非编码RNA对宫颈癌上皮间充质转化作用的研究进展
时间：2023-02-10 18:15:05 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
亓丁 李红梅 王硕琪 胡喜姣 韩布威 刘宁 郑瑞 刘丽
作者单位：150036 哈尔滨 1黑龙江中医药大学研究生院；
150000 哈尔滨 2黑龙江中医药大学附属第二医院妇二科；
150036 哈尔滨 3黑龙江中医药大学附属第一医院妇二科
宫颈癌（cervical cancer，CC）是全球女性第四大常见肿瘤，发病仅次于乳腺癌、结直肠癌和肺癌[1]。临床上发现，部分CC患者首检时肿瘤已发生局部浸润或远处转移[2]，耐药性及肿瘤远处转移也成为引发CC患者死亡的主要原因。因此，明确CC复发及转移的分子机制及有效路径，及时给予干预及阻断治疗，对提高患者生活质量及远期生存率具有重要意义。上皮间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）是正常上皮细胞在某些刺激条件下分化成为可移动间充质细胞的过程。既往研究显示，EMT是一种与肿瘤转移及复发具有高度相关性的细胞生物学过程，通常具有保守性[3-4]，但是受不同细胞类型、组织成分及信号通路的影响，EMT的激活表现出多样性。在正常生理状态下，EMT可对机体生长发育、伤口愈合和干细胞活动产生重要影响；
在病理状态下，EMT也会导致纤维化产生和癌症发展。近年来，EMT的变化特征及其内部作用机制渐趋明显，其中包含了多种分子相互调节机制，如非编码RNA轴、信号通路及非编码RNA联合信号通路轴等在转录、翻译和翻译后水平的相互串扰[4]等。目前，在肺癌[5]、乳腺癌[6]、结肠癌[7]、胆管癌[8]等多种恶性肿瘤中易发生EMT过程，其通常在上皮与间充质细胞之间，以动态形式存在，并表现出可双向转化的形态学特征[9]。伴随着上皮特征的消失，具有侵袭性和活动性的间充质细胞随之出现，并促进炎症产生、细胞增殖、肿瘤血管生成和癌细胞转移及侵袭，同时抑制肿瘤细胞凋亡[10]。近年来，有较多研究探索了CC发生EMT的分子机制及途径，本文将从非编码RNA概述、非编码RNA作为竞争性内源RNA（competing endogenouse RNA，ceRNA）及与编码基因和转录因子结合等方面对CC发生EMT过程进行综述，以期为CC的基础研究及阻断治疗提供新的思路。
非编码RNA约占人类基因组转录RNA的90%。根据非编码RNA含有的核苷酸长度不同，可将其分为长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）、微小 RNA（microRNA，miRNA）、环状 RNA（circular RNA，circRNA）三大类，lncRNA与circRNA可以通过与miRNA的竞争性结合或连接信号通路等方式，参与调控mRNA转录来调节下游基因的表达。miRNA可以与mRNA靶点内的互补序列结合，降解mRNA或抑制mRNA翻译为蛋白。非编码RNA通过竞争性结合及序列互补等方式对EMT过程产生潜在影响，这种特点为研究EMT的分子机制提供了可能性[11]。
2.1 LncRNA与宫颈癌EMT过程的相关性
LncRNA不具备编码蛋白质的潜力，其具体作用因定位不同而有所差异。LncRNA在细胞核中具有与染色质结合、转录调控和RNA编辑的功能，而其在细胞质中可以调节mRNA的稳定性或翻译水平，影响细胞信号级联。LncRNA主要通过与miRNA竞争性结合、调节mRNA表达水平及激活相关信号通路等方式影响EMT过程。如有研究[12]报道LINC00319主要存在于细胞核中，在CC细胞系及癌组织中表达升高，且其高表达水平促使EMT发生，并增强了肿瘤细胞迁移及侵袭能力；
miR-3127-5p通过与LINC00319结合，下调LINC00319的表达，进而下调蛋白质编码基因核糖核酸酶P的25 kDa蛋白亚基（RNaseP25，RPP25）表达，从而抑制CC细胞的EMT过程。转化生长因子-β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）利用多信号途径调控肿瘤发生、发展，并通过增强细胞增殖、迁移、EMT及侵袭等能力促进肿瘤进展。FENG等[13]报道lncRNA-CTS过表达可激活TGF-β1诱导的EMT过程，升高“EMT分子开关”锌指同源域转录因子ZEB2水平，而ZEB2过表达与患者预后不良有关，这种潜在机制为癌症转移的阻断治疗提供了新的见解。LncRNA CCAT2在多种肿瘤疾病中发挥作用，在CC组织中CCAT2呈过表达，而敲低CCAT2可升高上皮标志物E-钙黏蛋白（E-cadherin）的表达，降低间充质蛋白N-钙黏蛋白（N-cadherin）和波形蛋白（Vimentin）的表达，说明EMT过程受抑制，阻碍了CC细胞侵袭性表型的形成[14]。ZHANG 等[15]研究显示 lncRNA HOTAIR在CC细胞中表达升高且促进细胞迁移，上调miR-203可显著降低HOTAIR及ZEB1表达水平，抑制EMT过程及干细胞特性。在CC组织中，lncRNA ZEB1-AS1表达水平升高且与临床病理分期密切相关，而下调ZEB1-AS1表达水平可以阻断p38MAPK信号通路的激活，导致E-cadherin的表达水平升高，降低Vimentin和N-cadherin的表达水平，抑制CC细胞发生EMT 和迁 移[16]。此 外 ，LINC00665[17]、GHET1[18]、TUG1[19]等诸多lncRNAs高表达也被发现可促进CC细胞发生EMT。
LncRNA过表达对CC相关EMT过程具有促进作用，而部分lncRNA的低表达也能促进CC的EMT过程。如有研究报道，lncRNA NKILA在CC组织及细胞内低表达，其低表达水平可促进CC细胞增殖及侵袭；
而升高NKILA表达水平可以抑制NF-κB信号通路激活、IκB磷酸化和NF-κB p65核易位，抑制EMT过程，进而抑制CC细胞的迁移和侵袭[20]。LncRNA ILF3-AS1在CC组织中也呈低表达，且其表达水平与肿瘤分期呈负相关；
而ILF3-AS1可通过竞争性结合miR-454-3p，上调肿瘤抑制基因PTEN的表达，从而降低N-cadherin蛋白水平，上调E-cadherin蛋白表达水平，抑制了CC细胞EMT的产生，促进CC细胞凋亡[21]。LIU等[22]报道LINC00861低表达可激活PI3K/AKT/mTOR信号通路，增强癌细胞的增殖和侵袭能力；
而改变LINC00861的低表达状态能上调PTEN表达水平，有效抑制EMT的发展。ZHANG等[23]研究发现LINC00641通过降低miR-378a-3p的表达水平，上调肿瘤抑制基因细胞质多腺素化元素结合蛋白3（cytoplasmic polyadenylation element binding protein 3，CPEB3）表达水平，抑制EMT过程及CC进展。
综上所述，lncRNA表达水平稳态的改变，对EMT调节具有广泛性和多样性，主要通过调控表观遗传、转录水平、转录后调控以及与miRNA交互等方式调节EMT标志物的水平，对EMT过程及肿瘤转移产生影响。
2.2 CircRNA与宫颈癌EMT过程的相关性
随着二代测序及高通量测序技术的不断进步，circRNA对EMT影响的相关研究逐渐增多，circRNA作用机制的深入研究可能为明确CC的发病机制和完善相关临床治疗提供新的研究方向。
CircRNA来自RNA聚合酶Ⅱ转录的线性前体mRNA（pre-mRNAs），并且可以通过反向剪接产生，部分circRNA具有编码蛋白质的功能，可利用自身编码功能直接与其他RNA、目标蛋白质等竞争性结合miRNA以调节靶基因转录水平。低氧可以通过激活非特异性应激反应、血管生成以及细胞组织重塑等方式，使肿瘤细胞躲避免疫系统的监测，促进肿瘤的进展。如QIAN等[24]发现circ_HIPK3可通过结合miR-338-3p发挥凋亡抑制作用，同时升高缺氧诱导因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α）的表达，营造缺氧环境，形成促肿瘤生成环境，促使EMT产生。BAI等[25]报道，circSND1在CC组织中呈高表达，且其与miR-125a-3p结合，可激活TNF-α/NF-κB信号通路，抑制炎症反应及EMT过程。类似的，circ-AKT1高表达对CC肿瘤进展具有促进作用，且circ-AKT1可作为ceRNA与AKT1竞争性结合miR-942-5p，诱导AKT1的上游激活剂TGF-β产生，上调AKT1的表达水平，促进CC的EMT过程[26]；
circUBAP2在CC组织中表达升高，且其高表达水平与患者的存活率呈负相关，circ-UBAP2还能通过与SOX转录因子4（SRY-Box transcription factor 4，SOX4）竞争性结合miR-361-3p，上调SOX4的表达水平，进而抑制CC细胞增殖、迁移及EMT过程，促进细胞凋亡，抑制肿瘤进展[27]。在肿瘤血管生成方面，有研究显示circ_0003221在CC组织和细胞中异常增高；
降低circ_0003221表达可抑制CC细胞迁移、侵袭、EMT和血管生成，减缓体内肿瘤生 长 速度[28]。此外，ciRS-7[29]、circ_0019435[30]、circCDK6[31]、circ-MYBL2[32]、circRNF121[33]等 circRNA高表达均可通过相关路径促进EMT发生及CC进展。但是也有研究报道circRNA高表达可抑制CC的EMT过程。如circ_0087429在CC组织和细胞中低表达，其通过与骨糖素（osteogen，OGN）竞争性结合miR-5003-3p，升高OGN表达水平，抑制肿瘤的血管生成及EMT产生[34]。未来对circRNA研究的深入，将为CC的治疗提供更多新的靶点。
2.3 MiRNA与宫颈癌EMT过程的相关性
在人体组织及体液中存在着大量的miRNA，主要通过与mRNA的3"非翻译区域（3"untranslated regions，3"UTR）结合，影响基因转录后调控，进而调节目标基因的表达，对维持细胞稳态和诱发疾病具有重要作用。MiRNA作用广泛，除了与上述lncRNA、circRNA构成内源性RNA互作关系网外，还可直接与mRNA、蛋白等结合，充当肿瘤促进因子或肿瘤抑制因子，在CC细胞迁移、侵袭、血管生成和远处转移等各阶段均具有至关重要的作用。这些机制对肿瘤的个体化治疗和分子靶向疗法的创新研究具有重要意义[35]。
2.3.1 MiRNA与转录因子相结合 转录因子约占人类基因的8%，与多种细胞表型及疾病有关。转录因子作为多种细胞功能的调节器，具有调控细胞发育过程、调节免疫反应及促进细胞分化等作用，且主要通过与miRNA转录起始位点结合发挥对靶基因的调节作用[36]。近年来，越来越多的研究在CC中探索了miRNA与转录因子之间的作用机制。有研究报道miR-204-5p作为肿瘤抑制因子，在转录后降低下游靶标肿瘤启动相关转录因子活化蛋白-2α（transcription factor activator protein-2α，TFAP2A）表达，从而抑制CC细胞增殖、侵袭、迁移和EMT过程；
同时TFAP2A被发现可抑制miR-204-5p的表达，进而逆转miR-204-5p对E-cadherin表达的抑制作用，这种miRNA与转录因子的负反馈回路通过调控EMT影响CC细胞的增殖侵袭迁移能力[37]。ncRNA作为SOX转录因子的上游介质，例如miR-181a-2-3p通过激活SOX2，促进癌细胞干性的维持及EMT进展，这种miRNA与转录因子之间形成的调节路径与肿瘤疾病的发生关系密切[38]。LIU等[39]报道miR-215-3p过表达对肿瘤的增殖、侵袭具有抑制作用，升高下游靶点SOX9水平会削弱miR-215-3p在CC中的抗肿瘤活性，这种负向调节状态的失衡促进EMT过程并降低人体对化疗药物的敏感性。同样的，miR-9-5p表达水平的变化受细胞分型及HR-HPV感染类型影响，miR-9-5p可直接作用于下游转录因子TWIST1，促进EMT发生，维持鳞癌的恶性表型，而在腺癌中，这种调节作用能够抑制肿瘤生长及EMT的发生，体现出miRNA对肿瘤的多重干预作用[40]。
2.3.2 MiRNA与编码基因相结合 基因编码行为是指细胞在生命过程中，把储存在DNA序列中的遗传信息经过转录和翻译，转变成具有生物活性的蛋白质。编码基因为一段DNA序列，主要通过编码行为编码蛋白质，调控基因表达。MiRNA可以通过与编码基因部分序列结合，对下游蛋白质的表达进行调控，进而影响某些疾病的生物学过程。有研究报道，miR-1在肿瘤中表达水平明显降低；
miR-1通过碱基互补配对原则识别下游原癌编码基因c-met，抑制c-met转录及翻译，促进E-cadherin表达，抑制EMT及远处转移，对提高CC患者生存率具有重要作用[41]。黏蛋白4（mucin 4，MUC4）由MUC4编码基因编码，通过抑制MUC4的表达可以显著降低细胞侵袭能力，改变细胞间充质特性；
miR-211可以直接靶向作用于MUC4的3"UTR结合序列，降低其mRNA及蛋白质表达水平，抑制癌细胞EMT过程和侵袭能力[42]。上述研究提示miRNA可以通过与多种编码基因结合，影响下游分子的表达，对EMT产生干预作用。
2.3.3 MiRNA利用靶点与通路相连接 信号通路是分子与分子进行信息交换的路径，从而将指示信号逐步传递，最终产生一系列综合性应答机制，完成上游蛋白对下游蛋白的调节。信号通路的抑制与激活与疾病关系密切。有研究报道，抑癌基因miR-202-5p通过调节下游靶点PIK3CA，抑制PIK3CA表达，抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路激活，进而抑制CC的增殖、侵袭和EMT产生[43]。GU等[44]研究发现miR-1297在CC组织和细胞系中表达降低，且下降水平与临床病变严重程度呈负相关；
miR-1297通过抑制下游靶点星形胶质细胞升高基因-1（astrocyte elevated gene-1，AEG-1），介导Wnt/β-catenin信号通路发挥抑制EMT和抗肿瘤作用。MiR-1297的失调在肿瘤转移中发挥重要作用，有望成为新的潜在治疗靶点。MiR-183在Hela细胞中呈低表达状态，miR-183表达水平升高后，肿瘤细胞增殖活力受到抑制，并通过抑制JAK2/STAT3信号传导，抑制EMT产生及血管生成[45]。因此，miRNA通过下游靶点与信号通路连接，对EMT及肿瘤远处转移产生影响，为明确疾病影响因素及靶向治疗提供了新的研究方向。
2.3.4 MiRNA通过其他方式对EMT的影响 MiRNA可以通过与异构体等其他元素直接参与EMT过程。异构体与miR-944启动子结合能够促进正常角质细胞的转录。在CC细胞中，miR-944及异构体含量均显著减少，miR-944与异构体表达水平呈正相关，提高异构体含量，表达水平随之升高，进而诱导肿瘤细胞凋亡，增加裂解聚ADP-核糖聚合酶（poly ADP-ribose polymerase，PARP）的水平，有效抑制细胞迁移和EMT过程[46]。细胞骨架是由蛋白质丝及交联蛋白质组成的复杂网络，在细胞分裂等细胞过程中发挥重要作用。EMT从上皮细胞转化成细长纺锤形的间充质细胞需要经历细胞骨架的重塑。如WANG等[47]研究发现miR-429可以直接影响CC细胞骨架重组，影响细胞结构，对EMT过程及迁移能力产生抑制作用。MiR-124在CC细胞中表达下调，其可以通过影响细胞骨架结构，恢复细胞的稳定性，进而显著抑制CC癌细胞的增殖，直接抑制血管生成和EMT过程，降低肿瘤细胞的迁移能力[48]。
综上所述，非编码RNA的异常表达可以通过多种途径影响CC的EMT过程，如lncRNA HOTAIR、LINC00319、lncRNA NKILA、lncRNA-ZEB1-AS1、circ-SND1、circRNF121、miR-202-5p、miR-1297等可以通过ceRNA轴及MAPK、NF-κB、PI3K/Akt/mTOR、Wnt/β-catenin等经典信号通路对EMT相关标志物产生影响，进而影响EMT过程。非编码RNA与其他肿瘤EMT过程也存在相关性，因此恢复体内非编码RNA的动态平衡，对诊断和治疗包括CC在内的多种肿瘤疾病具有重要意义。然而，目前运用非编码RNA作为生物标志物诊断及治疗CC的研究有限，但在新兴技术的支持下，有望筛选出更多的非编码RNA相关新型诊断标志物、潜在治疗靶点及预后生物标志物，为开发创新性阻断药物，协同用药增强化疗药物敏感性及个体化治疗提供更多的可能性。
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