌、胃癌和無功能垂體腺瘤中MEG3的異位表達(dá)也有相似的抑癌作用，這種抑癌作用與P53的活化關(guān)系密切[5，8，11]。Mezzomo等[12]對38例人垂體腫瘤(14例無功能垂體腺瘤，24例功能性垂體腺瘤)MEG3表達(dá)水平的檢測和分析結(jié)果證實(shí)了MEG3在大多數(shù)人類垂體腫瘤，主要是臨床無功能腺瘤中表達(dá)缺失，并且推測基因啟動(dòng)子甲基化可能是人垂體瘤發(fā)病的一個(gè)重要的潛在機(jī)制。

2 MEG3在腫瘤中的作用機(jī)制

2.1 MEG3通過活化P53抑癌基因發(fā)揮抑癌作用 MEG3異位表達(dá)抑制腫瘤生長可能與活化p53，調(diào)節(jié)p53抑癌作用有關(guān)。p53被認(rèn)為是與MEG3的抑癌作用有緊密聯(lián)系的抑癌基因。在許多腫瘤細(xì)胞中，p53功能性失活。MEG3通過p53依賴途徑激活p53，發(fā)揮抑癌效應(yīng)。一方面，MEG3可作為轉(zhuǎn)錄協(xié)同活化因子刺激修飾p53和/或MDM2的蛋白質(zhì)表達(dá)。另一方面，MEG3與MDM2和/或p53形成復(fù)合物，從而阻斷MDM2介導(dǎo)的p53降解過程[11]?？傮w產(chǎn)生的效果為，MEG3抑制MDM2蛋白表達(dá)，增加p53表達(dá)水平，促進(jìn)p53與GDF15基因的啟動(dòng)子結(jié)合從而使GDF15表達(dá)上調(diào)[13]。GDF15能抑制多種癌細(xì)胞株系的增殖，是MEG3的主要作用靶點(diǎn)[14]。在NSCLC中，MEG3通過p53依賴途徑使轉(zhuǎn)染了pCDNA-MEG3的SPC-A1細(xì)胞MDM2表達(dá)下調(diào)，p53表達(dá)水平升高，誘發(fā)腫瘤細(xì)胞生長停滯和細(xì)胞凋亡[7]，人類腦膜瘤中MEG3抑癌機(jī)制與此相似[14]。在胚胎橫紋肌肉瘤中，MEG3首先激活p53，再激活下游基因Caspase-9及Caspase-3的凋亡機(jī)制及通路，引起細(xì)胞凋亡[15]。值得注意的是，MEG3也可通過p53非依賴途徑發(fā)揮抑癌作用[11]。在肝細(xì)胞癌中，p53非依賴途徑可能促進(jìn)p53依賴途徑的作用，并且MEG3僅部分通過p53依賴途徑產(chǎn)生抑癌效應(yīng)[4]。

2.2 MEG3啟動(dòng)子CpG島高甲基化促進(jìn)腫瘤發(fā)展 研究證實(shí)，MEG3啟動(dòng)子CpG島高甲基化是引起MEG3基因表達(dá)水平降低或缺失的主要原因。在多種腫瘤細(xì)胞株系和原始腫瘤樣本中，多種抑癌基因存在高甲基化現(xiàn)象。在卵巢上皮癌組織和人類卵巢上皮癌細(xì)胞株系中MEG3表達(dá)缺失或下降，并且二者M(jìn)EG3基因啟動(dòng)子均高甲基化[11]。

Lu等[7]采用qRT-PCR技術(shù)分析MEG3在五大胃癌細(xì)胞株系SGC7901、AGS、MGC803、MKN45和MKN28中的表達(dá)，結(jié)果顯示，相對于正常胃上皮細(xì)胞株系GES-1，胃癌細(xì)胞株系MEG3表達(dá)水平顯著下降，其表達(dá)下調(diào)原因可能與MEG3-DMRs高甲基化有關(guān)。在對多發(fā)性骨髓瘤的甲基化狀態(tài)分析發(fā)現(xiàn)，在34.9%MDS和47.6%的急性骨髓性白血病中均出現(xiàn)MEG3啟動(dòng)子異常甲基化[16]。MEG3啟動(dòng)子甲基化可能機(jī)制主要有三個(gè)：①原始的隨機(jī)的甲基化事件為細(xì)胞的克隆選擇和增殖提供了生長優(yōu)勢；②順式作用元件例如轉(zhuǎn)錄因子PU.1和雌激素受體ERα或組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶G9a和EZH2促進(jìn)甲基化轉(zhuǎn)移酶與甲基化靶點(diǎn)結(jié)合；③某些轉(zhuǎn)錄因子的缺失導(dǎo)致受CpG島影響的DNA甲基化擴(kuò)散[17]。以上機(jī)制均可導(dǎo)致MEG3基因表達(dá)水平降低或缺失，促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

對所有已知印記位點(diǎn)的人類HCC表達(dá)情況進(jìn)行Meta分析，結(jié)果確定DLK1-MEG3位點(diǎn)印記基因的丟失是普遍存在于HCC的表觀遺傳學(xué)畸變。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在抑制DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶1的情況下，HCC細(xì)胞MEG3表達(dá)可恢復(fù)，明確了DNA甲基化程度增加與MEG3表達(dá)下降之間的負(fù)性關(guān)系[18]。

進(jìn)一步的研究顯示，IG-DMR和MEG3-DMR是DLK1-MEG3位點(diǎn)的印記控制中心，且MEG3-DMR的甲基化狀態(tài)受IG-DMR控制。相較于正常腦膜樣本，腦膜瘤中DLK1-MEG3位點(diǎn)內(nèi)IG-DMR的CpG島甲基化水平升高，使該處的cAMP反應(yīng)原件無法與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，造成MEG3表達(dá)的缺失，無法發(fā)揮其抑癌作用，促進(jìn)腫瘤的發(fā)展[3，13]。

3 展望

基因組學(xué)的不斷發(fā)展與科研技術(shù)的不斷進(jìn)步，使人們對MEG3的認(rèn)識不斷深入，其在腫瘤中的作用機(jī)制也逐漸被發(fā)掘及完善。在腫瘤發(fā)病率居高不下的現(xiàn)狀下，MEG3少見的抑癌特性促使研究者們想要進(jìn)一步剖析它的生物學(xué)作用機(jī)制，將其作為相應(yīng)的生物標(biāo)志物或治療靶點(diǎn)并實(shí)際應(yīng)用到臨床。因此，進(jìn)一步明確MEG3在腫瘤中的作用機(jī)制將成為腫瘤診斷和腫瘤治療的重要發(fā)展方向。

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Functions and mechanisms of lncRNA MEG3 in tumors.

SU Dong-mei1,ZOU Ling-song2,HE Rong-quan3,CHEN Gang2.1.Department of Pathology,Red Cross Hospital of Yulin City,Yulin 537000,Guangxi,CHINA;2.Department of Pathology,the First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University,Nanning 530021,Guangxi,CHINA;3.Department of Medical Oncology,the First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University,Nanning 530021,Guangxi,CHINA

Maternally expressed gene 3(MEG3)is an imprinted gene located at the imprinted DLK1-MEG3 locus in chromosome 14q32.3.MEG3 is a long noncoding RNA(lncRNA)and it expresses aberrantly in tumor tissues.MEG3 plays a vital role in the genesis and development of tumor via multiple mechanisms.In this review,we focus on the mechanisms of MEG3 in tumor.

MEG3;Tumor;Mechanism;Long noncoding RNA(lncRNA)

R73-3

A

1003—6350（2015）10—1472—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.10.0524

2014-10-19)

陳 罡。E-mail：chen_gang_triones@163.com