中藥調(diào)控腫瘤中LncRNAs 研究進(jìn)展

曾 淇 袁云云 孫 瀚 凌 霜 許錦文 劉 ?。┥虾Ｖ嗅t(yī)藥大學(xué)交叉科學(xué)研究院 上海201203）

腫瘤是當(dāng)今社會(huì)嚴(yán)重威脅人類生命健康的重大疾病之一，對(duì)其預(yù)防和治療已成為世界醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的難題，臨床常用的治療手段（如放療、化療等）存在毒副作用大、預(yù)后較差等缺點(diǎn)。中藥作為一種天然藥物，具有多靶點(diǎn)、多效應(yīng)、毒副作用低等特點(diǎn)，可以通過(guò)抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖、介導(dǎo)腫瘤自噬或凋亡等方面發(fā)揮藥理作用［1］；對(duì)臨床化療治療具有協(xié)同作用，可延長(zhǎng)患者的生存期，減少腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移［2］；還可顯著降低放療或化療的不良反應(yīng)，提高患者的免疫力和生活質(zhì)量等［3］。目前常用于腫瘤治療的中藥復(fù)方、單味中藥及中藥單體主要包括中藥（復(fù)方補(bǔ)中益氣湯、參麥注射液、消癌平注射液等）；單味中藥［黃芪（Astragalus membranaceus）、苦參（Sophora flaves?cens）、槐耳（Trametes robiniophilaMurr）］，其活性成分主要包括黃 芪多糖、苦參堿（matrine）、氧化苦參堿（oxymatrine，OMT）、槐耳多糖等；中藥單 體白藜蘆醇（resveratrol，Res）、紫杉醇（paclitaxel，PTX）、姜黃素（curcumin）等。由于近年來(lái)針對(duì)非編碼RNA（non?coding RNAs，ncRNAs）的腫瘤調(diào)控研究備受關(guān)注，特別是長(zhǎng)鏈非編碼RNA（long non?coding RNAs，LncRNAs）已然成為研究的熱點(diǎn)，因此本文對(duì)中藥參與調(diào)控LncRNAs 加以總結(jié)，希望對(duì)未來(lái)中藥在腫瘤領(lǐng)域的研究開(kāi)發(fā)提供一定的理論依據(jù)。

1 LncRNAs 的功能特點(diǎn)及分類

LncRNAs 是一類長(zhǎng)度大于200 個(gè)核苷酸、具有調(diào)控基因表達(dá)水平但無(wú)蛋白質(zhì)編碼功能的RNAs，曾被認(rèn)為是基因組中的“噪音” 和“暗物質(zhì)”，為RNA 聚合酶Ⅱ（RNA polymerase II，RNA Pol Ⅱ）轉(zhuǎn)錄后的副產(chǎn)物，并不具備生物學(xué)功能［4］；近年來(lái)研究表明，LncRNAs 在表觀遺傳水平、轉(zhuǎn)錄水平、翻譯水平、蛋白修飾等方面發(fā)揮重要的調(diào)控作用［5］。根據(jù)其在基因組中的位置，可大致分為5 種類型：（1）正義長(zhǎng)鏈非編碼RNAs（sense LncRNAs）；（2）反義長(zhǎng)鏈非編碼RNAs（antisense LncRNAs）；（3）雙向長(zhǎng)鏈非編碼RNAs（bidirectional LncRNAs）；（4）內(nèi)含子型長(zhǎng)鏈非編碼RNAs（intronic LncRNAs）；（5）基因間長(zhǎng)鏈非編碼RNAs（long intergenic noncoding RNAs，lincRNAs），如圖1所示［6］。

圖1 LncRNAs 基因座示意圖

目前研究與腫瘤發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切的LncRNAs 主要集中在H19、HOX 轉(zhuǎn)錄反義RNA（HOX transcript antisense RNA，HOTAIR）、肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子1（metastasis?associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）、母系表達(dá)基因3（maternal expressed gene 3，MEG3）等。研究表明LncRNAs 與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，并可能成為多種類型癌癥的獨(dú)立生物標(biāo)志物。近年來(lái)研究表明，中藥主要是通過(guò)調(diào)控LncRNAs 表達(dá)，影響下游信號(hào)通路，從而發(fā)揮抗腫瘤作用，這可能是未來(lái)新型抗腫瘤藥物研發(fā)的方向，值得我們深入研究。因此，本文總結(jié)中藥對(duì)腫瘤中LncRNAs 的調(diào)控作用研究，以期對(duì)臨床中藥治療腫瘤提供新思路。

2 中藥對(duì)腫瘤中LncRNAs 的影響

2.1 中藥對(duì)LncRNA MALAT1 調(diào)控作用研究 LncRNA MALAT1 編碼基因長(zhǎng)為6.7 kb，位于染色體11q13.1 上。作為最早被發(fā)現(xiàn)的LncRNAs 之一，MALAT1 率先在非小細(xì)胞肺癌（non?small cell lung cancer，NSCLC）中被發(fā)現(xiàn)，后續(xù)研究則證實(shí)MALAT1 與肺癌、子宮內(nèi)膜肉瘤、子宮頸癌、肝細(xì)胞肝癌、結(jié)直腸癌等多種人類惡性腫瘤密切相關(guān)［7?8］。已有研究表明MALAT1 在多種癌癥的進(jìn)展中發(fā)揮促癌作用，MALAT1 的功能與腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和凋亡等密切相關(guān)，在臨床應(yīng)用研究中被認(rèn)為是診斷和預(yù)測(cè)癌癥的潛在生物標(biāo)志物，并且還可作為治療特定腫瘤的治療靶標(biāo)［9］。

現(xiàn)今針對(duì)MALAT1 的中藥研究主要集中在白藜蘆醇、氧化苦參堿等。白藜蘆醇（Res）是從中藥虎杖Polygonum cuspidatum中提取的一種天然抗氧化劑，早在1993 年Jayafilake 等研究發(fā)現(xiàn)Res 具有抗癌活性，后續(xù)研究證實(shí)Res 對(duì)乳腺癌、前列腺癌、皮膚癌等多種惡性腫瘤具有抑制作用，其主要通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、阻滯細(xì)胞周期來(lái)抑制腫瘤生長(zhǎng)［10］。Ji 等［11］研究證明Res 可通過(guò)下調(diào)結(jié)直腸癌（carcinoma of colon and rectum，CRC）細(xì)胞中LncRNA MALAT1 的表達(dá)，阻止β?鏈蛋白（β?catenin）從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，導(dǎo)致c?myc 和MMP?7 等原癌基因的表達(dá)下調(diào)，降低Wnt／β?catenin 通路的信號(hào)傳導(dǎo)，從而抑制CRC的侵襲和轉(zhuǎn)移進(jìn)程，但是MALAT1 和β?catenin 之間目前尚無(wú)直接關(guān)聯(lián)的研究進(jìn)展。在骨肉瘤細(xì)胞中，下調(diào)MALAT1可通過(guò)MALAT1／EZH2 途徑上調(diào)E?鈣黏蛋白（E?cadherin）的表達(dá)，E?鈣黏蛋白可在細(xì)胞膜形成β?catenin／E?cadherin復(fù)合物來(lái)負(fù)向調(diào)節(jié)β?catenin［12］，推測(cè)Res 可能是通過(guò)下調(diào)MALAT1，調(diào)節(jié)MALAT1／EZH2 途徑來(lái)阻止β?catenin 從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核。氧化苦參堿（OMT）為中藥苦參中一種主要活性成分，研究表明OMT 在多種癌癥中發(fā)揮抗腫瘤作用，主要通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、阻滯細(xì)胞周期，下調(diào)Wnt／β?catenin 信號(hào)通 路等方 式發(fā)揮 其抗癌活性［13?14］。Xiong等［15］研究證明OMT 可通過(guò)下調(diào)MALAT1 的表達(dá)來(lái)抑制CRC 細(xì)胞的遷移和侵襲，但其中機(jī)制尚未證實(shí)，且長(zhǎng)期使用OMT 導(dǎo)致CRC 細(xì)胞的耐藥性，被證實(shí)與MALAT1 表達(dá)上調(diào)有關(guān)；臨床數(shù)據(jù)也證明OMT 治療的CRC 患者預(yù)后不良與LncRNA MALAT1 的高表達(dá)有關(guān)，提示LncRNA MALAT1 可能是治療CRC 患者的有效靶標(biāo)，這為未來(lái)臨床研究提供了一個(gè)重要方向。

2.2 中藥對(duì)LncRNA MEG3 的影響 LncRNA MEG3 是一種由母系印記基因編碼的癌癥相關(guān)LncRNA，定位于人類染色體14q32 區(qū)域，長(zhǎng)度約為1.6 kb。與正常組織相比，MEG3 在許多惡性腫瘤中表達(dá)量降低或丟失，如人垂體腫瘤、宮頸癌、尿路上皮癌、前列腺癌等［16］。已有研究表明MEG3 為一種腫瘤抑制因子，參與調(diào)控多種癌癥相關(guān)信號(hào)通路，主要是通過(guò)與p53 蛋白相互作用激活p53 介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄活性來(lái)發(fā)揮抑癌作用［17］。此外，MEG3 表達(dá)水平與癌癥臨床病理分級(jí)之間有顯著的相關(guān)性，可作為癌癥診斷和預(yù)后的檢測(cè)指標(biāo)［18］。

針對(duì)MEG3 的中藥藥理研究主要集中在白藜蘆醇、姜黃素等，作為一種天然多酚類化合物，Res 存在于葡萄、花生等多種植物中。Liu 等［19］研究表明在人神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞系（U251、U87）中，聯(lián)合使用阿霉素（doxorubicin，DOX）和Res 可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，同時(shí)上調(diào)細(xì)胞中MEG3 的表達(dá)水平；MEG3 可通過(guò)P53 途徑誘導(dǎo)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞凋亡來(lái)發(fā)揮抗腫瘤作用［20］，猜測(cè)DOX 和Res 聯(lián)合使用可能是通過(guò)上調(diào)LncRNA MEG3，介導(dǎo)P53 途徑來(lái)發(fā)揮藥理作用。姜黃素是從姜黃屬植物姜黃、莪術(shù)、郁金等根莖中提取的一種天然有效成分，具有抗炎、抗病毒、抗腫瘤等多種藥理活性，已有研究揭示了其抗腫瘤機(jī)制，包括誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、抑制血管生成、增強(qiáng)化療和放療的敏感性等［21］。卵巢癌細(xì)胞中miR?214 可通過(guò)靶向PTEN／Akt 途徑提高細(xì)胞的順鉑耐藥性［22］，Zhang 等［23］研究證實(shí)姜黃素可通過(guò)上調(diào)卵巢癌細(xì)胞和細(xì)胞外囊泡中MEG3 的表達(dá)來(lái)降低miR?214 的表達(dá)，從而降低卵巢癌細(xì)胞對(duì)順鉑的耐藥性。Zamani 等［24］研究表 明姜黃 素可上 調(diào)肝細(xì)胞癌（hepatocellular cancer，HCC）中epigenetic microRNA（epi?miRs）的表達(dá)，隨后通過(guò)降低DNA 的甲基化水平來(lái)增加抑癌基因MEG3 的表達(dá)，從而發(fā)揮抗腫瘤作用。

2.3 中藥對(duì)LncRNA H19 的調(diào)控作用研究 LncRNA H19基因位于染色體11p15.5 端粒區(qū)，在出生后其表達(dá)下調(diào)，并且在腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮促進(jìn)作用。LncRNA H19 在多種實(shí)體瘤中的表達(dá)上調(diào)，包括乳腺癌、食道癌、膀胱癌和結(jié)直腸癌等［25］，提示H19 可能作為腫瘤診斷和預(yù)后評(píng)價(jià)的一個(gè)潛在生物標(biāo)志物。關(guān)于H19 的調(diào)控機(jī)制主要集中在H19 通過(guò)正向調(diào)控miR?675、降低腫瘤抑制基因的表達(dá)水平來(lái)促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展［26］。此外，H19 還可作為競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA（competing endogenous RNA，ceRNA）結(jié)合miRNA從而促進(jìn)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，提高腫瘤轉(zhuǎn)移和入侵的能力［27］。

針對(duì)LncRNA H19 的中藥藥理研究主要集中在中藥復(fù)方三黃瀉心湯、單味藥槐耳、中藥活性成分姜黃素等。三黃瀉心湯為我國(guó)流傳千年的經(jīng)典方劑，由黃連、大黃、黃芩三味中草藥組成，臨床主治邪火內(nèi)熾，迫血妄行，臨床上對(duì)由幽門螺旋桿菌引起的胃炎具有抗炎和保護(hù)胃黏膜的作用。劉清君等［28］進(jìn)一步證實(shí)它能夠顯著抑制幽門螺旋桿菌存在情況下胃癌細(xì)胞的增殖，并降低LncRNA H19 表達(dá)水平，但其中調(diào)控作用機(jī)制尚不清楚；槐耳為寄生于槐樹(shù)上的木耳，已被證明為癌癥治療的有效佐劑，在肝癌、乳腺癌、卵巢癌等多種癌癥中具有良好的治療效果，主要通過(guò)抑制腫瘤細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡、抑制腫瘤誘導(dǎo)的血管生成、阻止腫瘤轉(zhuǎn)移來(lái)發(fā)揮藥理作用［29］。LncRNA H19 可以通過(guò)miR?675 靶向乳腺癌中泛素連接酶E3 家族成員c?Cbl 和Cbl?b，激活酪氨酸激酶受體EGFR 和c?Met，導(dǎo)致其下游Akt 和ERK 信號(hào)通路的激活，促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖和遷移［30］，王繼軍等［31］研究表明槐耳可以通過(guò)下調(diào)H19 和miR?675?5p 的表達(dá)，抑制LncRNA?H19／ miR?675?5p／CBL 信號(hào)傳導(dǎo)途徑，進(jìn)而抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

2.4 中藥對(duì)LncRNA HOTAIR 的影響 LncRNA HOTAIR 基因定位于人類12q13.13 染色體上，以反式轉(zhuǎn)錄方式調(diào)控基因的表達(dá)，主要通過(guò)重塑染色質(zhì)、促進(jìn)蛋白質(zhì)泛素化、作為miRNA 海綿體“吸附” miRNA 等方式調(diào)控基因表達(dá)過(guò)程［32］。最近臨床研究表明HOTAIR 表達(dá)與多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展及轉(zhuǎn)移預(yù)后密切相關(guān)，如乳腺癌、膽囊癌、胰腺癌等，高表達(dá)HOTAIR 能抑制抑癌基因的表達(dá)，促進(jìn)腫瘤復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移，而下調(diào)HOTAIR 表達(dá)則降低腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移增殖能力［33］；在大多數(shù)腫瘤中，HOTAIR 主要通過(guò)結(jié)合多梳抑制復(fù)合物2（Polycomb Repressive Complex 2，PRC2）和賴氨酸特異性脫甲基酶1（lysine specific demethylase 1，LSD1）復(fù)合體使組蛋白（trimethylation of lysine 27 on histone H3，H3K27me3）去甲基化，從而調(diào)控同源異形盒基因D（ho?meobox D，HOXD）的表達(dá)使其沉默［34］。

針對(duì)LncRNA HOTAIR 的中藥藥理研究主要集中在中藥活性成分蟾蜍靈、薯蕷皂苷元等。蟾蜍靈是從蟾蜍的耳后腺及表皮腺體分泌物中提取出的主要有效活性成分，已有研究表明miRNA 參與其抗癌活性，而LncRNA 可通過(guò)與miRNA 相互作用調(diào)節(jié)各種生物學(xué)功能，在前列腺癌細(xì)胞中HOTAIR 上調(diào)能夠競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR?520b，使miR?520b 抑制的靶基因FGFR1 表達(dá)水平上調(diào)，從而促進(jìn)腫瘤的增殖，蟾蜍靈可通過(guò)下調(diào)HOTAIR，促進(jìn)miR?520b 抑制FGFR1 表達(dá)水平，通過(guò)HOTAIR／miR?520b／FGFR1 途徑來(lái)發(fā)揮藥理作用［35］；薯蕷皂苷元（diosgenin，Dio）是從中藥川地龍或黃姜中提取的一種甾體皂苷元，薯蕷皂苷（dioscin）及它對(duì)多種腫瘤細(xì)胞具有抑制作用，具有多靶點(diǎn)、多環(huán)節(jié)、多效應(yīng)的特點(diǎn)，Ma 等［36］研究發(fā)現(xiàn)它可劑量依賴性地抑制胃癌細(xì)胞的增殖，并下調(diào)胃癌細(xì)胞中HOTAIR 的表達(dá)水平，在胃癌細(xì)胞中沉默HOTAIR 的表達(dá)也可顯著抑制胃癌細(xì)胞的增殖，這表明該成分可能是通過(guò)降低HOTAIR 的表達(dá)水平抑制胃癌的增殖，但其作用機(jī)制尚需要進(jìn)一步的研究來(lái)闡明。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)中醫(yī)藥文化歷史悠久，資源豐富，隨著中藥藥理研究的不斷深入，中藥也因不良反應(yīng)低、毒副作用小等優(yōu)勢(shì)逐漸被大家認(rèn)可。中藥可以在多層次、多方面領(lǐng)域發(fā)揮藥理作用，通過(guò)調(diào)控腫瘤相關(guān)LncRNAs 直接或間接地發(fā)揮抗腫瘤作用，這是相關(guān)研究的一個(gè)新方向。但是目前開(kāi)發(fā)針對(duì)LncRNAs 臨床有效抗腫瘤中藥仍然存在眾多問(wèn)題，主要體現(xiàn)在臨床中藥成分復(fù)雜，藥理作用復(fù)雜；LncRNAs 序列保守性較低，只有約12% 存在于人類之外的其它生物，具有較高的種屬特異性，對(duì)于中藥藥理研究的設(shè)計(jì)提出了更高的要求；部分LncRNAs 表達(dá)也存在時(shí)空表達(dá)特異性，對(duì)給藥時(shí)間的選擇也需要慎重考慮；很多長(zhǎng)鏈非編碼RNA是利用生物分析軟件分析確認(rèn)，目前能夠明確功能LncRNAs 數(shù)量并不多，且LncRNAs 參與調(diào)控的作用機(jī)制也不盡相同?；谏鲜鲈?，希望能夠在以中醫(yī)藥理論為背景的條件下利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)一步深入研究，通過(guò)人源化動(dòng)物模型、生物信息學(xué)分析、高通量實(shí)驗(yàn)等多種手段尋找針對(duì)功能明確LncRNAs 的臨床有效中藥，使其在抗腫瘤方面發(fā)揮更大的作用，為人類健康做出更大的貢獻(xiàn)。