長鏈非編碼RNA DANCR 在部分腫瘤性疾病中作用的研究進展

邱冠臻，王勇，2?

（1.沈陽醫(yī)學(xué)院附屬中心醫(yī)院骨外四科，遼寧沈陽 110024；2.中心實驗室）

腫瘤性疾病已經(jīng)成為威脅人類健康并導(dǎo)致死亡的首要病因［1］。盡管腫瘤的診斷和治療已經(jīng)取得了巨大的進步，但不同腫瘤不同分期的患者的差異較大。總體來說，大部分腫瘤患者的預(yù)后仍然很難令人滿意［2］。腫瘤是一類與基因突變、表觀遺傳學(xué)改變、染色質(zhì)易位、缺失和擴增等密切相關(guān)的疾病［3］。導(dǎo)致腫瘤預(yù)后不佳的一個主要原因是大部分腫瘤缺少真正有效的可作為治療靶點或預(yù)測預(yù)后的標志物。因此，對于醫(yī)學(xué)科研工作者和臨床醫(yī)生來說，尋找與腫瘤發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)的標志物或者分子靶標仍是需要迫切解決的問題。

約75%的人類基因組可以轉(zhuǎn)錄為RNA，其中只有約不到2%的RNA 可被翻譯為蛋白質(zhì)［4］。非編碼RNA （non－coding RNAs，ncRNAs） 在人類轉(zhuǎn)錄組中占據(jù)了大部分比例，而在非編碼RNA 家族中，長鏈非編碼RNA （long non－coding RNAs，lncRNAs） 是家族中占比最高的成員。相比微小RNA （microRNAs，miRNAs），lncRNAs 的長度均超過200 個堿基對［5］。lncRNAs 是一類不具有蛋白質(zhì)編碼能力的轉(zhuǎn)錄本，對于lncRNAs 的研究已經(jīng)持續(xù)了數(shù)十年并取得了非常大的進展。由于lncRNAs在基因組中的數(shù)量龐大且缺少預(yù)測其功能的良好方法，因此，目前針對lncRNAs 的研究仍有大量的工作要進行。作為lncRNAs 中的一個典范，分化拮抗非編碼RNA （differentiation antagonizing non－protein coding RNA，DANCR） 在近年來的研究中受到了越來越多的關(guān)注。DANCR 主要定位于4 號染色體，含有855 個堿基。早期的研究報道表明DANCR 為一種分化抑制因子，主要參與成骨細胞和前體細胞分化的調(diào)控［6－7］。近來的研究表明，作為一個典型的腫瘤原性的lncRNA，DANCR 在多個腫瘤性疾病中均扮演了重要的調(diào)控者角色。由于其在多種腫瘤中展現(xiàn)的價值，越來越多的研究者認為DANCR 可作為一個較有希望的腫瘤靶點［8］。本研究對DANCR 在部分腫瘤中的功能特征以及作用機制作以簡要總結(jié)。

1 DANCR 在腫瘤中的不同作用

作為一個較為經(jīng)典的lncRNA，DANCR 在包括食管癌、乳腺癌、肺癌、肝癌、結(jié)直腸癌、骨肉瘤、卵巢癌等在內(nèi)的多種腫瘤中表達增高［9－15］。作為一種轉(zhuǎn)錄后調(diào)控因子，DANCR 可通過調(diào)控其下游靶基因的表達或活性，廣泛參與調(diào)節(jié)腫瘤的多種生物學(xué)行為，比如細胞增殖、細胞凋亡、細胞活性、細胞遷移、腫瘤血管生成等。

1.1 DANCR 與腫瘤增殖 腫瘤細胞最主要的一個基本特征就是具有持續(xù)的增殖能力［16］。腫瘤細胞無限制的增殖和凋亡的減少是導(dǎo)致腫瘤持續(xù)生長和遠處轉(zhuǎn)移的重要原因［17］。有研究發(fā)現(xiàn)，在肝細胞癌中下調(diào)DANCR 的表達可明顯提高細胞凋亡的產(chǎn)生并導(dǎo)致細胞周期阻滯于G1 期［18］。DANCR能夠通過限制細胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子p21 （cell－cycle inhibitor p21，CDKN1A） 的轉(zhuǎn)錄水平，從而調(diào)控細胞的G1／S 期轉(zhuǎn)換并促進淋巴瘤細胞的增殖［19］。我們的前期研究同樣證實，DANCR可通過不同的微小RNA 作用元件 （microRNA response elements，MREs） 吸附miR－335－5p 及miR－577 并參與調(diào)控骨肉瘤及結(jié)直腸癌的增殖［13－14］。

1.2 DANCR 與腫瘤凋亡 1972 年，Kerr 第一次將細胞的獨特形態(tài)的死亡定義為凋亡。細胞的程序性死亡過程即凋亡在多種病理學(xué)過程中均發(fā)揮了重要的作用。凋亡的調(diào)控是極為嚴格的。細胞死亡的異常調(diào)控，無論是過多或者過少，都會導(dǎo)致多種疾病的發(fā)生［20］。DANCR 在不同的腫瘤中可通過不同的機制參與凋亡的發(fā)生。Yang 等［21］研究發(fā)現(xiàn)，DANCR 在膠質(zhì)瘤中表達增高，下調(diào)其表達可促進膠質(zhì)瘤細胞系U87 和LN229 細胞凋亡，細胞凋亡標志物Bax 表達增加而Bcl－2 表達降低。Jin 等［22］的一項腎細胞癌研究發(fā)現(xiàn)DANCR 在腎細胞癌中表達降低。通過流式細胞儀檢測發(fā)現(xiàn)，在腎細胞癌細胞系786－O 中過表達DANCR 后，細胞凋亡的發(fā)生率明顯升高（41.03%與11.58%），即DANCR 可促進凋亡的發(fā)生。

1.3 DANCR 與腫瘤遷移和侵襲 腫瘤的遷移和侵襲是指惡性腫瘤細胞從其原始位置滲入到周圍組織的過程。這一過程包括腫瘤細胞黏附力的降低、細胞周圍基質(zhì)的降解和細胞遷移這三個主要過程。DANCR 可通過多種方式參與到這一過程。有研究發(fā)現(xiàn)，DANCR 可通過與NF90／NF45 復(fù)合體發(fā)生相互作用而提升缺氧誘導(dǎo)因子1α （hypoxia inducible factor－1α，HIF－1α） mRNA 的穩(wěn)定性，并促進鼻咽癌細胞的遷移和侵襲轉(zhuǎn)移［23］。在另一項研究中，Liang 等［24］研究發(fā)現(xiàn)，DANCR 可通過上調(diào)卷曲螺旋結(jié)合蛋白激酶1 （Rho－associated coiled－coil containing protein kinase 1，ROCK1） 的方式參與調(diào)控上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial－mesenchymal transition，EMT） 的進展，從而促進宮頸癌的侵襲轉(zhuǎn)移。我們的研究同樣證實DANCR 可分別通過調(diào)控ROCK1 和熱休克蛋白27 （heat shock protein 27，HSP27） 的方式促進骨肉瘤和結(jié)直腸癌的侵襲轉(zhuǎn)移［13－14］。

1.4 DANCR 與腫瘤血管生成 腫瘤組織與正常組織一樣需要血管提供足夠的營養(yǎng)和氧氣，以滿足代謝需要，清除廢物，并存活下來。腫瘤組織將從現(xiàn)有血管中長出新的血管以滿足在腫瘤生長過程中的這些需要［25］。DANCR 可增加血管內(nèi)皮生長因子A （VEGF－A） 的表達，調(diào)解血管通透性以及內(nèi)皮細胞的增殖和運動，并且促進卵巢癌新生血管的形成［26］。DANCR 是ZNF750 下游的一個關(guān)鍵靶點，以競爭性內(nèi)源性RNA （ceRNA） 的方式調(diào)節(jié)FOXC2 的表達，ZNF750 功能喪失時可通過DANCR／miR－4707－3p／FOXC2 軸顯著促進腫瘤血管生成［27］。Wang 等［28］研究表明，DANCR 還可以通過靶向miR－216a／LGR5 軸和PI3K／AKT 信號通路調(diào)節(jié)膠質(zhì)瘤的血管生成。

1.5 DANCR 與腫瘤耐藥 腫瘤細胞先天或后天的化療耐藥是腫瘤治療的主要問題。耐藥是一個復(fù)雜的現(xiàn)象，已知的參與耐藥過程的基因數(shù)量和信號通路間的相互作用正在迅速增加［29］。研究表明，DANCR／miR－34a－5p 軸通過靶向JAG1 促進前列腺癌細胞對多西他賽（DTX） 耐藥性，為改善前列腺癌的治療提供新的思路［30］。DANCR 過度表達還可以加速胃癌細胞生長并且防止癌細胞凋亡，從而促進胃癌多藥耐藥性的發(fā)展［31］。DANCR還能通過激活PI3K／Akt 信號傳導(dǎo)通路降低膠質(zhì)瘤細胞對順鉑的敏感性，以及介導(dǎo)NF－κB 蛋白向耐藥基因聚集以增強其轉(zhuǎn)錄［32］。

2 DANCR 在腫瘤中的作用機制

lncRNAs 的作用機制較為復(fù)雜，常見的作用機制包括調(diào)節(jié)基因和基因組活性，調(diào)節(jié)組蛋白修飾，調(diào)節(jié)DNA 甲基化，調(diào)節(jié)染色質(zhì)重構(gòu)，與轉(zhuǎn)錄因子相互作用，通過增強子環(huán)來調(diào)節(jié)基因結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄水平和細胞周期調(diào)控等［33］。

2.1 DANCR 可以作為ceRNA 調(diào)控靶基因的功能DANCR 可競爭性結(jié)合腫瘤抑制性miRNA 從而恢復(fù)靶腫瘤mRNA 的功能［34］。miR－216a－5p 是常見的腫瘤抑制性miRNA 和DANCR 的下游靶點。在肺癌中，DANCR 通過吸附miR－216a－5p 誘導(dǎo)細胞增殖和集落形成［35］。在乳腺癌中，DANCR 以miR－216a－5p 為靶點促進細胞增殖［12］。在膠質(zhì)瘤中，DANCR 可恢復(fù)miRNA 介導(dǎo)的富含亮氨酸重復(fù)系列G 蛋白偶聯(lián)受體5 （LGR5）、PI3K、AKT和p－AKT 表達降低從而促進細胞增殖、遷移、侵襲和血管生成并且抑制細胞凋亡［36］。在結(jié)直腸癌細胞中，DANER 與熱休克蛋白27 （HSP27）mRNA競爭性結(jié)合miR－577 結(jié)合位點，高度表達的DANCR 減弱了miR－577 對HSP27 的降解從而促進細胞增殖和轉(zhuǎn)移［13］。在膀胱癌細胞中，DANCR可以與膀胱癌細胞細胞質(zhì)中的miRNA－149結(jié)合，正向調(diào)節(jié)RNA 結(jié)合蛋白2 （MSI2） 的表達，增高的MSI2 蛋白增強了致癌信號通路中重要成分的轉(zhuǎn)錄和翻譯，如NUMB／Notch、PTEN／mTPR、TGF－β／SMAD3、MYC 和cMET［37］。還可以引導(dǎo)富含亮氨酸的五肽重復(fù)序列（LRPPRC） 穩(wěn)定mRNA，從而提高細胞周期蛋白D1 和PLAU 的表達水平，激活白細胞介素11 （IL－11）－信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活劑（STAT3） 信號，從而促進膀胱癌細胞的增殖和侵襲［38］。

2.2 DANCR 可以與蛋白質(zhì)相互結(jié)合 DANCR 可以結(jié)合蛋白質(zhì)并引導(dǎo)它們調(diào)節(jié)RNA 的表達或穩(wěn)定性，或促進蛋白質(zhì)的整合和隨后的修飾［39］。EZH2是DANCR 常見的靶蛋白，DANCR 可以與Zeste 基因增強子同源物2 （EZH2） 結(jié)合，引導(dǎo)其沉默特定基因從而調(diào)節(jié)細胞。在人類胎兒成骨細胞中首次發(fā)現(xiàn)EZH2－DANCR 相互作用，其中l(wèi)ncRNA－蛋白質(zhì)復(fù)合物抑制了Runt 相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2 （RUNX2）的表達并使成骨細胞分化［7］。在非小細胞肺癌細胞中，EZH2－DANCR 通過抑制p21 的表達促進細胞增殖、遷移和侵襲［9］。在鼻咽癌中，DANCR 能夠特異性的與STAT3 發(fā)生相互作用并激活STAT3，從而促進JAK1 與STAT3 的結(jié)合并提升整個IL－6／JAK1／STAT3 信號通路的活動，并促進鼻咽癌細胞增殖及侵襲轉(zhuǎn)移［40］。在前列腺癌細胞中，DANCR可通過抑制基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制物的表達來增強細胞的侵襲性［41］。

3 小結(jié)

多項研究表明，多數(shù)腫瘤的重要細胞機制和功能如腫瘤的生成、種植、侵襲、轉(zhuǎn)移、增殖、凋亡以及疾病的進展和預(yù)后等均與DANCR 相關(guān)。它也可以作為ceRNA，吸附miRNA 并調(diào)節(jié)基因表達，從而在癌癥的進展中起關(guān)鍵性作用。DANCR在癌癥研究中的地位越來越重要，然而目前對DANCR 的研究有限，仍需要更多的研究來了解DANCR 在血清生物樣本中的詳細機制和功能。此外，由于DANCR 的失調(diào)與腫瘤的嚴重臨床病理特征如總生存率低和腫瘤晚期之間的關(guān)系，可能成為腫瘤患者診斷和預(yù)后的潛在生物標志物。