miR-429及AFF3在胰腺癌中的潛在應(yīng)用

師兆達(dá) 王 飛 靳君華 趙海平

胰腺癌(pancreatic cancer, PC)是一種惡性程度極高的腫瘤，早期易發(fā)生轉(zhuǎn)移擴(kuò)散，由于治療效果差，總體來說生存期較短。盡管目前積累了大量關(guān)于腫瘤生物學(xué)的知識(shí)，但在過去10年中，胰腺癌可用治療策略的療效基本保持不變，5年生存率為1%～4%[1]。近年來研究數(shù)據(jù)顯示，PC的5年總生存率略有提高，但仍<10%[2]。在2020年全球癌癥發(fā)生率中，胰腺癌并未進(jìn)入前10位，而胰腺癌患者死亡數(shù)約為46.6萬，在所有惡性腫瘤中死亡占比約為4.7%，成為全球癌癥的第七大主要死因；中國胰腺癌發(fā)病例數(shù)約為12.5萬，占全球比例為25.2%，死亡病例數(shù)約為12.2萬，占全球比例為26.1%[3]。從上述數(shù)據(jù)中不難看出，無論是中國胰腺癌的發(fā)病例數(shù)還是死亡例數(shù)，都占據(jù)了全球的1/4。

目前CA19-9是診斷胰腺癌的敏感腫瘤標(biāo)志物，但它在消化系統(tǒng)惡性腫瘤及良性疾病中都有不同程度的升高，不具有特異性，無法作為篩查工具。胰腺癌中其他有前景的生物學(xué)標(biāo)志物包括MIC-1、CEACAM-1、REG-4、OPN、siC3b、TPS抗原等[4]。伴隨著胰腺癌各種標(biāo)志物被發(fā)現(xiàn)，更早期的診斷及精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)治療方式將會(huì)被提上日程。本文基于miR-429及AFF3的相關(guān)研究現(xiàn)狀及進(jìn)展進(jìn)行討論，它們也許可以成為胰腺癌的腫瘤標(biāo)志物，繼而改善PC患者的早期診斷、預(yù)后監(jiān)測(cè)和個(gè)性化治療。

一、miR-429相關(guān)研究

microRNA(miRNA)是一類由內(nèi)源基因編碼的長度約為22個(gè)核苷酸的非編碼單鏈RNA分子，通過與靶基因mRNA的3′-非翻譯區(qū)結(jié)合調(diào)控基因表達(dá)，miR-429就屬于其中的一種，它在多種癌細(xì)胞中上調(diào)或者下調(diào)，并通過其靶基因發(fā)揮不同的作用。

1.miR-429與胰腺癌：miR-429存在于PC患者癌組織及血液中，與非癌組織比較，miR-429在胰腺癌組織中表達(dá)下調(diào)，血液中miR-429的表達(dá)水平與腫瘤直徑、TNM分期、周圍組織浸潤等相關(guān)[5]。動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，miR-429在胰腺癌中起到腫瘤抑制基因的作用，能降低胰腺導(dǎo)管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC)的腫瘤細(xì)胞生長和轉(zhuǎn)移擴(kuò)散能力，并調(diào)節(jié)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子的表達(dá)水平[6]。過度表達(dá)的miR-429通過限制EMT來限制PDAC細(xì)胞的遷移和增殖，而沉默的miR-429則起到相反的作用，可能與OIP5-AS1負(fù)調(diào)節(jié)miR-429的表達(dá)有關(guān)，OIP5-AS1通過調(diào)節(jié)miR-429/FOXD1軸導(dǎo)致PDAC中的細(xì)胞增殖和遷移[7]。此外，TBK1是miR-429的靶標(biāo)，PDAC中低水平的miR-429和高水平的TBK1蛋白促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞的生長，導(dǎo)致PDAC患者總體生存率明顯降低，表明miR-429的減少與臨床病理特征惡化和預(yù)后不良有關(guān)[8,9]。與正常組織比較，miR-429在PDAC組織中下調(diào)，神經(jīng)營養(yǎng)因子3表達(dá)顯著增加，與非神經(jīng)旁侵襲的腫瘤比較，胰腺癌伴神經(jīng)旁侵襲組織中miR-429表達(dá)顯著降低，神經(jīng)營養(yǎng)因子3表達(dá)水平更高；miR-429通過上調(diào)顯著抑制癌細(xì)胞中的神經(jīng)營養(yǎng)因子3分泌，減輕胰腺癌的神經(jīng)周圍侵襲[10]。

EP300被認(rèn)為可能是PDAC中的轉(zhuǎn)移抑制基因，在癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移過程中起重要作用，在高轉(zhuǎn)移性PDAC細(xì)胞系中，miR-429上調(diào)可能導(dǎo)致靶基因EP300 mRNA的下調(diào)和EP300蛋白表達(dá)降低[11]。Yao等[12]研究發(fā)現(xiàn)，miR-429可能在糖尿病相關(guān)的胰腺癌中起作用，CECR7/miR429/CTLA4軸可能是糖尿病相關(guān)胰腺癌發(fā)生的重要機(jī)制。胰腺癌干細(xì)胞中有多個(gè)miRNA差異表達(dá)，包括miR-99a、miR-100、miR-125b、miR-192和miR-429[13]。吉西他濱和卡培他濱是治療胰腺癌的常用藥物，miR-429高表達(dá)水平可使胰腺癌細(xì)胞對(duì)吉西他濱更敏感，miR-429/PDCD4軸可能在吉西他濱治療胰腺癌克服耐藥性中有新的治療靶點(diǎn)[14]。miR-429靶向PTEN并通過PI3K/Akt信號(hào)通路發(fā)揮作用，敲低miR-429可顯著抑制PANC-1細(xì)胞增殖、促進(jìn)細(xì)胞凋亡及下調(diào)細(xì)胞對(duì)卡培他濱的耐藥性[15]。Kim等[16]運(yùn)用液體活檢方法在PDAC衍生細(xì)胞外小泡中發(fā)現(xiàn)了豐富的miRNA，其中miR-10b、miR-16、miR-155、miR-429和miR-1290表達(dá)程度較高，它們可能是PDAC的潛在生物學(xué)標(biāo)志物，而且這些miRNA和血清CA19-9的聯(lián)合被證明是診斷胰腺癌的更好方法。

miR-429除了在胰腺癌中作為腫瘤抑制基因，在食管癌、胃癌、肝癌、腎癌、卵巢癌、乳腺癌、膠質(zhì)瘤中也發(fā)揮了一定的抑癌作用[17]。miR-429通過不同的靶向軸作用于靶基因，參與惡性腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移等過程，也與癌癥治療藥物敏感度相關(guān)，miR-429及其靶基因可能作為某些惡性腫瘤潛在的診斷標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。

2.miR-429與lncRNA XIST：長鏈非編碼RNA基因X-非活性特異性轉(zhuǎn)錄本(X-inactive specific transcript, XIST)在雌性哺乳動(dòng)物發(fā)育過程中對(duì)X染色體失活非常重要。近年來，XIST被發(fā)現(xiàn)與多種惡性腫瘤相關(guān)，如膠質(zhì)細(xì)胞瘤、胰腺癌、肝細(xì)胞癌、結(jié)直腸癌、食管癌、喉鱗狀細(xì)胞癌、膀胱癌、乳腺癌、肺癌、鼻咽癌、宮頸癌等，XIST的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)參與多種信號(hào)通路，如TGF-β信號(hào)通路、Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路、FOXO信號(hào)通路、NF-κB信號(hào)通路、mTOR信號(hào)通路、MAPK信號(hào)通路、Toll樣受體信號(hào)通路、JAK/STAT信號(hào)通路、T淋巴細(xì)胞受體信號(hào)通路和B淋巴細(xì)胞受體信號(hào)通路[18]。XIST靶向miR-141-3p并通過TGF-β信號(hào)通路在PC組織中發(fā)揮致癌作用[19]。與鄰近正常組織比較，XIST在人類PC組織及細(xì)胞系中上調(diào)，術(shù)前及腫瘤晚期的PC患者中XIST表達(dá)明顯升高，在體外研究中證實(shí)XIST可以顯著提高PC細(xì)胞的存活率、G1～G0期阻滯、細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，并抑制細(xì)胞凋亡，而XIST基因敲除起到相反的效果。體內(nèi)研究表明，XIST下調(diào)抑制腫瘤生長，在PC中發(fā)揮腫瘤促進(jìn)基因的作用，它通過直接靶向和抑制腫瘤抑制因子miR-34a-5p促進(jìn)PC中的細(xì)胞增殖和侵襲[20]。

關(guān)于miR-429與lncRNA XIST在癌癥中的研究，最早報(bào)道m(xù)iR-429與XIST關(guān)系的腫瘤是神經(jīng)膠質(zhì)瘤，在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中，XIST和miR-429之間相互抑制，兩者具有負(fù)調(diào)控關(guān)系，沉默XIST抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞的致瘤性和血管生成[21]。前面已經(jīng)討論到，miR-429在胰腺癌中起到抗腫瘤因子的作用。Shen等[22]研究發(fā)現(xiàn)，在胰腺癌中存在XIST/miR-429/ZEB1軸，miR-429被預(yù)測(cè)有3個(gè)位點(diǎn)能與XIST結(jié)合，與配對(duì)正常組織比較，胰腺癌組織中XIST上調(diào)，而miR-429卻是下調(diào)的，且兩者都參與PC細(xì)胞遷移、侵襲和EMT。在PC細(xì)胞系中，XIST被miR-429抑制，通過抑制XIST也可以增加miR-429的表達(dá)，證實(shí)XIST和miR-429之間存在相互調(diào)控關(guān)系。另外，敲除XIST可上調(diào)上皮標(biāo)志物(Ecadherin和Claudin-1)的表達(dá)，并下調(diào)間充質(zhì)標(biāo)志物(β-catenin和Snai)的表達(dá)，表明XIST在體外是PC細(xì)胞遷移、侵襲和EMT的啟動(dòng)子，而miR-429發(fā)揮相反的作用。因此，miR-429及XIST可能成為預(yù)防PC轉(zhuǎn)移有希望的靶點(diǎn)。

二、AFF3相關(guān)研究

1.AFF3簡(jiǎn)介：AFF(AF4/FMR2)是一個(gè)由4個(gè)基因組成的家族，包括AFF1(AF4)、AFF2(FMR2)、AFF3[也稱與AF4相關(guān)的淋巴核蛋白(LAF4)]和AFF4(MCEF)，它們具有相似性：轉(zhuǎn)錄本的大小、約1300個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)大小以及蛋白質(zhì)的核定位[23]。Ma等[24]研究發(fā)現(xiàn)，AFF3/LAF4最初在淋巴細(xì)胞中高度表達(dá)，它在前B淋巴細(xì)胞中表達(dá)最高，成熟B淋巴細(xì)胞中居中，漿細(xì)胞中低表達(dá)或不存在，在胸腺中高度表達(dá)，成熟T淋巴細(xì)胞系中表達(dá)水平低或檢測(cè)不到，表明AFF3在未成熟B淋巴細(xì)胞和胸腺中的表達(dá)水平最高，可能參與調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞分化的早期步驟。而在漿細(xì)胞瘤中AFF3表達(dá)是下調(diào)的。AFF3有兩個(gè)可分離的轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域：一個(gè)位于氨基末端，另一個(gè)位于富含脯氨酸、絲氨酸和酸性殘基的蛋白質(zhì)中心區(qū)域，在該中心區(qū)域內(nèi)有一段長約260個(gè)氨基酸的結(jié)構(gòu)，AFF3和AFF1在這些氨基酸上高度相關(guān)(58%相似性)，而AFF1的反式激活結(jié)構(gòu)域可能有助于融合癌蛋白的致癌作用。AFF3可能在細(xì)胞核內(nèi)的離散位點(diǎn)起作用，或僅作用于染色體基因座的一個(gè)子集，通過研究與其他蛋白質(zhì)結(jié)合的潛力可能有助于破譯AFF3在轉(zhuǎn)錄調(diào)控中的確切作用。AFF3和AFF4與AFF2蛋白一樣，參與分子水平選擇性剪接的調(diào)節(jié)，它們定位于核斑點(diǎn)中，將AFF3的表達(dá)載體轉(zhuǎn)染HeLa細(xì)胞，結(jié)果表明，AFF3的C端結(jié)構(gòu)域包含必需氨基酸序列，將蛋白質(zhì)導(dǎo)入核斑點(diǎn)，AFF3過度表達(dá)會(huì)影響某些結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)或生物學(xué)改變，導(dǎo)致核斑點(diǎn)的分解[25]。此外，AFF3還能夠與雙鏈DNA纖維素非特異性結(jié)合，這是AFF3核蛋白的另一個(gè)特征[24]。

2.AFF3與lncRNA XIST：長鏈非編碼RNA XIST在人類癌癥中存在失調(diào)，XIST可以在許多癌癥中充當(dāng)腫瘤抑制劑或激活劑，參與重要的生理和病理過程。Zhang等[26]和Luo等[27]報(bào)道了AFF3與XIST的關(guān)系，AFF3富集于印跡位點(diǎn)的配子差異甲基化區(qū)(differentially methylated region，DMR)，并調(diào)節(jié)印跡基因的表達(dá)。XIST差異甲基化區(qū)的調(diào)節(jié)需要AFF3參與，AFF3對(duì)XIST啟動(dòng)子DMR的招募及與其結(jié)合依賴于XIST DMR甲基化狀態(tài)，兩者結(jié)合后會(huì)抑制XIST在終末分化細(xì)胞中的表達(dá)，另外，DNA低甲基化可以激活XIST基因的表達(dá)。不同的AFF家族成員在體內(nèi)控制著不同的基因靶標(biāo)亞群，AFF3被報(bào)道是組成SEC-L3的重要因子，SEC-L3在體內(nèi)可能具有不同的功能性基因靶向特異性。ENL和AF9是含AFF3復(fù)合物SEC-L3的亞單位，ENL或AF9的敲除導(dǎo)致XIST RNA水平升高，AF9能夠與XIST DMR直接結(jié)合，AFF3可能與AF9共同調(diào)節(jié)XIST在終末分化細(xì)胞中的表達(dá)。XIST在人類早期胚胎發(fā)育中的X染色體中起著轉(zhuǎn)錄作用，人類胚胎腎HEK293T細(xì)胞中XIST的上調(diào)依賴于AFF3敲低，在肺源性人類IMR-90細(xì)胞中，使用針對(duì)AFF3的shRNA敲低IMR-90中的AFF3也會(huì)導(dǎo)致XIST轉(zhuǎn)錄物的增加。在IMR-90和HEK293T細(xì)胞中，AFF3對(duì)XIST DMR的募集是獨(dú)立的，從上述兩個(gè)案例中看出，AFF3與IMR-90細(xì)胞和HEK293T細(xì)胞中的XIST相關(guān)，AFF3是XIST的一種新型抑制劑，抑制XIST轉(zhuǎn)錄，AFF3是人類細(xì)胞系中維持單等位基因表達(dá)的新角色[28]。

Engelmann等[29]研究發(fā)現(xiàn)，與未感染的對(duì)照細(xì)胞比較，持續(xù)感染柯薩奇B4病毒的PANC-1細(xì)胞中有81個(gè)microRNA失調(diào)，AFF3是其中24個(gè)失調(diào)microRNA的預(yù)測(cè)靶點(diǎn)，其表達(dá)水平在持續(xù)感染的細(xì)胞和未感染細(xì)胞之間存在顯著差異，證實(shí)AFF3參與PANC-1細(xì)胞的調(diào)控。

三、展 望

本文綜述了miR-429與AFF3的研究進(jìn)展，miR-429在胰腺癌中存在表達(dá)，miR-429與lncRNA XIST共同參與胰腺癌的遷移、侵襲和EMT，分子水平上，XIST表達(dá)又與AFF3有一定的關(guān)聯(lián)，可以推測(cè)出在胰腺癌中AFF3與某些lncRNA及miRNA存在聯(lián)系，但是目前關(guān)于AFF3在胰腺癌中的作用罕見報(bào)道，這可能是未來胰腺癌分子水平上一個(gè)新的研究方向。伴隨分子水平技術(shù)的不斷進(jìn)步，研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多胰腺癌治療的新靶點(diǎn)，靶向治療取得的臨床成功，標(biāo)志著癌癥治療的新時(shí)代，因此基因和蛋白質(zhì)組學(xué)分析在胰腺癌的檢測(cè)中有很大應(yīng)用前景，對(duì)胰腺癌進(jìn)行更多深入的研究，尋找更敏感和特異的腫瘤標(biāo)志物，研究清楚它們的作用機(jī)制，從而提供更實(shí)用的臨床篩查和診斷工具，為治療提供研究方向。