競爭性內源RNA在膽管細胞癌發(fā)生發(fā)展中的作用

徐寶麟，成 雨，魏 勇

濱州醫(yī)學院煙臺附屬醫(yī)院 肝膽胰脾外科，山東 煙臺 264100

膽管細胞癌(cholangiocarcinoma，CCA)是發(fā)生于膽管上皮的惡性侵襲性腫瘤，包括肝內膽管細胞癌(intrahepatic cholangiocarcinoma，ICC)和肝外膽管細胞癌(extrahepatic cholangiocarcinoma，ECC)。CCA的惡性度高，預后差，對放療、化療不敏感，手術切除是膽管癌唯一有效的治療手段。但是由于膽道系統(tǒng)的解剖和生理特點，早期診治較困難，因此許多患者就診時已是晚期且失去了合適的手術時機，即使行根治手術，R0切除后5年生存率也僅約為30%[1]。目前對CCA的發(fā)病機制仍不清楚，因此深入研究CCA的發(fā)生機制，尋找一種新的生物標志物作為基因治療的潛在靶點，對于提高CCA的診治和預后效果意義重大。已知競爭性內源RNA(competing endogenous RNA，ceRNA)參與許多惡性腫瘤的發(fā)生[2-4]，如膽管癌、胃癌、肝癌、結直腸癌等。在膽管惡性腫瘤中，ceRNA可通過調控細胞周期進程、上皮-間質轉化、巨噬細胞極化、細胞代謝等影響腫瘤的發(fā)生、進展。

ceRNA是能夠競爭性結合miRNA的一類轉錄產物，已知的ceRNA包括:信使RNA(mRNA)、假基因轉錄物、長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)和環(huán)狀RNA(circularRNA，circRNA)等，其像海綿一樣吸附結合miRNA反應元件來調控miRNA的表達水平，這種機制就是“ceRNA”假說。

1 lncRNA與CCA的關系

1.1 lncRNA lncRNA是一種長度超過200 nt的非編碼RNA，其轉錄可使某些基因激活或沉默，從而調節(jié)細胞的生物學性狀并對癌癥的發(fā)展及預后發(fā)揮重要作用[5]。多數(shù)的lncRNA與下游的miRNA和靶向mRNA形成調控網絡發(fā)揮調節(jié)作用，例如lncRNA PVT/miR186/KLF5[6]、lncRNA PCAT6/miR236/RhoA/rock[7]、lncRNA NNT-AS1/miR485/BCL9[8]等。lncRNA不僅能促進CCA的生長，還與TNM分期、淋巴結轉移、組織分化程度、術后復發(fā)以及不良預后等有關。部分lncRNA還能夠影響CCA腫瘤大小、數(shù)目以及腫瘤細胞的增殖、遷移、侵襲等來調節(jié)CCA發(fā)生發(fā)展的過程。

1.2 lncRNA對CCA細胞周期的影響 癌細胞的細胞周期較短，凋亡速度較慢，因此其增殖速度往往比正常細胞更快。LncRNA恰好可以調節(jié)CCA細胞的細胞周期或者細胞凋亡速度來影響CCA的發(fā)生發(fā)展。抑制膽管癌組織中l(wèi)ncRNA ATB/miR-200c軸可以使腫瘤細胞加速凋亡或停滯在G0/G1期[9]。例外的是，除了形成調控網絡，部分lncRNA也可在膽管癌的發(fā)生發(fā)展中單獨發(fā)揮作用:若只消耗lncRNA ANRIL或lncRNA PVT1，細胞系中的G0/G1細胞數(shù)量明顯升高，S期與G2/M期細胞數(shù)量顯著降低[1,10]。沉默lncRNA UCA1可抑制癌細胞的G1/S轉換[11]，使G期細胞分裂停滯。這說明lncRNA能夠影響膽管癌細胞的細胞周期或抑制細胞凋亡來加速CCA細胞的增殖。

1.3 lncRNA調控巨噬細胞極化方向影響CCA的進展 巨噬細胞能夠向M1與M2極化，M1極化能夠分泌促炎細胞因子來清除腫瘤細胞，M2 極化能夠分泌抗炎細胞因子誘導腫瘤的發(fā)生，因此巨噬細胞的極化方向對腫瘤的發(fā)生至關重要。Tu等[7]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA PCAT6能夠調節(jié)巨噬細胞的免疫功能及分化，促進CCA的發(fā)生發(fā)展。抑制小鼠腫瘤中l(wèi)ncRNA PCAT6的表達后發(fā)現(xiàn)，產生啟動細胞凋亡分子的T淋巴細胞的百分比明顯升高，而能產生代表細胞增殖活性的核蛋白Ki-67+的細胞明顯受抑制，提示lncRNA PCAT6能夠抑制體內T淋巴細胞的促細胞凋亡作用，提高細胞的增殖活性，促進巨噬細胞的M2 極化來促進腫瘤的生長。此外，lncRNA PCAT6下游的miR-326在巨噬細胞的極化中也起到關鍵作用，lncRNA PCAT6競爭性結合miR-326，這種miRNA的缺失能夠激活RhoA/rock信號，使巨噬細胞的M2極化增強并誘導巨噬細胞分化[12]。由于這種變化發(fā)生在巨噬細胞，因此lncRNA除了促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展之外，還可能與腫瘤相關免疫反應有聯(lián)系。

1.4 lncRNA影響CCA的上皮-間質轉化(epithelial-mesenchymal transition，EMT) EMT是分化的上皮細胞失去其特征并向間充質細胞轉移的生物學過程，是惡性腫瘤發(fā)生的基礎。腫瘤細胞通過EMT使自身丟失某些上皮細胞的特性，代之以某些間質細胞的特性。lncRNA能夠影響CCA細胞的EMT過程促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展。如lncRNA NNT-AS1[13]、UCA1[11]、SPRY4-IT1[14]以及ZFAS1[15]等。lncRNA NNT-AS1競爭性結合miR-203后，代表間質表型的N-cadherin和波形蛋白表達升高，E-cadherin的表達水平降低[13]。最終使腫瘤細胞的侵襲與轉移能力增強，黏附能力下降，這種變化使腫瘤除了在原發(fā)部位繼續(xù)生長外，還能夠通過各種途徑轉移到全身其他部位。

1.5 lncRNA對膽管細胞癌間質的影響 在腫瘤生長過程中，腫瘤細胞的間質，如血漿、淋巴液、組織液、纖維組織等可以為腫瘤細胞提供營養(yǎng)、轉移代謝廢物、維持細胞之間的連接強度等來影響腫瘤的發(fā)生過程。lncRNA SNHG6能夠調控腫瘤間質的生成影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展[16]，lncRNA SNHG6作為競爭性內源RNA與miR-101-3p競爭性結合后能增加E2F轉錄因子8(E2F8)的表達，E2F8主要作用是胚胎發(fā)育和調節(jié)細胞功能，其表達水平升高能促進CCA細胞增殖遷移、加快組織及血管的生成并影響細胞的多倍體化[17]。這種變化可能使腫瘤細胞對機體內不利環(huán)境以及細胞凋亡的抵抗性增加，使腫瘤的生命周期延長，進而促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

1.6 lncRNA通過影響炎癥過程促進CCA的發(fā)生發(fā)展 炎癥是機體對抗炎性因子產生的一種防御性反應。炎癥，特別是慢性炎癥與癌癥有密不可分的關系。在CCA的炎癥因素中，除肝硬化、肝吸蟲感染、HBV、HCV感染以及膽管結石之外，最危險的因素之一是原發(fā)性硬化性膽管炎[18]，其作為慢性炎癥在CCA的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。有學者[19]通過對lncRNA H19和lncRNA HULC研究顯示，在長期或短期氧化應激影響以及急性或慢性炎癥條件下，H19與HULC的表達水平明顯提高。而在膽汁淤積的條件下，膽管細胞分泌的攜帶lncRNA H19的外泌體水平能顯著增加，使巨噬細胞的分化和炎細胞的遷移能力增強，從而促進肝臟炎癥過程。有研究[20]顯示，lncRNA H19與HULC能促進炎癥尤其是慢性炎癥來促進CCA的發(fā)生發(fā)展。在臨床檢驗方面，lncRNA在炎癥中發(fā)揮的獨特作用可能會替代炎性標志物(如PCT、CRP等)成為更加敏感且精確的指標。

1.7 lncRNA調節(jié)細胞代謝影響CCA的過程 細胞代謝過程的正常運轉是機體生長發(fā)育過程中必不可少的一環(huán)，其存在對于穩(wěn)定機體內環(huán)境、維持細胞正常的新陳代謝等具有重要意義。研究[7]發(fā)現(xiàn)，lncRNA PCAT6能夠影響CCA細胞的氧化反應來調節(jié)腫瘤細胞的代謝過程，其表達水平升高能夠增加巨噬細胞中活性氧(ROS)的產生，提高細胞攝氧量。其過表達還可以降低巨噬細胞中表達2種葡萄糖轉運蛋白Glut1與Glut3的mRNA水平，減少這2種蛋白的表達，使巨噬細胞減少對葡萄糖的攝取并抑制其糖代謝過程，進而減弱巨噬細胞對腫瘤細胞的清除作用，最終促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

2 circRNA與CCA的關系

2.1 circRNA circRNA 是一種有5′帽與3′尾的非編碼RNA，其共價閉合環(huán)形式能使其結構更穩(wěn)定。研究[21]證實，circRNA可以作為ceRNA來抑制miRNA的正常表達，調節(jié)蛋白質的功能從而發(fā)揮重要的生物學功能。與lncRNA較為相似，circRNA在多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展中同樣起到重要作用[22]。

2.2 circRNA影響細胞的生物學行為影響CCA的進程 circRNA可通過調節(jié)CCA細胞的增殖影響CCA的發(fā)生發(fā)展。circRNA CDR1as能夠吸附miR-641[23]，circRNA LAMP1可以吸附miR-556-5p與miR-567[24]等促進CCA細胞的增殖，circRNA 0000673、circRNA 0005230、circRNA 0021205、circRNA HIPK3等也可以通過與其下游的miRNA結合促進CCA細胞的生長、轉移、侵襲等惡性生物學行為[25-28]。

2.3 circRNA調節(jié)細胞代謝影響CCA的過程 細胞的代謝過程，如氨基酸代謝、脂質代謝、糖代謝等往往與癌癥的發(fā)生發(fā)展密切相關，部分circRNA便可以調節(jié)細胞代謝過程來影響CCA的發(fā)生發(fā)展。circRNA DNM3OS能夠影響CCA組織中的谷氨酰胺代謝過程[29]，癌細胞中的谷氨酰胺有維持增殖信號、延緩細胞衰老與死亡等作用[30]。circRNA DNM3OS能夠吸附miR-145-5p，促進谷氨酰胺代謝。膽管癌細胞可能通過這種機制使自身繁殖能力變強并延長自身的存活時間，從而促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

2.4 腫瘤相關巨噬細胞產生circRNA調節(jié)CCA的發(fā)展 巨噬細胞能夠向M1與M2極化，不同的極化方向對腫瘤有著不同的影響，M1極化抑制腫瘤，M2極化促進腫瘤。腫瘤相關M2 巨噬細胞能夠產生外泌體環(huán)狀RNA并將其遞送到膽管癌細胞微環(huán)境中，例如circ 0020256，這些circRNA能夠促進CCA細胞的增殖遷移與侵襲，促進CCA的進展[31]。

3 小結與展望

本文闡述了在CCA發(fā)生發(fā)展過程中起到重要作用的一種機制——ceRNA調控網絡。在正常生理條件下，ceRNA調控網絡能夠維持復雜細胞系之間的平衡，一旦干擾甚至打破這個網絡，ceRNA便會與miRNA發(fā)生競爭從而影響機體平衡。目前研究表明，ceRNA能夠影響CCA細胞的生物學行為、細胞代謝、炎癥過程、上皮-間質轉化過程等，從而影響CCA的發(fā)生發(fā)展。

但由于ceRNA的種類多且數(shù)目大，目前對ceRNA調控網絡的了解仍十分有限，但是這種理論為今后的研究指明了方向，有助于不斷認識和探索膽管癌的發(fā)病機理，為腫瘤的診治提供新的途徑。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻聲明：徐寶麟負責資料收集與分析，撰寫論文；魏勇、成雨負責擬定寫作思路，指導撰寫文章并最后定稿。