2021-11-08

lncRNA与肿瘤发生发展的关系

<返回

lncRNA是一类含有200以上核苷酸的非编码RNA大多数没有蛋白质编码潜能,部分lncRNA可编码功能性

 

肿瘤发生是一个复杂的生物学过程,其不仅涉及到遗传网络的突变,还伴随着表观基因组的改变,这些变化可引发细胞稳态的失衡,并最终导致细胞的异常生长。在恶性转化的过程中,细胞及其微环境必须获得有利于细胞恶性化生长的各种生物学特性。这些生物学特性包括且不限于:细胞增殖的维持、细胞生长抑制的逃避、细胞永生化的获得、血管生成的诱导、侵袭/转移的激活、能量代谢的重编程以及免疫监管的逃避等。LncRNA在这些生物学事件中均发挥了重要的调控作用。

image.png

1  lncRNA在肿瘤发生发展中的作用

来源:http://dx.doi.org/10.1016/j.ccell.2016.03.010

 

1. 大量lncRNA参与了表观基因组的调控,他们在肿瘤发生发展过程中起着重要的作用。LncRNA可能通过不同的机制发挥作用,包括染色质的表观遗传修饰及染色质重塑等。例如XISTPYCARD-ASLIT1H19HOTAIRANRILlncRNADNA修饰、组蛋白修饰或染色质重塑相关蛋白复合物偶联后,可以改变染色质凝聚的状态以及影响异染色质的形成,从而调节基因的转录

 

2. lncRNA可以在转录和转录后层面调节基因表达。VL30lncRNA可作为诱饵分子阻碍转录抑制因子PSF与原癌基因的启动子结合,从而开启原癌基因表达。还有些lncRNA通过充当增强子RNAeRNA)来促进癌基因表达。例如lncRNA-TRERN1可作为作为癌基因SNAI1的增强子,促进上皮-间质转化,使胃癌发生转移。

 

3. lncRNA可以在翻译及翻译后层面调节基因表达。在膀胱癌中,LINC00958可启动膀胱癌相关的蛋白质metadherin的翻译。lncRNA OCC1可以促进HuR蛋白的泛素化降解,从而抑制结直肠癌细胞生长。

 

4. lncRNA自身也受到严密调控,并作为促癌或抑癌因子参与肿瘤的发生发展。例如,IL-6能促进lncTCF7的表达,lncTCF7再以正向反馈的形式激活IL-6/STAT3相关信号通路,从而促进肝癌生长。

 

在肿瘤发生发展过程中,大量lncRNA均呈现出表达异常的特点;并且,某些lncRNA似乎具有肿瘤表达特异性。例如,PCA3PCGEM1PCAT-1均是肿瘤相关的lncRNA,由于具有较高的稳定性,它们可以在肿瘤患者的血浆和尿液中检测到,且它们的表达水平能够作为疾病严重程度的表征。因此,lncRNA有望用作肿瘤诊断的非侵入性生物标志物,也可作为潜在的治疗靶点用于肿瘤新型治疗药物的开发。目前,已有多篇论文对肿瘤相关的lncRNA进行了系统总结

 

对肿瘤相关lncRNA的细胞内丰度进行干预是潜在的肿瘤治疗手段,相关干预策略包括 (i) 通过特异性siRNAASOaptamer和核酶使 lncRNA 转录本降解; (ii) 通过改变 lncRNA 基因的启动子活性来调节lncRNA 转录(例如抑制与lncRNA基因启动子结合的转录因子); (iii) 开发小分子或多肽,通过结合特定的结合口袋来阻断 lncRNA 与蛋白质、DNARNA或其他互作复合物的结合; (iv) 设计aptamer破坏 lncRNA 的功能,这些aptamer可以选择在特定结构区域靶向 lncRNA阻断lncRNA与互作分子的结合。

image.png

2  基于lncRNA肿瘤治疗方法

来源:https://doi.org/10.1016/j.canlet.2018.01.053

 

现目前,lncRNA的临床应用尚面临诸多挑战,在后续的临床前开发及临床研究中还需逐一解决。

 

 

参考文献

1. Arunoday Bhan, Milad Soleimani, and Subhrangsu S. Mandal. Long Noncoding RNA and Cancer: A New Paradigm. Cancer Res; 77(15):3965-3981, 2017.

2. Li L, Miao H, Chang Y, Yao H, Zhao Y, Wu F, Song X. Seminars in Cancer Biology, Multidimensional crosstalk between RNA-binding proteins and noncoding RNAs in cancer biology. https://doi.org/10.1016/j.semcancer.2021.03.007

3. Adam M. Schmitt, and Howard Y. Chang. Long Noncoding RNAs in Cancer Pathways. Cancer Cell 29(4):452-463, 2016.

4. Lan Y, Xiao X, He Z, Luo Y, Wu C, Li L, Song X. Long noncoding RNA OCC-1 suppresses cell growth through destabilizing HuR protein in colorectal cancer. Nucleic Acids Research, 46(11): 5809–21, 2018.

5. Leandro Garcia, Erika Zambalde, Carolina Mathias, Jéssica Barazetti, Daniela Gradia and Jaqueline Oliveira. lncRNAs in Hallmarks of Cancer and Clinical Applications. DOI: http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.88903

6. Duc-Hiep Bach, Sang Kook Lee. Long noncoding RNAs in cancer cells. Cancer Letters10(419)152-166, 2018.

7. Chen D, Lu T, Tan J, Li H, Wang Q and Wei L. Long Non-coding RNAs as Communicators and Mediators Between the Tumor Microenvironment and Cancer Cells. Front. Oncol. 9(739). 2019


凌泰氪生物

成为全球领先的lncRNA创新药物公司
了解更多