lncRNA是一類含有200個以上核苷酸的非編碼RNA,大多數沒有蛋白質編碼潛能,部分lncRNA可編碼功能性小肽。
腫瘤發生是一個復雜的生物學過程,其不僅涉及到遺傳網絡的突變,還伴隨著表觀基因組的改變,這些變化可引發細胞穩態的失衡,并最終導致細胞的異常生長。在惡性轉化的過程中,細胞及其微環境必須獲得有利于細胞惡性化生長的各種生物學特性。這些生物學特性包括且不限于:細胞增殖的維持、細胞生長抑制的逃避、細胞永生化的獲得、血管生成的誘導、侵襲/轉移的激活、能量代謝的重編程以及免疫監管的逃避等。LncRNA在這些生物學事件中均發揮了重要的調控作用。

圖1 lncRNA在腫瘤發生發展中的作用
來源:http://dx.doi.org/10.1016/j.ccell.2016.03.010
1. 大量lncRNA參與了表觀基因組的調控,他們在腫瘤發生發展過程中起著重要的作用。LncRNA可能通過不同的機制發揮作用,包括染色質的表觀遺傳修飾及染色質重塑等。例如XIST、PYCARD-AS、LIT1、H19、HOTAIR和ANRIL等lncRNA,與DNA修飾、組蛋白修飾或染色質重塑相關蛋白復合物偶聯后,可以改變染色質凝聚的狀態以及影響異染色質的形成,從而調節基因的轉錄。
2. lncRNA可以在轉錄和轉錄后層面調節基因表達。VL30等lncRNA可作為誘餌分子阻礙轉錄抑制因子PSF與原癌基因的啟動子結合,從而開啟原癌基因表達。還有些lncRNA通過充當增強子RNA(eRNA)來促進癌基因表達。例如lncRNA-TRERN1可作為作為癌基因SNAI1的增強子,促進上皮-間質轉化,使胃癌發生轉移。
3. lncRNA可以在翻譯及翻譯后層面調節基因表達。在膀胱癌中,LINC00958可啟動膀胱癌相關的蛋白質metadherin的翻譯。lncRNA OCC1可以促進HuR蛋白的泛素化降解,從而抑制結直腸癌細胞生長。
4. lncRNA自身也受到嚴密調控,并作為促癌或抑癌因子參與腫瘤的發生發展。例如,IL-6能促進lncTCF7的表達,lncTCF7再以正向反饋的形式激活IL-6/STAT3相關信號通路,從而促進肝癌生長。
在腫瘤發生發展過程中,大量lncRNA均呈現出表達異常的特點;并且,某些lncRNA似乎具有腫瘤表達特異性。例如,PCA3、PCGEM1和PCAT-1均是腫瘤相關的lncRNA,由于具有較高的穩定性,它們可以在腫瘤患者的血漿和尿液中檢測到,且它們的表達水平能夠作為疾病嚴重程度的表征。因此,lncRNA有望用作腫瘤診斷的非侵入性生物標志物,也可作為潛在的治療靶點用于腫瘤新型治療藥物的開發。目前,已有多篇論文對腫瘤相關的lncRNA進行了系統總結。
對腫瘤相關lncRNA的細胞內豐度進行干預是潛在的腫瘤治療手段,相關干預策略包括: (i) 通過特異性siRNA、ASO、aptamer和核酶使 lncRNA 轉錄本降解; (ii) 通過改變 lncRNA 基因的啟動子活性來調節lncRNA 轉錄(例如抑制與lncRNA基因啟動子結合的轉錄因子); (iii) 開發小分子或多肽,通過結合特定的結合口袋來阻斷 lncRNA 與蛋白質、DNA、RNA或其他互作復合物的結合; (iv) 設計aptamer破壞 lncRNA 的功能,這些aptamer可以選擇在特定結構區域靶向 lncRNA,阻斷lncRNA與互作分子的結合。

圖2 基于lncRNA的腫瘤治療方法
來源:https://doi.org/10.1016/j.canlet.2018.01.053
現目前,lncRNA的臨床應用尚面臨諸多挑戰,在后續的臨床前開發及臨床研究中還需逐一解決。
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