異質(zhì)核糖核蛋白C生理功能、在腫瘤發(fā)生發(fā)展及治療中的作用研究進展

談元郡，張百紅，馬瀾婧，岳紅云

1 甘肅中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，蘭州 730000；2 中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第九四〇醫(yī)院腫瘤科；3 中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第九四〇醫(yī)院眼科

異質(zhì)核糖核蛋白（HNRNPs）是一類RNA 結(jié)合蛋白，HNRNP 家族成員根據(jù)34～120 kDa 不同的分子量，按字母順序從HNRNPA 到HNRNPU 命名。異質(zhì)核糖核蛋白C（HNRNPC）定位于細胞核，其編碼基因位于14 號染色體長臂1 區(qū)2 帶，是最早被發(fā)現(xiàn)參與RNA 剪接的HNRNPs。HNRNPs 通常包含四種RNA 結(jié)合域，即RNA 識別基序、類RNA 識別基序、富含甘氨酸的RGG 盒、KH 結(jié)構(gòu)域，在RNA 結(jié)構(gòu)域旁邊含有輔助結(jié)構(gòu)［1］。HNRNPC 僅包含一個RNA結(jié)構(gòu)域，其單體通過位于HNRNPC 輔助域中的亮氨酸拉鏈基序介導(dǎo)的聚寡能力發(fā)揮協(xié)同作用［2］。HNRNPC 通過參與mRNA 前體（pre-mRNA）可變剪接、pre-mRNA 選擇性多聚腺苷酸化、N6-甲基腺苷（m6A）修飾過程調(diào)節(jié)RNA 代謝，并促進腫瘤進展，誘導(dǎo)腫瘤細胞化療耐藥、增加腫瘤細胞輻射抗性，且可能是臨床腫瘤治療的潛在靶點?，F(xiàn)就HNRNPC 的生理功能及在腫瘤發(fā)生發(fā)展、治療中的作用研究進展情況綜述如下。

1 HNRNPC的生理功能

HNRNPs 作為一類RNA 結(jié)合蛋白參與RNA 代謝的多個方面，因其家族成員結(jié)構(gòu)域組成不同，在RNA 代謝中發(fā)揮不同作用。HNRNPC 在真核細胞的細胞核中與新生轉(zhuǎn)錄本結(jié)合，通過不同作用機制調(diào)節(jié)基因的成熟和表達。

1.1 調(diào)節(jié)pre-mRNA 可變剪接 真核細胞轉(zhuǎn)錄形成的pre-mRNA 去除內(nèi)含子，使外顯子按照一定的順序重新拼接在一起形成成熟mRNA 的過程稱剪接，不同外顯子組合產(chǎn)生不同成熟mRNA 的過程稱為可變剪接（AS），也稱選擇性剪接［3］。HNRNPC 通過抑制特定的3'剪接位點來調(diào)節(jié)AS 事件。KONIG等［4］證實，在3'剪接位點，HNRNPC主要在前30個核苷酸內(nèi)交聯(lián)，這些核苷酸通常與聚尿苷序列（U-束）重合。XING 等［5］也發(fā)現(xiàn)，HNRNPC 與Tau pre-mRNA的內(nèi)含子中U-束結(jié)合，并利用位于Tau pre-mRNA內(nèi)含子9 和10 中的U-束基序促進外顯子包合，敲低HNRNPC 誘導(dǎo)Tau 外顯子10 跳躍，過表達HNRNPC促進Tau 外顯子包合。異常AS 事件產(chǎn)生特殊的剪接亞型，影響細胞功能，例如HNRNPC 影響HIPPO通路效應(yīng)蛋白Yes 相關(guān)蛋白1pre-mRNA 的AS 事件，從而調(diào)節(jié)心血管細胞外基質(zhì)重塑，細胞外基質(zhì)重塑為心力衰竭的特征性病變［6］。

1.2 調(diào)節(jié)pre-mRNA 選擇性多聚腺苷酸化 選擇性多聚腺苷酸化（APA）是真核生物重要的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控方式，通過選擇不同的Poly（A）位點，增加了細胞中mRNA亞型，影響mRNA的穩(wěn)定性、翻譯效率和蛋白的細胞定位等過程。HNRNPC 與Poly（A）位點附近的富含U（尿苷）的區(qū)域結(jié)合，調(diào)節(jié)APA，且調(diào)節(jié)效能隨著結(jié)合位點與Poly（A）的距離而降低［7］。FISCHL 等［8］發(fā)現(xiàn)HNRNPC 調(diào)節(jié)亞甲基四氫葉酸脫氫酶1 樣蛋白（MTHFD1L）pre-mRNA 的APA 事件，提高MTHFD1L 水平，加速細胞中四氫葉酸途徑，提供利于細胞增殖的代謝環(huán)境。

1.3 參與m6A 甲基化修飾 m6A 修飾最早于二十世紀七十年代在真核生物信使RNA［9］和病毒核RNA［10］中被發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)已被證實是真核生物體內(nèi)最豐富的內(nèi)部轉(zhuǎn)錄修飾，影響mRNA 的穩(wěn)定性、定位、轉(zhuǎn)運和翻譯。m6A 甲基化修飾是一個動態(tài)可逆的過程，mRNA 在m6A 甲基轉(zhuǎn)移酶（稱為“寫入器”）作用下發(fā)生腺苷酸第六位N 原子的甲基化，由m6A 結(jié)合蛋白（稱為“讀取器”）識別，甲基化腺苷也可在去甲基化酶（稱為“橡皮擦”）作用下還原，恢復(fù)為腺苷，HNRNPC 作為“讀取器”選擇性識別并結(jié)合甲基化的mRNA，調(diào)控轉(zhuǎn)錄后基因表達。RNA 結(jié)合蛋白通過結(jié)合單鏈RNA 結(jié)合基序（RBM）控制細胞生物學(xué)過程，有時RBM 埋藏在局部RNA 結(jié)構(gòu)中，抑制RNA-蛋白質(zhì)相互作用。LIU 等［11］發(fā)現(xiàn)，m6A 修飾改變了mRNA 和LncRNA 中的局部結(jié)構(gòu)，促進HNRN?PC 結(jié)合，調(diào)節(jié)RNA-HNRNPC 相互作用，從而影響細胞核中的基因表達和成熟，這種m6A 控制RBM 的RNA 結(jié)構(gòu)依賴性和可及性，影響RNA-蛋白質(zhì)相互作用以進行生物調(diào)節(jié)的機制被稱為“m6A開關(guān)”。

2 HNRNPC在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用

HNRNPC 在許多惡性腫瘤中呈高表達狀態(tài)，包括口腔鱗狀細胞癌（OSCC）［12］、前列腺癌（PRAD）［13］、乳腺癌（BRCA）［14］、胰腺癌（PAAD）［15］、非小細胞肺癌（NSCLC）［16］、膠質(zhì)母細胞瘤（GBM）［17］、腎透明細胞癌（RCC）［18］、肝細胞癌（HCC）［19］等。PRAD 中，HNRNPC 表達水平與T 分期、N 分期、PSA 水平和較差的生存預(yù)后呈正相關(guān)，與腫瘤微環(huán)境中抗腫瘤免疫細胞，如NK細胞、效應(yīng)記憶T細胞、漿樣樹突狀細胞的浸潤水平呈顯著負相關(guān)［13］。HNRNPC 與HCC的多種惡性特征顯著相關(guān)，包括腫瘤直徑、微血管浸潤、腫瘤分化程度和TNM 分期等［19］。NSCLC 中，HNRNPC 水平高的患者預(yù)后較差，HNRNPC 表達水平與腫瘤侵襲和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，是NSCLC 的不良預(yù)后生物標記物［20-21］。此外，HNRNPC 作為促癌因子在腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。

2.1 促進腫瘤細胞增殖 WU 等［22］用siRNA 敲低BRCA 中HNRNPC 的表達發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性dsRNA 升高，并觸發(fā)視黃酸誘導(dǎo)基因I（RIS-I）介導(dǎo)的Ⅰ型干擾素反應(yīng)（內(nèi)源性dsRNA 是干擾素反應(yīng)的主要激活劑），降低了BRCA 細胞系MCF7 和T47D 細胞的增殖速率。LV 等［23］發(fā)現(xiàn)，BRCA 組織中環(huán)狀RNAcirc?BACH2 作為hsa-miR-944 海綿，通過MAPK 信號通路刺激HNRNPC 表達，circBACH2/hsa-miR-944/HNRNPC 軸相互作用網(wǎng)絡(luò)促進BRCA 癌細胞增殖。此外，HNRNPC 過表達激活I(lǐng)FNα-JAK-STAT1 信號通路促進NSCLC 癌細胞在體內(nèi)外的增殖［24］，HNRN?PC敲低減弱了NSCLC癌細胞的克隆源性，抑制癌細胞增殖［20］。結(jié)直腸癌（CRC）中，環(huán)狀RNAcric-0022340 募集HNRNPC 穩(wěn)定EBF1 mRNA，從而激活SYT7 和miR-382-5p/ELK1 軸，促進CRC 細胞增殖［25］。

2.2 促進腫瘤細胞轉(zhuǎn)移 上皮—間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）是指上皮細胞通過特定程序轉(zhuǎn)化為具有間質(zhì)表型細胞的生物學(xué)過程，該過程中上皮細胞頂端極性喪失、細胞黏附性降低，EMT 賦予腫瘤細胞轉(zhuǎn)移特性，增強侵襲，并在遠處器官定植。XIANG 等［26］認為，HNRNPC 與長鏈非編碼RNA（LncRNA）DDX11反義RNA1相互作用促進GBM 的EMT過程，促進癌細胞侵襲轉(zhuǎn)移。HUANG 等［12］發(fā)現(xiàn)，HNRNPC過表達增強OSCC 中N-鈣黏蛋白、MMP9、Vimentin，抑制E-鈣黏蛋白觸發(fā)EMT 過程，促進OSCC 進展。ZHU 等［27］發(fā)現(xiàn)，在OSCC 中LncRNA CYTOR 抑制HNRNPC 泛素化降解，增加HNRNPC 表達，導(dǎo)致HNRNPC 和ZEB1 mRNA 之間的相互作用增強，CY?TOR-HNRNPC-ZEB1軸調(diào)節(jié)腫瘤轉(zhuǎn)移過程中的能量代謝。此外，HNRNPC 與LncRNA 瓢蟲同源盒2 反義RNA1（LBX2-AS1）、EMT 相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子鋅指E 盒結(jié)合同源盒1（ZEB1）和鋅指E 盒結(jié)合同源盒2（ZEB2）相互作用促進食管鱗狀細胞癌的EMT進程，促進癌細胞遷移［28］。

盤狀結(jié)構(gòu)域受體2（DDDR2）屬于受體酪氨酸激酶家族，與HCC 轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，HNRNPC與LncRNA CEBPA-DT 結(jié)合誘導(dǎo)HNRNPC 與DDDR2 mRNA 之間相互作用，減少DDDR2 mRNA降解，通過DDR2/β-連環(huán)蛋白軸促進肝癌細胞轉(zhuǎn)移［29］。HNRNPC 下調(diào)通過降低缺氧誘導(dǎo)因子1α 亞基表達水平，減少肝癌細胞肺轉(zhuǎn)移，延長總生存時間［19］。此外，HNRNPC 與GBM 中miR-21 直接結(jié)合，促進miR-21表達，進而抑制miRNA下游靶標程序性細胞死亡因子4，促進腫瘤細胞侵襲和轉(zhuǎn)移［17］；與TATA 盒結(jié)合蛋白相關(guān)因子TAF8 pre-mRNA 的m6A位點結(jié)合刺激TAF8 的外顯子跳躍，導(dǎo)致促轉(zhuǎn)移亞型TAF8S 上調(diào)，促進PAAD 癌細胞在體內(nèi)外的轉(zhuǎn)移［15］；與含IQ 基序GTP 酶激活蛋白3 直接作用，激活EMT，誘導(dǎo)PAAD 癌細胞侵襲［30］；上調(diào)環(huán)狀RNA XRCC5 的表達，促進胃癌細胞轉(zhuǎn)移［31］。HNRNPC 還可通過下調(diào)MAP 激酶相互作用絲/蘇氨酸激酶2pre-mRNA的可變剪接促進胃癌腹膜轉(zhuǎn)移［32］。

3 HNRNPC在腫瘤治療中的作用

獲得性耐藥和輻射抗性是腫瘤治療療效受限的主要原因，探究其發(fā)生機制，使耐藥和放療抵抗腫瘤細胞重新致敏是目前迫切需要解決的問題。HNRNPC 誘導(dǎo)了腫瘤細胞獲得性耐藥，以及輻射抗性的發(fā)生。

3.1 誘導(dǎo)腫瘤細胞耐藥 研究［33］發(fā)現(xiàn)，自噬缺陷細胞對靶向治療更敏感，自噬發(fā)生時，腫瘤蛋白p53誘導(dǎo)核蛋白2（TP53INP2）攜帶脫乙?；奈⒐芟嚓P(guān)蛋白1 輕鏈3 出核，參與自噬體的形成。HNRNPC 通過可變剪接在轉(zhuǎn)錄后抑制TP53INP2 表達，LncRNA IGFL2-AS1 在RCC 細胞核內(nèi)與HNRNPC 共定位，通過與HNRNPC 競爭性結(jié)合增強TP53INP2 表達，上調(diào)TP53INP2 增加自噬，最終導(dǎo)致舒尼替尼耐藥［34］。IGFL2-AS1通過與HNRNPC 結(jié)合封裝到細胞外囊泡（EVs），通過EVs 將舒尼替尼耐藥性傳遞給敏感RCC 細胞。GBM 中沉默HNRNPC 可以通過降低miR-21 水平降低細胞增殖，增強依托泊苷誘導(dǎo)的細胞凋亡［17］。HUANG 等［35］也發(fā)現(xiàn)，胃癌細胞中過表達HNRNPC 促進化療耐藥，敲除HNRNPC 逆轉(zhuǎn)了腫瘤細胞化療耐藥性。

3.2 誘導(dǎo)腫瘤細胞輻射抗性 放射治療主要通過促進腫瘤細胞DNA 雙鏈斷裂來發(fā)揮其抗癌作用，DNA 雙鏈斷裂修復(fù)的失調(diào)誘導(dǎo)腫瘤細胞輻射抗性［36］。早有研究［37］表明，HNRNPC 促進暴露于電離輻射后細胞的同源重組或非同源末端重新連接修復(fù)途徑在調(diào)節(jié)雙鏈斷裂修復(fù)中發(fā)揮重要作用。CHEN等［38］發(fā)現(xiàn)，HNRNPC 與LncRNA00662 相互作用穩(wěn)定腺苷酸激酶4 mRNA 的表達，增強了OSCC 輻射抗性。XIA 等［39］發(fā)現(xiàn)，暴露于不同劑量照射時，過表達HNRNPC 的BxPC-1 和PanC-4 細胞（人胰腺癌細胞）集落形成率明顯高于HNRNPC 沉默細胞，HNRNPC過表達通過RhoA/ROCK2-YAP/TAZ 信號通路增強PAAD 細胞輻射抗性，敲低HNRNPC 增加放療敏感性。

總之，HNRNPC 通過參與pre-mRNA 可變剪接、pre-mRNA 選擇性多聚腺苷酸化、m6A 修飾過程調(diào)控RNA 代謝，且可促進腫瘤細胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移，并誘導(dǎo)腫瘤細胞耐藥、增強腫瘤細胞輻射抗性。靶向HNRNPC 可作為臨床腫瘤治療的新策略，同時靶向HNRNPC 也可應(yīng)用于腫瘤聯(lián)合治療模式中。在腫瘤細胞發(fā)生獲得性耐藥時聯(lián)合使用HNRNPC 抑制劑逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥，使腫瘤細胞重新致敏，提高藥物療效，延長患者生存期。HNRNPC 抑制劑也可作為放射治療輔助用藥，增加腫瘤細胞輻射敏感性，為腫瘤臨床治愈提供更多的可能性。