幽門(mén)螺桿菌相關(guān)性胃癌與非編碼核糖核酸的研究進(jìn)展

馬芷靈, 武 云

(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)包頭臨床醫(yī)學(xué)院, 內(nèi)蒙古 包頭, 014040)

胃癌(GC)是全球范圍內(nèi)最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一[1-2], 胃癌的發(fā)病涉及多因素、多步驟、多環(huán)節(jié),但具體的分子機(jī)制至今仍不明確,缺少有效的診斷標(biāo)志物及靶向治療的分子靶點(diǎn),制約了胃癌臨床診療。近年來(lái)幽門(mén)螺桿菌感染率不斷上升,這與胃炎、消化道潰瘍、胃癌等消化道疾病的發(fā)生密切相關(guān)。胃癌是一種炎癥相關(guān)的惡性腫瘤,持續(xù)的幽門(mén)螺桿菌感染會(huì)造成胃黏膜發(fā)生腸上皮化生、甚至異型增生,也會(huì)通過(guò)復(fù)雜的生物信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)引起基因表達(dá)改變,包括抑癌基因表達(dá)失活、原癌基因表達(dá)激活,最終促進(jìn)胃黏膜上皮細(xì)胞發(fā)生惡變[3-5]。幽門(mén)螺桿菌感染導(dǎo)致胃癌發(fā)生發(fā)展的分子生物學(xué)機(jī)制復(fù)雜,國(guó)內(nèi)外大量臨床研究表明幽門(mén)螺桿菌陰性與幽門(mén)螺桿菌陽(yáng)性的胃癌組織中存在眾多差異表達(dá)的基因或分子,既包括差異表達(dá)的原癌基因、抑癌基因,如p53、c-myc、caspase等,也包括差異表達(dá)的信號(hào)通路分子,如Toll樣受體通路、NLRP3炎癥小體通路、MAPK家族通路。臨床研究證實(shí),除了癌基因及信號(hào)通路外,幽門(mén)螺桿菌陰性與陽(yáng)性的胃癌組織中還存在眾多非編碼RNA的差異表達(dá)。目前研究[6-8]較為廣泛的非編碼核糖核酸(RNA)包括長(zhǎng)鏈非編碼RNA(lncRNA)和微小RNA(miRNA)。作者對(duì)近年來(lái)胃癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中幽門(mén)螺桿菌感染調(diào)控lncRNA及miRNA表達(dá)及相關(guān)機(jī)制的報(bào)道予以整理,為胃癌的病變研究及藥物治療提供參考。

1 幽門(mén)螺桿菌感染與胃癌中l(wèi)ncRNA表達(dá)的關(guān)系及意義

LncRNA的長(zhǎng)度>200 nt, 通過(guò)與DNA、RNA、蛋白質(zhì)的相互作用在表觀(guān)遺傳學(xué)水平、轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)基因表達(dá),也能以競(jìng)爭(zhēng)性?xún)?nèi)源RNA(ceRNA)的方式結(jié)合miRNA、阻礙miRNA對(duì)靶基因的負(fù)調(diào)控作用,進(jìn)而在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)基因表達(dá)。在胃癌的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中,不同lncRNAs通過(guò)調(diào)控原癌基因、抑癌基因的表達(dá)起到促癌或抑癌作用, lncRNA是胃癌診療的重要靶點(diǎn)[9-10]。幽門(mén)螺桿菌感染與胃癌相關(guān)的臨床研究[11-13]證實(shí),幽門(mén)螺桿菌陰性與幽門(mén)螺桿菌陽(yáng)性的胃癌組織中存在多種lncRNAs的差異表達(dá)。

lncRNA FOXD2-AS1位于染色體1p33上,轉(zhuǎn)錄長(zhǎng)度為2 527個(gè)核苷酸,是一種新型的腫瘤相關(guān)LncRNA。RAJABI A納入了95對(duì)胃癌及癌旁組織,結(jié)果顯示lncRNA FOXD2-AS1的表達(dá)在胃癌組織中明顯上調(diào)且與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、預(yù)后不良相關(guān)[14]。幽門(mén)螺桿菌感染可能通過(guò)調(diào)控lncRNA FOXD2-AS1表達(dá)促進(jìn)癌細(xì)胞生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致預(yù)后不良。下調(diào)lncRNAFOXD2-AS1可抑制胃癌細(xì)胞生長(zhǎng),而lncRNA FOXD2-AS1表達(dá)的上調(diào)促進(jìn)了胃癌的進(jìn)展, zeste增強(qiáng)子人類(lèi)同源物2 (EZH2)和組蛋白賴(lài)氨酸特異性去甲基化酶1(LSD1)是lncRNA FOXD2-AS1的結(jié)合伴侶和功能的介體[15], 而LSD1作為多種腫瘤的關(guān)鍵調(diào)控因子,能夠通過(guò)去除組蛋白和其他非組蛋白底物的單、雙甲基化,影響基因轉(zhuǎn)錄的激活、抑制和染色體失活等過(guò)程, EZH2和LSD1介導(dǎo)的肝配蛋白B受體3(EphB3)能夠抑制胃癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移[16], 由此提示幽門(mén)螺桿菌感染可能通過(guò)影響lncRNA FOXD2-AS1的表達(dá)參與胃癌的發(fā)生發(fā)展, lncRNA FOXD2-AS1起到腫瘤誘導(dǎo)劑的作用,是致癌的潛在生物標(biāo)志物。

lncRNA H19在胚胎中具有高表達(dá)水平,但在出生后的大多數(shù)組織中幾乎無(wú)法檢測(cè)到,且lncRNA H19表達(dá)的異常改變已在各種腫瘤中得到證實(shí)。ZHANG Y F等[17]在幽門(mén)螺桿菌感染的胃癌組織及胃癌細(xì)胞株中均檢出lncRNA H19的表達(dá)水平顯著增加。LIU J等[18]通過(guò)體外和體內(nèi)試驗(yàn)證實(shí)了lncRNA H19對(duì)胃癌細(xì)胞上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)和轉(zhuǎn)移的促進(jìn)作用,其可能機(jī)制在于, lncRNA H19可以誘導(dǎo)β-連環(huán)素(β-catenin)蛋白轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核,其中Wnt/β-連環(huán)素信號(hào)是細(xì)胞自噬重要信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,可以通過(guò)調(diào)節(jié)自噬改善組織或神經(jīng)損傷,激活Wnt/β-連環(huán)素信號(hào)促進(jìn)EMT和胃癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移,以上報(bào)道提示幽門(mén)螺桿菌感染可能通過(guò)上調(diào)lncRNA H19的表達(dá)參與胃癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程。

lncRNA MEG3是一個(gè)1.6 kb的lncRNA, 在乳腺癌、肝癌、膠質(zhì)瘤、結(jié)直腸癌、胃癌等癌癥細(xì)胞具有抗癌活性,但在69.23%的胃癌組織和細(xì)胞系呈低表達(dá)[19], 如AMINI F等[20]研究100例胃癌組織樣本幽門(mén)螺桿菌感染及l(fā)ncRNA表達(dá),幽門(mén)螺桿菌感染與lncRNA MEG3呈負(fù)相關(guān),其中l(wèi)ncRNA MEG3的異常表達(dá)與胃癌的腫瘤直徑、臨床分期具有相關(guān)性,提示幽門(mén)螺桿菌感染可能通過(guò)影響lncRNA HOTAIR的表達(dá)參與胃癌的發(fā)生發(fā)展。大量研究[22]報(bào)道, lncRNA MEG3上調(diào)或過(guò)表達(dá)有助于促進(jìn)p53代謝,下調(diào)p53表達(dá),下調(diào)lncRNA MEG3,p53分泌增多,代謝降低,p53表達(dá)上調(diào),p53的半衰期較短,在正常細(xì)胞或組織中表達(dá)較低,但當(dāng)p53表達(dá)上調(diào),提示p53基因已發(fā)生突變,參與惡性腫瘤細(xì)胞的增殖、分化[21], 類(lèi)似的機(jī)制在肺癌細(xì)胞研究也有報(bào)道,因而p53已作為早期胃癌等惡性腫瘤篩查的指標(biāo)。

2 幽門(mén)螺桿菌感染與胃癌中miRNA表達(dá)的關(guān)系及意義

miRNA是一類(lèi)長(zhǎng)度18～25 nt的非編碼RNA, 不能直接編碼氨基酸,其主要的生物學(xué)功能是識(shí)別mRNA的3′非編碼區(qū)(3′UTRs)并以堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式結(jié)合, miRNA與靶基因mRNA的3′UTRs結(jié)合后促進(jìn)mRNA降解或阻礙mRNA翻譯,最終在轉(zhuǎn)錄后水平實(shí)現(xiàn)對(duì)靶基因表達(dá)的負(fù)調(diào)控。因miRNA在物種的進(jìn)化中較為保守,僅在特定的組織或發(fā)育階段中存在表達(dá),這種組織特異性及時(shí)序性一定程度上影響了組織及細(xì)胞的特定功能,這也是miRNA可在細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中發(fā)揮重要作用的原因。在胃癌的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中, miRNA對(duì)靶細(xì)胞的調(diào)控呈多元性,因而存在有些miRNAs通過(guò)負(fù)調(diào)控原癌基因的表達(dá)起到抑癌作用,有些miRNAs通過(guò)負(fù)調(diào)控抑癌基因的表達(dá)起到促癌作用。盡管有臨床研究報(bào)道了幽門(mén)螺桿菌感染與miRNA表達(dá)異常有關(guān),幽門(mén)螺桿菌陰性與幽門(mén)螺桿菌陽(yáng)性的胃癌組織中存在多種miRNAs的差異表達(dá)[23],但闡述幽門(mén)螺桿菌通過(guò)調(diào)整某蛋白或基因或參與通路等途徑調(diào)節(jié)miRNAs的表達(dá)的報(bào)道相對(duì)較少。

JIANG M等[24]采用小鼠異種移植制備胃癌模型,結(jié)果顯示,與癌旁組織相比, miR-382-5p在胃癌組織表達(dá)顯著升高,過(guò)表達(dá)miR-382-5p能促進(jìn)癌細(xì)胞遷移和侵襲,抑制miR-382-5p的表達(dá)可以逆轉(zhuǎn)胃癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。段潔[25]等進(jìn)行的體外研究顯示,將幽門(mén)螺桿菌與胃癌SGC7901細(xì)胞共培養(yǎng),實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)(qRT-PCR)檢測(cè)顯示miR-382-5p在幽門(mén)螺桿菌誘導(dǎo)的胃癌SGC7901細(xì)胞源性外泌體中的表達(dá)顯著升高。外泌體的磷脂雙分子層膜結(jié)構(gòu)有助于確保部分miR-382-5p免受RNA酶降解,確保miR-382-5p安全轉(zhuǎn)移至靶蛋白。雙熒光素酶報(bào)告基因系統(tǒng)驗(yàn)證miR-382-5p與張力蛋白同源基因(PTEN)3′-UTR呈靶向關(guān)系, PTEN是較早發(fā)現(xiàn)具有磷酸酶活性的抑制基因,編碼的蛋白具有脂質(zhì)磷酸及蛋白磷酸酶活性,通過(guò)負(fù)向調(diào)節(jié)磷酸肌酐3-激酶/絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶(PI3K/AKT)信號(hào)通路,進(jìn)而參與調(diào)節(jié)胃癌細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移、侵襲、凋亡及血管生成。Western Blotting檢測(cè)過(guò)表達(dá)miR-382-5p可調(diào)節(jié)PTEN蛋白及其下游蛋白PI3K、AKT、p-AKT表達(dá)水平,其中PTEN蛋白表達(dá)降低, PI3K、p-AKT蛋白表達(dá)增高,而PI3K/Akt通路抑制劑LY294002預(yù)處理能夠逆轉(zhuǎn)miR-382-5p誘導(dǎo)的細(xì)胞因子分泌變化,由此提示幽門(mén)螺桿菌誘導(dǎo)的胃癌SGC7901細(xì)胞源性外泌體miR-382-5p顯著上調(diào),上調(diào)的miR-382-5p可通過(guò)激活PTEN/PI3K/AKT信號(hào)通路促進(jìn)巨噬細(xì)胞向替代活化型巨噬細(xì)胞(M2型)極化, M2型巨噬細(xì)胞的抗原提呈能力及吞噬能力均較弱,因而M2型巨噬細(xì)胞在抑制幽門(mén)螺桿菌致病及腫瘤細(xì)胞免疫逃逸較弱。

miR-25是一個(gè)較常見(jiàn)的致癌基因, ZHOU J P等[26]發(fā)現(xiàn), miR-25通過(guò)與腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移相關(guān)的腫瘤保護(hù)因子參與了胃癌的發(fā)生,但當(dāng)miR-25的成熟區(qū) rs41274221發(fā)生單核苷酸多態(tài)性(SNP), 則會(huì)改變miR-25對(duì)胃癌的作用。此外AA基因型miR-25的上調(diào)可以減弱野生型miR-25引起的腫瘤細(xì)胞的增殖和侵襲,淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的胃癌癌組織的miR-25表達(dá)顯著升高[27], 提示miR-25可用于輔助診斷胃癌。而LI N等[28]研究認(rèn)為miR-25/KLF2軸是幽門(mén)螺桿菌的潛在靶標(biāo),幽門(mén)螺桿菌感染的胃黏膜細(xì)胞GES-1源性外分泌及胃癌患者外周血外泌體中miR-25表達(dá)顯著升高, miR-25可靶向Kruppel樣轉(zhuǎn)錄因子2(KLF2)調(diào)節(jié)NF-κB信號(hào)通路,導(dǎo)致IL-6、單核細(xì)胞趨化蛋白1(MCP-1)、血管細(xì)胞黏附分子1(VCAM-1)、細(xì)胞間黏附分子1(ICAM-1)表達(dá)增加,促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷,可見(jiàn),幽門(mén)螺桿菌誘導(dǎo)產(chǎn)生外泌體miR-25, 進(jìn)而調(diào)節(jié)miR-25/KLF2軸,介導(dǎo)免疫調(diào)節(jié),促進(jìn)胃癌發(fā)生發(fā)展。

miR-155與胰腺癌、肺癌等多種惡性腫瘤的發(fā)生相關(guān),可參與調(diào)控炎癥反應(yīng)、免疫應(yīng)答[29]。LI S Q等[30-31]研究顯示,miR-155在胃癌組織表達(dá)下調(diào), miR-155過(guò)表達(dá)抑制了胃癌細(xì)胞增殖并促進(jìn)了凋亡,而下調(diào)miR-155可促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖并降低了胃癌細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性,可見(jiàn)miR-155具有抗胃癌的作用。MyD88/NF-κB通路激活參與胃癌的病理過(guò)程, NF-κB及MyD88在胃癌組表達(dá)均明顯增高,兩者的表達(dá)與腫瘤≥3 cm, 中低分化、TNM Ⅳ分期及淋巴轉(zhuǎn)移等胃癌臨床病理特征相關(guān),并與癌胚抗原(CEA)、甲胎蛋白(AFP)和糖類(lèi)抗原(CA19-9)等血清腫瘤標(biāo)志物呈正相關(guān)[32]。WU J等[33]分析了miR-155在幽門(mén)螺桿菌感染導(dǎo)致的胃癌過(guò)程所發(fā)揮的可能作用進(jìn)行分析,證實(shí)了MyD88/NF-κB通路可促進(jìn)胃癌的發(fā)生發(fā)展,同時(shí)來(lái)源于幽門(mén)螺桿菌感染的巨噬細(xì)胞外泌體中miR-155明顯上調(diào),包含miR-155外泌體被巨噬細(xì)胞攝取內(nèi)化后可調(diào)節(jié)局勢(shì)細(xì)胞中多種促炎因子及炎癥相關(guān)蛋白表達(dá),如上調(diào)腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)、CD40、CD81及主要組織相容性復(fù)合體(MHC-1), 下調(diào)核因子κB(NF-κB)和髓樣分化因子(MyD88)。NF-κB/MyD88通路激活可促進(jìn)胃癌發(fā)生,提示外泌體miR-155可作為負(fù)調(diào)節(jié)劑微調(diào)幽門(mén)螺桿菌感染的炎癥反應(yīng),并通過(guò)炎癥反應(yīng)途徑調(diào)節(jié)感染巨噬細(xì)胞的免疫反應(yīng)。

3 幽門(mén)螺桿菌感染與胃癌非編碼RNA表達(dá)的關(guān)系及意義

lncRNA和miRNA在非編碼RNA在幽門(mén)螺桿菌感染導(dǎo)致的胃癌病變過(guò)程也扮演重要角色,其中LncRNA NEAT1與多種miRNAs結(jié)合參與幽門(mén)螺桿菌感染相關(guān)胃癌是近年來(lái)胃癌非編碼RNA表達(dá)的研究熱點(diǎn)。

AZADEH M等[34-35]研究顯示, LncRNA NEAT1在胃癌組織和細(xì)胞系中表達(dá)明顯上調(diào),在幽門(mén)螺桿菌感染的胃癌組織顯著上調(diào),過(guò)表達(dá)的LncRNA NEAT1促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖、遷移及血管生成,高表達(dá)的LncRNANEAT1與胃癌患者預(yù)后不良相關(guān)。LncRNA NEAT1可以直接結(jié)合和抑制miR-98-5p的表達(dá),解除其對(duì)EZH2的靶向抑制,激活Wnt信號(hào)途徑,促進(jìn)下游基因cyclin D1及c-myc的表達(dá),其中EZH2在表觀(guān)遺傳學(xué)上沉默或激活相關(guān)抑癌或癌基因,進(jìn)而參與胃癌發(fā)生發(fā)展并與耐藥相關(guān)[36]。XU Y W等[37]構(gòu)建LncRNA NEAT1沉默的胃癌AGS和MGC803細(xì)胞, LncRNA NEAT1可以競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-17-5p, 其直接靶向轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1Ⅱ型受體 (TGFβR2), 通過(guò)上調(diào)一系列經(jīng)典的促血管生成因子,如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF), 激活轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β/Smad同源物(TGFβ/Smad)通路, TGFβ/Smad信號(hào)通路是惡性腫瘤細(xì)胞發(fā)生發(fā)展的重要通路,通過(guò)促進(jìn)炎性反應(yīng)和纖維化,影響EMT過(guò)程,促進(jìn)腫瘤的侵襲與遷移,當(dāng)該通路被抑制時(shí),可有效逆轉(zhuǎn)惡性腫瘤的發(fā)生,由此可見(jiàn)LncRNA NEAT1/miR-17-5p/TGFβR2軸是胃癌血管生成的可能機(jī)制,破壞這一軸可能是胃癌治療的潛在策略。WU D C等[38]制備敲除LncRNA NEAT1胃癌細(xì)胞模型,胃癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移均受到抑制,凋亡率顯著提高, LncRNA NEAT1可負(fù)向調(diào)控miR-1294表達(dá), miR-1294抑制劑有助于逆轉(zhuǎn)si-LncRNA NEAT1誘導(dǎo)的胃癌細(xì)胞效應(yīng), LncRNA NEAT1通過(guò)miR-1294調(diào)節(jié)磷酸化蛋白激酶AKT1表達(dá),繼而緩解si-NEAT1誘導(dǎo)的效應(yīng),可見(jiàn)LncRNA NEAT1可通過(guò)miR-1294/AKT1軸調(diào)節(jié)磷脂酰肌醇3激酶/絲蘇氨酸蛋白激酶/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(PI3K/AKT/mTOR)信號(hào)通路,調(diào)節(jié)胃癌細(xì)胞的增殖、凋亡和轉(zhuǎn)移, PI3K/AKT/mTOR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是哺乳動(dòng)物腫瘤免疫中重要的信號(hào)通路,在包括胃癌等多種惡性腫瘤的演變過(guò)程中發(fā)揮重要的作用,以上報(bào)道均顯示LncRNA NEAT1在胃癌進(jìn)展和治療作為潛在的生物標(biāo)志物。

4 展 望

幽門(mén)螺桿菌感染對(duì)多種非編碼RNA具有調(diào)控作用,包括具有促癌作用的lncRNAs、miRNAs以及具有抑癌作用的lncRNAs、miRNAs, 發(fā)生變化的lncRNAs、miRNAs進(jìn)一步調(diào)控下游癌基因、炎癥基因、血管新生基因的表達(dá),進(jìn)而調(diào)控癌細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲、血管新生、炎癥反應(yīng)并導(dǎo)致胃癌的發(fā)生發(fā)展。但幽門(mén)螺桿菌感染導(dǎo)致胃癌發(fā)生發(fā)展中起關(guān)鍵作用的非編碼RNA仍不明確,今后仍需要更多的臨床研究及基礎(chǔ)研究并借助測(cè)序手段、芯片手段進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵的非編碼RNA, 進(jìn)而為深入認(rèn)識(shí)幽門(mén)螺桿菌相關(guān)性胃癌的發(fā)病機(jī)制及防治靶點(diǎn)提供依據(jù)。