lncRNA-HEIH在腫瘤中的研究進(jìn)展

馮羽昕 綜述 朱春榮 審校

腫瘤是當(dāng)今全球人口主要的死亡原因之一，發(fā)病率和死亡率逐年升高。長鏈非編碼RNA(Long non-coding RNA，lncRNA)是一類長度超過200個(gè)核苷酸的RNA，保守性差且不編碼蛋白質(zhì)，被認(rèn)為是轉(zhuǎn)錄“噪音”。但已有證據(jù)表明lncRNA參與多種生物學(xué)進(jìn)程，在表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)節(jié)細(xì)胞進(jìn)程[1]，其主要途徑包括組蛋白修飾和染色體重塑、募集轉(zhuǎn)錄因子、蛋白質(zhì)活性調(diào)節(jié)、競爭性內(nèi)源RNA等[2-3]。lncRNA在腫瘤組織中異常表達(dá)，具有較高的組織特異性，被認(rèn)為是潛在的診斷及治療靶點(diǎn)[4]。lncRNA-HEIH在原發(fā)性肝細(xì)胞肝癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)患者組織中首次被發(fā)現(xiàn)異常表達(dá)[5]，又被稱為HCC高表達(dá)lncRNA，其全長1681bp，定位于染色體5q35.3，內(nèi)含一個(gè)外顯子，主要分布在細(xì)胞核及胞質(zhì)中。深入研究表明HEIH在多種惡性腫瘤中均高表達(dá)，表達(dá)水平與患者的臨床病理特征相關(guān)，并參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展[6]。在非腫瘤疾病方面，HEIH以競爭性內(nèi)源RNA方式靶向miR-939以調(diào)控VEGF表達(dá)，并調(diào)節(jié)PI3K/AKT通路參與糖尿病的發(fā)生[7]。本文將對(duì)HEIH在惡性腫瘤中的研究進(jìn)展進(jìn)行系統(tǒng)的綜述。

1 lncRNA-HEIH在腫瘤中的作用

1.1 lncRNA-HEIH與肝癌

HCC是最常見的人類惡性腫瘤之一，HCC發(fā)病的危險(xiǎn)因素包括乙肝病毒(HBV)感染、丙肝病毒(HCV)感染、酗酒、非酒精性脂肪肝病和黃曲霉毒素?cái)z入等[8]。許多研究證實(shí)，lncRNA在肝癌發(fā)病中發(fā)揮重要作用[9]。人們首先在肝癌組織及其細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)lncRNA-HEIH高表達(dá)，HEIH由RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄而來并被多聚腺苷酸化，位于肝細(xì)胞細(xì)胞核和胞質(zhì)中。Yang等[5]研究認(rèn)為HEIH表達(dá)水平與患者年齡、性別、腫瘤大小和分期無關(guān)，但另一項(xiàng)研究顯示，肝癌患者外周血HEIH的表達(dá)水平與TNM分期呈正相關(guān)[10]。HEIH在HBV相關(guān)性肝癌中的表達(dá)水平與復(fù)發(fā)顯著相關(guān)，是影響總生存期的獨(dú)立預(yù)后因素，下調(diào)HEIH可顯著抑制肝癌細(xì)胞的增殖和侵襲能力[5，11]。研究發(fā)現(xiàn)在HCC細(xì)胞中敲除HEIH后，能夠產(chǎn)生G0/G1期細(xì)胞阻滯效應(yīng)，同時(shí)細(xì)胞周期調(diào)控因子p16、p27和p21表達(dá)增加，證實(shí)HEIH調(diào)控p16、p27和p21表達(dá)促進(jìn)肝癌細(xì)胞的增殖[9]。Zhang等[12]發(fā)現(xiàn)HEIH在HCV相關(guān)性肝癌、肝硬化患者的血清和外泌體中均高表達(dá)，尤其在HCC患者外周血中明顯升高。Ruan等[13]研究證實(shí)了HEIH在肝癌患者外周血及組織中高表達(dá)，研究者通過RNA免疫共沉淀分析表明乙型肝炎病毒X相互作用蛋白(HBXIP)與HEIH存在相互作用，胡建蘭等[14]也發(fā)現(xiàn)HBX基因可通過上調(diào)HEIH的表達(dá)促進(jìn)肝癌細(xì)胞增殖，但具體機(jī)制尚不清楚。

研究者在另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中觀察到，在肝癌細(xì)胞系中沉默HEIH后，Cyclin D1、Bcl-2表達(dá)下調(diào)，而p53、Bax表達(dá)上調(diào)，Capsase-3裂解增加，腫瘤細(xì)胞增殖受到顯著抑制，同時(shí)MMP-2/3/9、Vimentin水平下調(diào)，表明HEIH通過上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)途徑增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞增殖、遷移和侵襲能力[15]。另外有研究證實(shí)HEIH富集zeste基因增強(qiáng)子同源物2(Ehancer of zeste homolog 2，EZH2)，抑制EZH2靶基因p15、p16、p21、p57，其中HEIH通過富集EZH2，與p16啟動(dòng)子結(jié)合而發(fā)揮抗凋亡和促增殖作用[16]。進(jìn)一步研究表明HCC細(xì)胞中HEIH靶向負(fù)調(diào)控其下游效應(yīng)物miRNA-199a-3p，下調(diào)HEIH后miR-199a-3p表達(dá)增加，細(xì)胞活性及增殖、侵襲與遷移能力減弱。Ma等[15]發(fā)現(xiàn)下調(diào)HEIH顯著降低了p70S6K和mTOR的磷酸化水平，而這種調(diào)節(jié)可被miR-199a-3p抑制劑所逆轉(zhuǎn)，表明HEIH被沉默后，miR-199a-3p表達(dá)增加，mTOR信號(hào)通路受到抑制，從而發(fā)揮其抗腫瘤作用。該研究認(rèn)為HEIH/miR-199a-3p/mTOR通路有望成為肝癌治療的新靶點(diǎn)。

值得一提的是，有研究表明肝癌患者血漿HEIH表達(dá)水平與甲胎蛋白(AFP)水平呈正相關(guān)，并證實(shí)HEIH可能是HCC復(fù)發(fā)患者預(yù)后和病情進(jìn)展監(jiān)測的潛在生物標(biāo)志物[17]。楊哲鋒等[10]發(fā)現(xiàn)血漿HEIH診斷肝癌時(shí)ROC曲線下面積(AUC)明顯高于AFP，以血漿HEIH表達(dá)水平≥2.0作為診斷肝癌的臨界值，特異度和靈敏度最高，研究者認(rèn)為HEIH與AFP聯(lián)合可顯著提高肝癌的診斷效能。肝癌高表達(dá)轉(zhuǎn)錄本(HULC)是第一個(gè)在肝癌中被發(fā)現(xiàn)異常表達(dá)的lncRNA，參與肝癌的發(fā)生發(fā)展，馬慶等[18]認(rèn)為HEIH與HULC聯(lián)合診斷對(duì)預(yù)測HBV相關(guān)性肝癌具有重要意義。

1.2 lncRNA-HEIH與肺癌

2018年的一項(xiàng)研究報(bào)告顯示lncRNA-HEIH在非小細(xì)胞肺癌組織和細(xì)胞系中高表達(dá)，研究者在p53野生型(A549)和p53缺失型(Calu-1)肺癌細(xì)胞系中沉默HEIH后觀察到A549細(xì)胞中p53稍有升高，而Calu-1細(xì)胞中未檢測到p53，由此推測HEIH通過非依賴p53途徑影響肺癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲能力，調(diào)控細(xì)胞凋亡[19]。蔣慶鋒等[20]對(duì)其分子機(jī)制進(jìn)行深入研究，發(fā)現(xiàn)HEIH在肺癌細(xì)胞系中對(duì)miR-98-5p表達(dá)進(jìn)行負(fù)調(diào)控，過表達(dá)miR-98-5p后，SHH和GLI-1的表達(dá)顯著下降，PTCH和SUFU的表達(dá)顯著升高，與此同時(shí)Caspase-3表達(dá)降低而Cyclin D1表達(dá)增加，而過表達(dá)HEIH可逆轉(zhuǎn)miR-98-5p對(duì)癌細(xì)胞增殖和凋亡的影響。由此推測，過表達(dá)HEIH通過抑制miR-98-5p并激活Hedgehog信號(hào)通路發(fā)揮作用，該研究為肺癌的診斷和治療提供了潛在的靶點(diǎn)。

1.3 lncRNA-HEIH與乳腺癌

近來有研究者發(fā)現(xiàn)lncRNA-HEIH在三陰性乳腺癌組織和細(xì)胞系中高表達(dá)且表達(dá)水平與腫瘤大小及臨床分期呈正相關(guān)。相關(guān)分析提示，在乳腺癌組織中HEIH與miR-4458表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)，熒光素酶報(bào)告分析進(jìn)一步證實(shí)了HEIH與miR-4458直接結(jié)合下調(diào)其表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)腫瘤發(fā)生，沉默HEIH后miR-4458表達(dá)水平升高。另外，下調(diào)HEIH抑制了乳腺癌細(xì)胞中SOCS1的表達(dá)，體外細(xì)胞增殖和凋亡實(shí)驗(yàn)表明HEIH通過miR-4458/SOCS1軸調(diào)控乳腺癌細(xì)胞增殖和凋亡[21]。Zhao等[22]研究發(fā)現(xiàn)HEIH與miR-200b表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，而miR-200b靶向調(diào)控PBX3抑制乳腺癌細(xì)胞活性，HEIH可能通過調(diào)控miRNA-200b并誘導(dǎo)Wnt/β-catenin途徑活化來促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的遷移、侵襲。這些研究均表明HEIH在乳腺癌的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，有望成為治療的新靶點(diǎn)。

1.4 lncRNA-HEIH與結(jié)直腸癌

Cui等[23]發(fā)現(xiàn)lncRNA-HEIH在結(jié)直腸癌組織和細(xì)胞系中表達(dá)量顯著升高，其表達(dá)水平與腫瘤大小、浸潤深度呈正相關(guān)，是結(jié)直腸癌預(yù)后不良的獨(dú)立影響因素。上調(diào)HEIH表達(dá)可促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞增殖，下調(diào)HEIH表達(dá)則抑制癌細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。通過生物信息學(xué)和RNA免疫共沉淀分析，研究者發(fā)現(xiàn)HEIH特異性結(jié)合miR-939，上調(diào)HEIH表達(dá)可以顯著抑制轉(zhuǎn)錄因子NF-κB與miR-939的結(jié)合，下調(diào)HEIH則顯著增強(qiáng)NF-κB與miR-939的結(jié)合，熒光素酶報(bào)告分析表明，HEIH競爭性結(jié)合miR-939，增強(qiáng)NF-κB與Bcl-xL啟動(dòng)子結(jié)合，從而提高Bcl-xL的轉(zhuǎn)錄活性，促進(jìn)結(jié)直腸癌的發(fā)生。此外，相關(guān)分析表明，在結(jié)腸癌組織中Bcl-xL與HEIH的表達(dá)水平呈正相關(guān)。研究者們發(fā)現(xiàn)HEIH上miR-939結(jié)合位點(diǎn)的突變阻斷了HEIH與miR-939的相互作用，減弱了HEIH對(duì)結(jié)直腸癌發(fā)生發(fā)展的生物學(xué)效應(yīng)。該研究提示HEIH可能作為結(jié)直腸癌的預(yù)后生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。

1.5 lncRNA-HEIH與子宮內(nèi)膜癌

Guo等[24]發(fā)現(xiàn)lncRNA-HEIH不僅在子宮內(nèi)膜癌組織中高表達(dá)，同時(shí)在紫杉醇(PTX)耐藥的子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞系中顯著高表達(dá)。研究者進(jìn)而構(gòu)建PTX耐藥模型，發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞株存活率高。進(jìn)一步研究顯示HEIH過表達(dá)增強(qiáng)了PTX耐藥性，下調(diào)HEIH則可部分恢復(fù)癌細(xì)胞株對(duì)PTX的敏感性。通過生物信息學(xué)分析，研究者發(fā)現(xiàn)在PTX耐藥癌細(xì)胞中上調(diào)HEIH表達(dá)則p38、p-AKT1、c-Fos和c-Jun的表達(dá)水平升高，提示HEIH可能通過激活MAPK信號(hào)通路促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞耐藥，增強(qiáng)細(xì)胞增殖能力，而沉默HEIH可抑制MAPK信號(hào)通路，有助于恢復(fù)癌細(xì)胞對(duì)PTX的敏感性和抑制細(xì)胞生理過程。該研究提供可以逆轉(zhuǎn)子宮內(nèi)膜癌化療耐藥性的新思路，這意味著HEIH抑制劑在子宮內(nèi)膜癌輔助化療中可能起關(guān)鍵作用。

1.6 lncRNA-HEIH與其他腫瘤

有研究表明lncRNA-HEIH在惡性黑色素瘤組織和細(xì)胞系中高表達(dá)，其表達(dá)水平與腫瘤臨床分期相關(guān)，提示不良預(yù)后。功能實(shí)驗(yàn)表明高表達(dá)的HEIH促進(jìn)黑色素瘤細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，抑制細(xì)胞凋亡。在機(jī)制上，研究揭示了HEIH直接與miR-200b/a/429的啟動(dòng)子結(jié)合而抑制其轉(zhuǎn)錄，調(diào)控癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲[25]。最新研究表明HEIH與食管癌的發(fā)生發(fā)展也有密切聯(lián)系，Wang等[26]發(fā)現(xiàn)HEIH在食管鱗癌組織及細(xì)胞系中高表達(dá)，其表達(dá)水平與生存時(shí)間、腫瘤分級(jí)和TNM分期等臨床病理特征相關(guān)。細(xì)胞功能實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了HEIH促進(jìn)食管癌細(xì)胞的增殖和遷移。進(jìn)一步分子機(jī)制研究證實(shí)HEIH通過調(diào)節(jié)miR-4458/PBX3軸調(diào)控食管癌細(xì)胞的增殖。Wan等[27]研究證實(shí)了HEIH在膽管癌組織和細(xì)胞系中較正常組織高表達(dá)，HEIH主要位于細(xì)胞質(zhì)中。功能實(shí)驗(yàn)表明HEIH促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，參與膽管癌的發(fā)生發(fā)展。miR-98-5p被驗(yàn)證在膽管癌組織和細(xì)胞中低表達(dá)。為證實(shí)HEIH是否通過競爭性內(nèi)源RNA機(jī)制調(diào)節(jié)腫瘤發(fā)生，研究者利用生物信息分析和螢光素酶報(bào)告分析證實(shí)HEIH通過調(diào)節(jié)miR-98-5p/HECTD4軸在體內(nèi)外調(diào)節(jié)膽管癌的發(fā)生發(fā)展。Gao等[28]對(duì)卵巢上皮癌細(xì)胞系和正常卵巢細(xì)胞系進(jìn)行了lncRNA和mRNA微陣列分析，篩選到差異表達(dá)最顯著的lncRNA，即HEIH，構(gòu)建了lncRNA-mRNA共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)，以識(shí)別HEIH的表達(dá)趨勢(shì)和潛在的靶基因。體外敲除實(shí)驗(yàn)證實(shí)，沉默HEIH表達(dá)減弱了卵巢癌細(xì)胞的遷移和侵襲能力，表明HEIH在卵巢癌細(xì)胞遷移和侵襲中發(fā)揮關(guān)鍵作用。另外有研究顯示HEIH在胃癌患者組織和外周血中高表達(dá)，其表達(dá)水平與腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。研究者預(yù)測HEIH可作為胃癌早期診斷的腫瘤標(biāo)志物，其具體分子通路和機(jī)制尚未明確[29]?？傊琀EIH可能成為新的潛在的腫瘤分子標(biāo)志物及治療靶點(diǎn)。

2 小結(jié)與展望

目前研究顯示lncRNA在表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄后水平上通過多種機(jī)制參與生物學(xué)過程，HEIH在多種惡性腫瘤中高表達(dá)，與腫瘤大小、TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)及預(yù)后等臨床病理特征相關(guān)，參與調(diào)節(jié)癌細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲及凋亡。在機(jī)制上，HEIH主要以競爭性內(nèi)源RNA方式發(fā)揮“分子海綿”作用調(diào)控其下游靶基因表達(dá)或激活經(jīng)典信號(hào)通路。過去的研究主要集中于表達(dá)水平及細(xì)胞功能驗(yàn)證，其調(diào)控機(jī)制復(fù)雜，尚未完全明確，高通量測序技術(shù)及生物信息學(xué)方法為進(jìn)一步明確HEIH分子機(jī)制提供思路，研究者應(yīng)納入更大的腫瘤樣本隊(duì)列。其次，血漿HEIH檢測用于癌癥篩查、早期診斷及預(yù)后評(píng)估的應(yīng)用甚少，其特異性、敏感性有待考究，因此驗(yàn)證HEIH作為潛在腫瘤生物標(biāo)志物是臨床研究的又一重要目標(biāo)。