作者:苏守达,温琦涛,王涛,海南省人民医院口腔科
口腔鳞状细胞癌(oral squamous cell carcinoma,OSCC)是常见的口腔恶性肿瘤,OSCC患者容易引起咀嚼及吞咽功能障碍,导致患者的生活质量急剧下降。目前,OSCC的治疗方法是以手术切除病变为主,并辅以积极的放疗及化疗。然而,OSCC患者易产生化学耐药,导致颈部淋巴结或者远处器官转移。由OSCC的增殖、侵袭转移引起的重要器官功能丧失是肿瘤致人死亡的主要原因。
目前,OSCC的机制研究尚未十分清楚,尚无特异性的靶向治疗OSCC的药物。在人类基因组中,长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)指核苷酸片段大于200的一类非蛋白质编码转录物。LncRNA可作为基因表达的调控因子,通过染色质修饰、表观遗传修饰、转录和转录后加工等途径影响肿瘤细胞增殖、细胞周期,诱导血管生成、凋亡、转移及侵袭过程。本文对lncRNA在OSCC发生、发展中的重要作用及功能进行了综述。
1. LncRNA在OSCC中的表达谱分析
近年来,国内外学者的大量研究证实,长链非编码RNA的失调参与了OSCC的进展过程,许多学者通过对OSCC中的lncRNA的表达谱情况进行分析,结果显示,lncRNA在OSCC的发生、侵袭及转移中发挥着重要作用。
Duan等采用高通量lncRNA微阵列法分析5例OSCC组织及癌旁正常组织中lncRNA的表达谱,并利用肿瘤相关mRNA和lncRNA-mRNA共表达网络筛选与OSCC相关的关键lncRNA,结果显示,共鉴定出3 022个差异表达的lncRNA和4 364个差异表达的m RNA。其中,共有1 453个lncRNA表达上调,1 569个lncRNA表达下调。
当mRNA/lncRNA共表达时,分析发现与肿瘤相关有73个mRNA差异表达。两个基因符号的交集导致了9个与OSCC密切相关的lncrna,其中5个表达上调,6个表达下调。Li等通过研究分析了5对OSCC及邻近正常组织的lncRNA基因表达谱,共筛选出2 193个差异表达的lncRNA,其中,1 057个lncRNA呈现高表达,1 136个lncRNA表达下调。
此外,对差异表达的lncRNA进行
2. LncRNA在OSCC的增殖、侵袭转移
2.1 LncRNA促进OSCC增殖、侵袭和转移作用
2.1.1 关于OSCC的研究热点
UCA1从人膀胱移行细胞癌(transitional cell carcinoma,TCC)细胞系BLZ-211中获得,其cDNA全长为1 442 bp,包含3个外显子和2个内含子,其基因位于人类染色体19p13.12。UCA1在
MYO6被证实是miR-143-3p的靶标,lncRNA UCA1通过靶向miR-143-3p并上调其下游基因MYO6,从而促进OSCC细胞的发生、发展。Yang等研究显示,在舌鳞状细胞癌组织中,UCA1的表达显著上调,并与肿瘤TNM分期关系密切。敲低UCA1可抑制β-连环蛋白的表达,并逆转了Wnt/β-catenin信号通路的激活水平。
UCA1通过调节Wnt信号通路的几个下游靶基因(MMP9、TCF4和CCND1),进而影响Wnt/β-catenin信号通路在OSCC中的信号传导,促进OSCC的进展。Wu等研究显示,UCA1在OSCC中表达显著上调,揭示了OSCC-CSC衍生的外泌体UCA1通过靶向LAMC2介导的PI3K/AKT信号通路促进M2巨噬细胞极化,并抑制CD4+T细胞增殖和IFN-γ的产生,调节肿瘤微环境,促进OSCC细胞迁移和侵袭,增强致瘤性。这些研究可能为OSCC提供新的治疗靶点。
肺腺癌转移相关转录物1(metastasis associated lung adenocarcinoma transcript 1,MALAT1)。lncRNA MALAT1是定位于核斑点上的一种高度保守的lncRNA,位于人类染色体11q13.1上的基因间转录物,长约8.7 kb。研究显示,MALAT1在
Yu等发现,OSCC组织中MALAT1及MAGEA9呈现正相关关系且表达上调,miR-143-3p表达呈较低水平且与MALAT1表达呈负相关关系,MAGEA9是miR-143-3p靶基因。证实了MALAT1敲低可抑制MAGEA9蛋白的表达,从而抑制CAL-27细胞的增殖,促进细胞的凋亡。该研究揭示其机制是MALAT1作为一种竞争性内源性RNA(ceRNA)通过调节miR-143-3p/MAGEA9轴的表达增强OSCC细胞增殖和迁移能力。
Wang等证实,在OSCC中MALAT1呈现过表达,MALAT1敲低可通过调节p-糖蛋白(P-gp)表达、上皮间充质转化(EMT)过程和PI3K/AKT/mTOR信号通路的激活来恢复DDP耐药细胞的敏感性。提示MALAT1可能通过上调P-gp、N-cadherin,下调E-cadherin,导致PI3K/AKT/m-TOR信号通路异常,诱导EMT,增强OSCC细胞的增殖和侵袭能力,导致DDP耐药。
Liang等认为,lncRNA MALAT1在TSCC组织中表达上调,并与TSCC患者颈部淋巴结转移相关。MALAT1上调导致凋亡相关基因表达下调,并进一步激活Wnt/β-catenin信号通路,诱导EMT,增强细胞增殖、侵袭,抑制细胞凋亡。MALAT1有望成为OSCC的治疗靶点。
HOX转录反义基因间RNA(HOTAIR)是一类新的致癌长链非编码RNA,人类HOTAIR基因位于染色体12q13.13上的HOXC11和HOXC12基因之间。HOTAIR在结
当siRNA敲除HOTAIR后,OSCC细胞的增殖和侵袭能力明显减弱,凋亡明显增强,miR-26的表达水平明显升高。证实lncRNA HOTAIR通过靶向miR-126促进OSCC细胞的增殖和迁移。Tao等研究显示,HO-TAIR在OSCC组织和细胞中均高表达,其过表达与TNM分期和区域淋巴结转移呈正相关关系。siR-NA敲除HOTAIR可显著降低体外OSCC细胞的迁移、侵袭和EMT,并减少体内转移。其机制是HO-TAIR作为竞争性内源性RNA,敲低HOTAIR通过作用于HOTAIR-miR-326-MTA2轴,有效地提高miR-326的表达,从而调节转移相关基因2(MTA2)的上调,进而抑制OSCC细胞的增殖、迁移。
LncRNA H19是一种分子量为2.3 kb的lncRNA,属于H19/
Hong等研究表明,H19在OSCC组织中表达上调,并与TNM分期和淋巴结转移有关,也与OSCC患者存活时间缩短显著相关。当敲低H19时可显著抑制OSCC细胞的增殖、迁移、侵袭和EMT,并诱导细胞凋亡。此外还发现H19作为竞争性内源性RNA(ceRNA),其通过与zeste同源物2的癌基因增强子(EZH2)的联合作用进一步促进OSCC的进展,其机制是H19通过抑制miR-138和促进EZH2在OSCC中的表达而发挥癌基因的作用,从而促进OSCC细胞增殖和侵袭。
Kou等发现,与邻近正常组织相比,TSCC组织中H19的表达显著上调。同时还证明了H19在转移性肿瘤中的表达更加显著。其机制是H19作为一种ceRNA来海绵miRNA let-7a,导致let-7a靶标HMGA2的增加,该靶标是肿瘤转移的关键调节因子,在TSCC组织和细胞系中富集。当抑制let-7a时,可显著挽救了短发夹H19(shH19)诱导的TSCC迁移和侵袭的减少。说明H19/let-7a/HMGA2/EMT轴在TSCC的迁移和侵袭调控中起着重要作用,因此,lncRNA H19可能是OSCC的潜在治疗靶点。
2.1.2 LncRNA介导的ceRNA调控网络促进OSCC的增殖、侵袭和转移
国内、外许多研究报道,ceR-NA调控网络广泛参与肿瘤发生、发展及癌症治疗进展。LncRNA作为ceRNAs,如LHFPL3-AS1、DSCAM-AS1、SNHG16、LSINCT5、lncRNA FUT8-AS1与miRNAs发挥相互作用,通过抑制或降解mRNA靶点来下调基因表达,从而调控细胞增殖、细胞凋亡、侵袭及转移等病理过程。
LHFPL3-AS1是一个尚未被明确定义的lncRNA,最近有报道,LHFPL3-AS1可促进黑色素瘤的进展。Li等研究发现,LHFPL3-AS1在OSCC组织和细胞中呈现高表达,并与生存率相关,而miR-362-5p水平表达下调,LHFPL3-AS1表达上调可促进OSCC的进展。其机制是CHSY1是miR-362-5p的靶点,LHFPL3-AS1作为miR-362-5p的ceRNA。LHFPL3-AS1过表达可通过抑制miR-362-5p/CHSY1轴促进OSCC的增殖、迁移和侵袭。
DSCAM-AS1是一种长链非编码RNA,在
Wang等发现,在OSCC组织和细胞系中,lncRNA SNHG16和CCND1表达上调,miR-17-5p表达下调,在OSCC组织中,miR-17-5p与lncRNA SNHG16和CCND1 mRNA均呈负相关关系,而lncRNA SNHG16与CCND1 mRNA呈正相关关系。LncRNA SNHG16过表达可通过下调miR-17-5p可加速OSCC细胞的恶性表型,如细胞增殖、活力、迁移和EMT,加速OSCC的发展。
Wang等发现,lncRNA LSINCT5在OSCC中表达上调,LSIN-CT5可靶向miR-185-5p并负向调控,miR-185-5p是LSINCT5在调节OSCC细胞功能中致癌作用的关键下游基因。致癌基因ZNF703被证明是结合miR-185-5p的靶标,该实验证实了LSINCT5可通过miR-185-5p/ZNF703轴驱动OSCC的恶性进展。
也有报道称,lncRNA FUT8-AS1在OSCC组织和细胞中异常上调,FUT8-AS1通过在肉瘤中海绵化miR-944和招募融合体(FUS)增强转录因子4(TCF4)的表达,从而通过调节Wnt/β-catenin信号通路影响OSCC细胞的生物学行为。此外,TCF4被证实是FUT8-AS1的转录激活因子,并可能成为这一过程的重要介质。TCF4介导的FUT8-AS1可通过调节miR-944/FUS/TCF4加剧OSCC细胞的恶性行为,增强致瘤性。
2.1.3 长基因间RNA(linc RNA)促进TSCC的增殖、侵袭和转移
LINC00664、LINC00525和LINC01123是最近发现的linc RNA。Wang等研究发现,OSCC中LINC00664表达上调,其表达上调水平与OSCC进展及患者预后不良相关,如细胞增殖、病理分期及治愈率等相关,LINC00664敲低后,OSCC细胞增殖、迁移、侵袭的能力和EMT过程得到明显抑制。
同时,KLF9在转录水平上增强了LINC00664的表达。LINC00664通过海绵化miR-411-5p上调KLF9的表达。KLF9/LINC00664/miR-411-5p/KLF9的新分子机制在OSCC肿瘤发生和EMT中发挥致癌作用。Du等发现,LINC00525在OSCC细胞中表达上调,并与OSCC的生存和预后密切相关。LINC00525可通过增强EMT特性,发挥促瘤作用。
Qin等研究显示,LINC01123在OSCC肿瘤组织中呈现高表达水平,miR-34a-5p是LINC01123的靶点,其抑制剂可以逆转沉默的LINC01123对OSCC进展的影响。高表达的LINC01123通过海绵miR-34a-5p调节OSCC细胞的增殖、侵袭和迁移。LINC00664、LINC00525、和LINC01123可能成为未来OSCC靶向治疗的潜在靶点。
2.2 LncRNA在OSCC增殖、侵袭和转移过程中的抑制作用
MEG3、NKILA、PART1和SLC16A1-AS1在OSCC中表达下调,并抑制OSCC增殖、侵袭和迁移。母源性印记基因3(maternally expressed gene3,MEG3)是长度约为1 600个核苷酸的具有肿瘤抑制作用的非编码RNA,lncRNA MEG3在肝癌和
Tan等研究发现,lncRNA MEG3和miR-548d-3p在OSCC中的表达水平明显低于正常组织。当miR-548d-3p和MEG3的表达上调时,在体内可抑制肿瘤迁移,促进细胞凋亡。其机制研究显示,MEG3可通过海绵介导miR-548d-3p/细胞因子信号转导抑制因子3(suppressor of cytokine signaling 3,SOCS3)和细胞因子信号转导抑制因子6(SOCS3)/JAK-STAT通路抑制OSCC迁移并促进细胞凋亡。
NKILA是一种NF-κB相互作用的长链非编码RNA,已被证实与多种人类癌症发生、发展相关。Hu等发现,NKILA在OSCC组织和细胞中表达明显下调。在体外实验裸鼠异种移植瘤中NKILA过表达细胞p-IκBα和核p65蛋白水平明显降低,而IκBα和胞浆-p65蛋白水平升高;NKILA过表达的肿瘤细胞增殖、侵袭、迁移、肿瘤体积和重量均明显受到抑制,该机制研究表明,下调的NKILA可通过抑制NF-κB信号通路抑制OSCC细胞的增殖、侵袭和迁移。Huang等发现NKILA在TSCC癌组织中表达下调。并与肿瘤转移及患者预后不良有显著相关性,其机制研究表明NKILA可通过TNF-α信号通过激活NF-κB,诱导EMT过程,从而促进细胞转移和侵袭。
最近,Du等发现,lncRNA PART1在OSCC组织和细胞中表达下调,并与患者的良好预后呈正相关关系,而miR-17-5p表达显著上调。其机制研究显示lncRNA PART1过表达抑制STAT3的磷酸化,从而介导miR-17-5p/SOCS6轴抑制OSCC的侵袭、迁移。Li等证实SLC16A1-AS1表达下调可能通过抑制miR-5088-5p的成熟来抑制OSCC细胞增殖。这些研究为MEG3、NKILA、PART1和SLC16A1-AS1作为潜在靶点早日应用于临床肿瘤治疗提供新的理论依据。
3. OSCC的lncRNA与化学药物耐药性的相关性
化疗药物如
Li等在研究中发现,HOXA11-AS在OSCC细胞中呈现过表达水平,HOXA11-AS过表达可通过靶向激活miR-518a-3p/PDK1轴,增高OSCC干细胞相关基因水平及诱导EMT加速形成,进而促进OS-CC干细胞的干性,从而降低OSCC细胞的放射敏感性。Chen等研究发现,叉头盒D1(FOXD1)在OS-CC中表达上调,并预测预后不良。在体内外,FOXD1的异位表达促进了OSCC的EMT和化疗耐药,而FOXD1的沉默则抑制了OSCC的耐药。
其机制研究表明,FOXD1结合长链非编码RNA细胞骨架调节RNA(CYTOR)的启动子并激活其转录,然后CYTOR作为竞争性内源性RNA抑制miR-1252-5p和miR-3148,从而上调脂肪瘤首选伴侣(LPP)的表达,进而促进EMT,促进化疗药物耐药性,CY-TOR/LPP轴被证明是FOXD1诱导口腔鳞状细胞癌EMT和化疗耐药的关键。
Yuan等的研究表明,GAS5在耐药的OSCC细胞和组织中低水平表达。过表达GAS5恢复了CAL27/DDP细胞对DDP的敏感性,下调了OSCC组织中miR-196a的表达,转染外源性miR-196a减轻了GAS5对DDP敏感性的影响。其机制显示,下调的GAS5通过海绵化靶向上调miR-196a增强了DDP耐药OSCC的药物敏感性。
MALAT1被报道在癌症化疗耐药中起着关键的调节作用。Wang等发现,lncRNA MALAT1在耐DDP的OSCC细胞中的表达明显上调。同时,MALAT1上调N-cadherin,下调E-cadherin,从而促进EMT过程。其耐药机制研究显示,MALAT1的上调通过激活PI3K/AKT/mTOR信号通路和上调P-gp诱导OSCC细胞EMT,增强其侵袭性和化疗药物耐药性。另有报道称,lncRNA HOTAIR,已被证明参与OSCC的耐药。这些研究把lncRNA作为一个独立的影响因子,在OSCC化学药物治疗敏感性中起着重要作用,表明通过抑制部分lncRNA的表达水平,可减弱化疗耐药,提高OSCC治疗效果。
4.讨论
近年来,对lncRNA在OSCC中表达水平的研究逐渐完善,众多研究证明,lncRNA可直接或间接地参与OSCC的增殖、侵袭及转移,OSCC可发生于舌部、颊部和牙龈等。然而,在口腔鳞状细胞癌中尚有大量的lncRNA作用机制仍有待研究,具体的下游分子和信号通路仍需深入研究,需要更多更有效的临床前研究,以更科学的方式解决临床问题。
口腔黏膜下纤维化是一种以上皮萎缩、黏膜固有层胶原堆积和微血管改变为主的慢性疾病。本病具有一定的恶性潜能,属于口腔潜在恶性疾病(OPMD)。Zhou等筛选了从正常口腔黏膜(NOM)-OSF-OSCC恶性进展过程中的687个差异表达的lncRNA表达谱,其中lncRNA上调231个,lncRNA下调456个,表明lncRNA在OSF恶变转化过程中发挥了重要作用。
目前,发现8个与OSF发病相关的lncRNA,包括H19、LINC00084、HIF1A-AS1、LINC00312、LINC00974、HOTTIP、GAS5-AS1和ADAMTS9-AS2。Yu等发现,lncRNA XIST在OSF组织和纤维化颊黏膜成纤维细胞(fBMFs)中表达上调。XIST的促纤维化特性是通过下调let-7i和上调HMGA1介导,激活肌成纤维细胞活性,进而促进OSF进展。Chen等报道,LINC02147从正常口腔黏膜到OSF到OSCC依次下调,同时,LINC02147低表达作为一个独立的预后因素,预示着OSCC预后不良。
LINC02147的低表达可能通过促进hBMFs的增殖和分化促进了OSF的恶性进展。此外,Zhou等发现,与OSF和正常黏膜组织相比,lncRNA ADAMTS9-AS2在OSCC组织中下调。其机制为,ADAMTS9-AS2过表达激活了OS-CC细胞中的PI3K-AKT信号通路和促进EMT,进而加速OSCC的进展。
综上所述,lncRNA在OSCC中的作用分为两大类,一类lncRNA在OSCC中起促进作用,主要促进肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移,包括UCA1、MA-CAT1、HOTAIR、H19、LHFPL3-AS1、DSCAM-AS1、SNHG16、LSINCT5、lncRNA FUT8-AS1;另一类lncRNA包括MEG3、NKILA、PART1和SLC16A1-AS1,主要起抑制OSCC的增殖、侵袭和转移的作用。HOXA11-AS、FOXD1、CAS5和MALAT1等相关lncRNA在OSCC中的表达存在明显差异,并通过多种信号通路及下游分子增强肿瘤细胞的侵袭性和化疗药物耐药性。
LncRNA可通过Wnt/β-catenin信号通路、PI3K/Akt/mTOR信号通路、MAPK/miR-675-5P/PFKFB3/信号通路、NF-κB信号通路调控OSCC细胞的增殖、侵袭和迁移。一些lncRNA也可作为ceRNAs,与miRNAs发挥相互作用,调节下游基因表达,利用ceRNA调控网络调控细胞增殖、细胞凋亡、侵袭及转移等生理过程。
大量的研究成果证明,lncRNA可通过多种途径影响OSCC进展,但目前对于这方面的研究尚处于初级阶段,其具体机制尚需要更多的研究证明,鉴于lncRNA在OSCC中的差异表达,通过识别OSCC的相关lncRNA相关治疗靶点,为临床治疗OSCC提供新的理论依据。
来源:苏守达,温琦涛,王涛.长链非编码RNA在口腔鳞状细胞癌增殖、侵袭中的研究进展[J].广西医科大学学报,2024,41(01):142-149.
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