2023-10-19 06:30

长链非编码rna作为宫颈癌的关键调控因子和新靶点:现状和未来展望

摘要

宫颈癌是妇女癌症相关死亡的主要原因之一。尽管有了疫苗、改进了筛查程序和放化疗,但在23个国家,子宫颈癌仍然是最常诊断的癌症,在36个国家,子宫颈癌是癌症死亡的主要原因。因此,有必要提出新的诊断和治疗靶点。长链非编码rna (lncRNAs)在基因组调控中发挥着重要作用,在多种发育和疾病途径中发挥着重要作用。在癌症患者中经常观察到lncrna的失调,它们被证明影响多种细胞过程,包括细胞周期、细胞凋亡、血管生成和侵袭。许多lncrna被发现参与宫颈癌的发病和进展,并显示出追踪转移事件的潜力。本文综述了lncRNA介导的宫颈癌发生调控,并强调了lncRNA作为宫颈癌诊断和预后生物标志物以及治疗靶点的潜力。此外,它还讨论了lncrna在宫颈癌中的临床意义所面临的挑战。

介绍

宫颈癌是世界范围内主要与子宫颈相关的女性主要恶性肿瘤之一。它是最常见的女性生殖癌症,也是女性死亡的第四大常见原因。这种恶性肿瘤造成的死亡率增加,主要是由于妇女的诊断延误和未得到治疗。来自GLOBOCAN数据库的数据反映了宫颈癌发病率及其死亡率估计的增加。2020年,Covid-19引发的卫生紧急情况导致关键医疗设施长期关闭,导致筛查项目暂停,基本医疗设施的可及性减少。Covid危机的最终结果体现在全球范围内宫颈癌患者的晚期诊断和诱发死亡。同年,根据全球癌症模式bbb,报告了宫颈癌604 127例新病例(占所有部位癌发病率的3.1%)和341 831例死亡(占所有部位癌死亡率的3.4%)。在所有区域中,撒哈拉以南非洲迄今的发病率和死亡率最高。发病率的差异在于各国的发展指数及其贫困率,它们共同占全球水平死亡率差异的50%。造成这种差异的不仅是国际差异,而且发展指数高的国家内部也存在这种差异。虽然这种恶性肿瘤在很大程度上可以通过使用一级和二级预防措施来预防,包括人乳头瘤病毒(HPV)疫苗接种和定期筛查,但社会禁忌及其执行不力使得这些措施不足。80%以上的高收入国家实施了人乳头瘤病毒疫苗接种规划,而由于资源有限,低收入和中等收入国家的这一比例不到30%。就筛查而言,在低收入和中等收入国家,只有45%的女性接受过宫颈癌筛查,而在高收入国家,这一比例超过60%。

技术的进步促进了宫颈癌的诊断和治疗领域,但仍存在严重的副作用和有限的诊断和治疗策略的有效性[6,7]。HPV-DNA检测和细胞学检测已被引入用于有效的筛查,但其低特异性限制了其准确诊断的应用。早期肿瘤的治疗包括手术切除、放疗和局部晚期肿瘤联合顺铂辅助化疗和放疗。这些宫颈癌的治疗方案并非没有副作用。大多数患者放疗后出现膀胱刺激、腹泻及小肠、泌尿生殖道和阴道相关并发症。据报道,同时进行的放化疗有血液学和胃肠道毒性[10]。其他被评估为宫颈癌治疗潜力的药物包括紫杉醇、贝伐单抗、卡铂、拓扑替康和吉西他滨。其中,紫杉醇/卡铂和顺铂/紫杉醇是治疗宫颈癌患者的有效组合。然而,即使采用这些联合治疗策略,出现化疗耐药的患者预后不良,总生存期降低。除此之外,HPV感染不能通过传统疗法治愈。在其他危险因素的辅助下,其在靶部位的持续存在导致肿瘤复发。为了及时诊断和有效治疗,需要找到更有效的方法。因此,确定新的候选治疗方法是至关重要的,这可能会在确定分子靶点[9]的帮助下实现。关于这一点,最近探索的一些分子靶点在试验中提供了有效的结果,但还没有准备好服务。到目前为止,还没有研制出治疗宫颈癌的特异性靶向药物。表皮生长因子受体(EGFR)拮抗剂、多靶点酪氨酸激酶抑制剂、抗血管生成药物和HPV靶向治疗是目前被广泛探索的几种有前途的研究途径。在这个方向上,长链非编码rna已经显示出作为生物标志物和治疗靶点的巨大潜力[11,12]。

lncRNA的生物学发生与功能

人类细胞过程通常归因于蛋白质的功能,但令人惊讶的是,只有2%的人类基因组实际上编码蛋白质。更有趣的是,70%的基因组是转录的,这意味着大多数转录本,即非编码RNA,不编码任何蛋白质。非编码rna (ncRNAs)是负责所有细胞过程顺利运作的关键调控分子。其中,长链非编码rna (long non-coding rna, lncRNAs)由长度大于200bp的ncRNAs组成(图1)。lncRNAs曾经被认为是无用的,现在被认为是基因组活动bb0的优秀调节剂。lncrna可以根据其基因组起源(外显子、内含子、基因间或启动子区)和转录方向(正义、反义和双向)进行分类。它们在特定生理条件下的生物合成及其作用机制在文献中仍未得到充分描述。lncrna因其在基因组印迹、谱系确定、分子信号、核糖核蛋白的向导、捕获调控蛋白的诱饵和募集生动效应分子的支架等方面的作用而被广泛研究。

图1
figure 1

不同种类的非编码rna的示意图

要了解lncrna在正常发育过程和恶性条件下的功能作用,对其分别进行表征、定位和注释至关重要。有明确的研究结果表明,具有顺式和反式调节功能的lncrna是细胞过程的关键调节剂和致癌的关键影响因素。它们在染色质、转录、转录后和表观遗传水平上改变基因表达的巨大能力使它们与基因组中的其他调控元件区别开来。lncrna可能的分子机制包括它们在肿瘤发生过程中与mrna、mirna、蛋白质的相互作用以及复杂网络的形成。lncrna的转录后修饰是通过lncrna与mrna或蛋白质的直接结合来进行的。lncrna也被证明作为ceRNA(竞争内源性RNA),通过使用MRE (microRNA应答元件)并作为miRNA海绵抑制其mRNA靶标[15](图2)。

图2
figure 2

lncRNA的生物发生和功能机制的说明性概述:(a)不同的lncRNA在RNA聚合酶的作用下从DNA的不同区域转录,并根据其转录的区域命名。(b)在细胞核中,它们调节遗传和表观遗传现象,如染色质重塑、DNA甲基化、转录活性(包括其激活)、转录因子的募集和mRNA剪接。它们还通过调节mRNA和蛋白质的稳定性、线粒体代谢以及作为ceRNA到miRNA的作用来调节细胞质中的转录后事件。

在过去的十年中,许多在基因组调控中起重要作用的lncrna已经被鉴定和记录。lncRNAs的表达受转录因子和表观基因组因子的调控,其异常表达与不同身体器官的癌症有显著相关性。lncRNAs的表达与癌症的所有主要特征似乎也有直接的相关性。lncRNA HOTAIR (HOX反义基因间RNA)在包括乳腺癌、肺癌、胰腺癌、结肠癌、胆囊等不同器官的癌症等多种疾病中经常被发现失调。它通过与LSD1(赖氨酸特异性去甲基酶1)和PRC2 (Polycomb抑制复合体2)等表观遗传调控因子相互作用,在染色质调控中发挥关键作用。此外,它可以通过与乳腺癌中BRCA1(乳腺癌基因1)等蛋白质的竞争性结合来破坏蛋白质-蛋白质结合。也有报道称其在胆囊癌细胞[16]中作为miR-130a的ceRNA。lncRNA UCA1(尿路上皮癌相关1)通过与肿瘤抑制mirna结合促进肿瘤生长,指导多种遗传和表观遗传变化,并激活不同的信号机制[17]。另一个致癌lncRNA LUCAT1 (Lung cancer related transcript 1)首次在吸烟者肺癌中被发现。此后,人们还发现,在乳腺癌、肝癌、卵巢癌、肾癌和甲状腺癌等其他部位的癌症中,它也不受控制。HOXA- as2 (HOXA簇反义RNA 2)是一种与癌症相关的新型lncRNA,通过直接或间接途径参与多种生物过程和不同的调控机制[19]。另一个lncRNA小核仁RNA宿主基因12 (SNHG12)在骨肉瘤、胶质瘤、乳腺癌和胃癌中也有致癌作用。它通过mirna的海绵作用来调节下游靶标[20]。越来越多的证据表明,在肿瘤发生过程中经常观察到许多lncrna的失调。lncRNA因单核苷酸多态性、拷贝数改变、染色体畸变以及DNA甲基化等表观遗传改变而发生的遗传变化可直接导致肿瘤的发生和发展。除了遗传和表观遗传现象外,转录因子、肿瘤抑制因子和致癌信号、缺氧样因子的募集等机制也可以调节肿瘤特异性lncRNAs[21]的表达。

参与子宫颈发病机制的lncrna

在宫颈癌患者样本中经常发现一些lncrna不受调控。表1列出了在宫颈癌发病机制中有重要作用的lncrna及其分子机制。许多这些lncrna是肿瘤发生的关键原因之一,因此是治疗的优秀分子靶点。lncrna还显示出追踪转移事件、评估疾病预后和复发以及指导个性化治疗的潜力。lncRNAs的异常表达模式在宫颈癌中非常明显,并且通常与FIGO (International Federation of Gynecology and Obstetrics)分期、肿瘤大小和患者生存相关。在一项关于宫颈癌的研究中,使用微阵列技术检测到大约22,000个异常表达的lncrna,其中约11,500个在宫颈癌bb0中上调,约10,500个下调。大量的细胞lncrna及其广泛的调控功能使其在宫颈癌中发挥重要作用。本节讨论lncrna在宫颈癌中的现状。

表1参与宫颈癌发病机制的lncrna

lncrna作为临床应用靶点

在诊断和预后中的作用

lncrna表现出高度的组织特异性表达,这使它们成为疾病病理生物标志物的绝佳选择。它们已经被提出作为不同部位癌症的潜在诊断和预后生物标志物,包括乳腺癌、肺癌、肝癌、前列腺癌、宫颈癌和胰腺癌[126,127,128,129,130]。LncRNAs PCA3(前列腺癌基因3)和MALAT-1(转移相关肺腺癌转录物1)显示出在临床实践中作为前列腺癌诊断生物标志物的潜力[131,132]。有趣的是,在体液中也发现了具有诊断潜力的lncrna,并具有令人满意的稳定性,从而使患者能够进行无痛诊断。血清中高HIF1A-AS1 (Hypoxia inducible factor 1 -a -反义RNA 1)水平是结直肠癌新的诊断生物标志物,也可作为预后不良的预测指标[133]。循环lncRNAs如AFAP1-AS1(肌动蛋白纤维相关蛋白1-反义RNA1)和MALAT-1在鼻咽癌(NPC)治疗后血清中水平显著降低。这些被认为是在鼻咽癌患者中具有新的诊断和预后价值的血清生物标志物[134]。除此之外,PVT1 (Plasmacytoma variant translocation 1)、GAS5 (Growth arrest specific transcript 5)、H19也被认为可以作为黑色素瘤、乳腺癌和非小细胞肺癌患者的生物体液中的生物标志物[135,136,137]。lncrna的表达除了作为诊断和预后的分子标记外,还可以预测放化疗的敏感性。PVT1和NEAT1 (Nuclear enrichment abundant transcript 1)就是这类lncrna在肺癌中作为功能性生物标志物的两个例子[138]。

在宫颈癌中,体液中也可以检测到许多不受调控的lncrna。HOTAIR是第一个在宫颈癌患者体液中观察到过表达的循环lncRNA[139]。另一种lncRNA PVT1在宫颈癌患者中表达显著升高,其表达升高与总生存率较差有关。此外,在宫颈癌患者的生物体液中稳定检测到PVT1,这表明PVT1可能是一种非侵入性的生物标志物[140]。LncRNA MEG3(母系表达基因3)在宫颈癌中具有抑瘤活性。Zhang等(2017)的研究发现,MEG3在宫颈癌组织和患者血浆中由于其启动子区高甲基化而下调。血浆中MEG3甲基化水平高到足以预测淋巴结转移、高风险hpv (hr-HPV)感染以及总体和无复发生存,从而显示其作为血浆生物标志物的潜力[141]。此外,与非转移和I/II期患者相比,MEG3在转移和III/IV期患者中的表达相对较低[142]。

不同lncrna在宫颈癌中与FIGO分期、肿瘤大小、组织学分级及淋巴结转移均有显著相关性。ZFAS1(锌指蛋白x连锁反义1)的表达与宫颈癌患者的组织学分级、肿瘤分期、淋巴结转移及肌层浸润深度有统计学意义(p < 0.05)[88]。临床病理资料显示,长基因间非蛋白编码RNA 511 (Long intergenic non-protein coding RNA 511)表达水平与肿瘤大小、分期及淋巴结转移密切相关(p < 0.05)[143]。另一种lncRNA MIR503HG (MIR503宿主基因)在HeLa细胞系和癌组织中的表达与邻近正常组织相比均下调。MIR503HG的下调与TNM分期、肿瘤大小和淋巴结转移有关[119]。在宫颈癌病例中,高表达lncRNA DLEU2 (Deleted in leukemia 2)除与淋巴结分期和转移密切相关外,还与肿瘤的形态密切相关[96]。BLACAT1(膀胱癌相关转录本1)的表达水平与FIGO分期、组织学分级和远处转移呈正相关[144]。而Cheng等(2020)的另一项研究未发现BLACAT1在不同临床分期的表达差异有统计学意义[145]。相互矛盾的结果可能归因于研究中使用的患者样本的异质性。然而,这需要实验证明。与宫颈癌患者总生存率直接相关的lncrna见表2。此外,lncrna的存在也被证明存在于外泌体中,在那里它们被保护免受降解。已知外泌体将核酸、脂质和蛋白质从一个细胞器转运到另一个细胞器,转运物质根据病理条件而变化。在包括前列腺癌、乳腺癌和宫颈癌在内的许多癌症中,外泌体lncrna被发现是差异表达的,这使得它们成为生物标志物的绝佳选择[136,146,147,155]。它是一个活跃的研究领域,有望实现微创和可靠的生物标志物。

表2 lncrna作为宫颈癌的潜在生物标志物

在分子治疗方法中的潜在作用

人们也在探索lncrna的治疗潜力。但由于缺乏临床研究的验证,它们在治疗学中的作用并没有得到突出的讨论。据报道,许多重要的信号通路如PI3K/AKT (Phosphoinositide 3-kinase/ Protein kinase B)、MAPK (Mitogen activated Protein kinase)、STAT3 (Signal transducer and activator of transcription 3)、Wnt/β-Catenin和Notch经常被lncRNAs失调,可以为宫颈癌的治疗提供临床见解。图3描述了宫颈癌中不同信号级联和lncrna的串扰。一些lncrna已经在宫颈癌的临床治疗中进行了研究。

图3
figure 3

不同信号通路lncrna的串扰。多种lncrna与Wnt/ β-Catenin、PI3K/AKT、STAT3、NOTCH和MAPK通路的不同组分相互作用,导致其异常功能导致宫颈癌

HPV感染是宫颈癌的主要危险因素,lncrna在HPV诱导的癌变中发挥着独特的作用。LncRNA CCEPR (Cervical carcinoma expressed PCNA regulatory LncRNA)在宫颈癌中高表达,受E6癌蛋白[58]的正调控。lncRNA HOTAIR诱导另一种HPV基因E7过表达,增强子宫颈细胞增殖,抑制细胞凋亡。其他受HPV癌蛋白调控的lncrna包括H19、FAM83H-AS1 (Family with sequence similarity 83 member H反义RNA 1)和GAS5[76]。HPV癌蛋白和lncrna的这种显著关联可以用于治疗宫颈癌患者的HPV感染。许多研究人员指出lncrna通过高风险癌蛋白E6和E7参与细胞内信号的调节,但其详细机制尚未揭示。

lncrna HOTAIR、PVT1和MALAT1与宫颈癌的恶性进展、预后恶化和化疗耐药以及诱导病毒复制有关。HOTAIR是一种反式lncRNA,用于蛋白质泛素化,通过模块化支架进行基因沉默和招募染色质调节蛋白。通过调节血管内皮生长因子(VEGF)、基质金属肽酶9 (MMP-9)和上皮间质转化(EMT)基因的表达,观察到其促进侵袭性肿瘤的作用。它在募集PRC2复合体靶向DNA序列导致H3K27的三甲基化和进一步的转移抑制因子的表观遗传沉默中的作用也被阐明[156]。此外,它还作为miR-148a、miR-17-5p、miR-203等多种mirna的分子海绵,并通过不同的轴,即miR-143-3P/BCL2 (b细胞淋巴瘤2)、miR-29b/PTEN(磷酸酶和紧张素同源物)/PI3K、HOTAIR/p21和HOTAIR/HIF-1α(缺氧诱导因子-1α)调节各自靶点的表达[23,24,25,157,158,159,160]。此外,HOTAIR被HPV16蛋白E7上调,而失去了对miR-214-3p的海绵效应[161]。研究发现,HOTAIR过表达可导致mTOR(哺乳动物雷帕霉素靶蛋白)和Notch通路的异常调控,并与淋巴结转移有关[162,163]。为了在这个方向上提供治疗方面的见解,有研究表明异丙酚和青蒿琥酯介导的HOTAIR阻断导致体内肿瘤状况的显著逆转[162,164,165]。

众所周知,MYC(髓细胞瘤病)基因在细胞中诱导肿瘤标记,lncRNA PVT1与该基因共扩增,因为它位于其附近。PVT1通过作为miR-486-3p的ceRNA促进宫颈癌细胞增殖来显示其致癌作用[166]。SMAD3(小母亲抗十肢截瘫)也因其在致癌转化中的作用而闻名。PVT1对miR-140-5p进行海绵作用,通过上调SMAD3表达[28],促进miR-140-5p通过附近组织侵入。PVT1还通过下调miR-424和海绵化miR-503上调ARL2 (adp -核糖基化因子样蛋白2)促进宫颈癌的进展[26,29]。研究表明,通过直接海绵或增加启动子区域的H3K27me3修饰,可以促进miR-200b和miR-195的沉默,诱导化学耐药并调节EMT[167]。此外,PVT1通过解除TGF-β1(转化生长因子β1)和NF-κB(活化B细胞的核因子κ轻链增强子)通路的调控,支持宫颈癌细胞的生长,而不受HPV感染状态的影响[27,168]。

在感染高危HPV-16/18的细胞中,癌蛋白E6和E7通过靶向重要的抑瘤细胞蛋白(如pRB和p53)调节信号通路来维持肿瘤表型。hpv - 16e7癌蛋白早先被认为通过与这些细胞蛋白结合而导致它们的降解。在HPV-16/18感染的宫颈细胞中发现lncRNA MALAT1过表达。然而,MALAT1在这些细胞中的过表达是通过独立于视网膜母细胞瘤蛋白pRB靶向MALAT1启动子和IL-6(白细胞介素-6)/STAT3轴来调节的[169,170]。MALAT1/miR-124/GRB2(生长因子受体结合蛋白2)可能是它诱导高危HPV阳性细胞增殖和侵袭的另一个可能轴[171]。在这些细胞中,MALAT1对miR-485-5p的海绵作用导致MAT2A(蛋氨酸腺苷转移酶II α)表达的调节,最终控制HPV-16阳性细胞的增殖[172]。它还可以作为其他mirna的ceRNA,包括miR-145和miR-429,促进致癌进展[30,31]。Wang等人(2018)的研究发现,MALAT1通过激活PI3K/AKT信号机制增强顺铂化疗耐药。此外,在FIGO分期、肿瘤大小和淋巴结转移方面,MALAT1的表达被认为是宫颈癌的独立预后事件[173]。此外,最近的一项研究表明,在宫颈癌细胞中使用二甲双胍可以破坏MALAT1/miR-142-3p轴,从而产生抗肿瘤作用,从而为治疗设计提供机制见解[174]。

在宫颈癌细胞中,lncRNAs GAS5和MEG3的表达缺失,导致癌症标志的出现。GAS5与肿瘤进展密切相关,其表达降低表明临床预后较差。它作为miR-196a和miR-205的ceRNA,下调其表达,起到抑癌作用[111]。此外,miR-21通过调控STAT3信号传导诱导细胞凋亡并在特定阶段引起细胞周期阻滞,也报道了其抑瘤能力[112]。miR-21通过GAS5介导的STAT3信号的调控也与顺铂耐药有关[113]。此外,GAS5通过miR-106b/IER3轴调节使宫颈癌细胞对放疗增敏[175]。有趣的是,它的反义对应物GAS5- as1 (Growth arrest-specific transcript 5- antimsense 1)被观察到通过增强GAS5自身的稳定性来抑制细胞增殖和转移[176]。

MEG3的过表达可促进G2/M细胞周期阻滞,在有p53或无p53的情况下控制细胞增殖,促进细胞凋亡。MEG3通过负调控miR-21-5p并通过miR-7-5p/STC1 (Stanniocalcin 1)轴发挥抑癌作用[107,177]。它还促进泛素化介导的p-STAT3降解,从而控制细胞生长[108]。此外,MEG3的高甲基化被发现与非常差的总生存率和无复发生存率密切相关,并且具有从健康到CINIII(宫颈上皮内瘤变III)病例的高度区分能力;hr-HPV感染阳性或阴性及淋巴结转移[141]。临床上,利多卡因的抑制作用可通过调节MEG3/miR-421/BTG1 (b细胞易位基因1)轴进一步有效诱导细胞凋亡,降低细胞增殖[178]。

其他作为致癌基因并可能成为宫颈癌潜在治疗靶点的lncrna包括UCA1、NEAT1、TUG1(牛磺酸上调基因1)和LINC00511。这些lncrna的过表达导致癌症特征的出现,并与患者总生存期短和预后差显著相关。它们通过不同的轴,通过抑制特定的mirna来调节细胞的增殖、转移和侵袭。UCA1通过miR-204海绵和调节miR-299-3p表达上调KIF20A (Kinesin家族成员20a)表达,从而增强细胞增殖和组织侵袭[32,33]。最近一些研究报道了UCA1/miR-493-5p/HK2(己糖激酶2)轴在糖酵解途径的调节中相互作用。这种相互作用也影响癌细胞的放射耐药,其过表达导致对顺铂的化疗耐药增强[179]。外泌体UCA1通过轴miR-122-5p/SOX2 (sry相关高迁移率组2)[34]协助宫颈癌细胞分化和自我更新。NEAT1通过海绵化miR-9-5p和miR-101[36],可以促进宫颈癌患者的增殖和附近组织侵袭。它还通过不同的轴发挥重要作用,即NEAT1/miR-133a通过靶向SOX4促进癌症进展[37],miR-193b-3p/CCND1 (Cyclin D1)轴促进放射抵抗[38],miR-124/NF-κB调节迁移和侵袭[39]。此外,NEAT1介导的miR-361/HSP90(热休克蛋白90)调控有助于EMT和集落形成[180]。在宫颈癌细胞中观察到LncRNA TUG1过表达,报道提示其参与癌细胞增殖和转移。TUG1通过miR-138-5p/SIRT1 (Sirtuin 1)轴调节以及作为miR-381-3p的ceRNA指导MDM2(小鼠双分钟2同源物)过表达来促进宫颈癌的进展。因此,它可以提高细胞活力,并最终减少细胞中的凋亡事件[42,43]。观察到TUG1对血管生成和内皮细胞增殖具有特异性促进作用。除了这些事件,TUG1也被认为异常激活MAPK级联,导致顺铂化疗敏感性的发展[181]。表3列出了在宫颈癌药物耐药诱导中发挥重要作用的lncrna。

表3宫颈癌中诱导耐药的LncRNAs

lncRNA LINC00511的沉默通过RXRA(类视黄醇X受体α)转录因子介导PLD1(磷脂酶D1)表达诱导细胞自噬和凋亡,使细胞对紫杉醇药物[44]敏感。LINC00511主要通过海绵化miR-324-5p增强细胞增殖、迁移和周围组织侵袭等恶性特性,从而导致DRAM1 (DNA损伤调节自噬调节因子1)[45]的表达增强。一些其他lncrna最近被证明在宫颈癌中调节细胞自噬。lncRNA RP11-381N20.2在宫颈癌组织中下调,当RP11-381N20.2过表达时,可抑制紫杉醇诱导的自噬。在与紫杉醇联合治疗时,细胞凋亡明显增加,自噬明显减少。此外,它的表达也被报道与肿瘤的分期和大小相关[190]。高表达ROR1-AS1(受体酪氨酸激酶样孤儿受体1-反意义RNA 1)通过ROR1-AS1/miR-670-3p/STC2(斯坦钙素2)轴促进宫颈癌细胞的生长和自噬。沉默ROR1-AS1可对细胞生长和自噬产生相反的影响,最终抑制宫颈癌细胞的恶性特征[191]。LncRNA IGFBP4 (Insulin-like growth factor binding protein 4,胰岛素样生长因子结合蛋白4)受c-Myc负调控,在细胞自噬反应中具有显著作用。据报道,它在宫颈癌中表达上调,并抑制HeLa细胞系的自噬[192]。近期,Feng等(2021)利用TCGA (the cancer Genome Atlas)数据库,并通过GSEA (Gene set enrichment analysis)进一步证实了自噬相关lncrna在宫颈癌中具有预后价值的特征。他们报道了10个与自噬相关的lncRNA特征(AC012306.2、AL109976.1、ATP2A1-AS1、ILF3-DT、Z83851.2、STARD7-AS1、AC099343.2、AC008771.1、DBH-AS1和AC097468.3),可以将宫颈癌患者区分为高、低风险组,并最终预测其5年生存结局[193]。

图4简要概述了调控宫颈癌重要细胞特性的lncrna。

图4
figure 4

lncrna在宫颈癌中调控不同细胞特性的综述


目录


摘要
介绍
lncRNA的生物学发生与功能
参与子宫颈发病机制的lncrna
lncrna作为临床应用靶点
研究不断扩大的lncRNA世界的工具和技术
有限公司 结论和未来展望
数据可用性
参考文献

作者信息
道德声明




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研究不断扩大的lncRNA世界的工具和技术

近年来,高通量技术的快速发展揭示了lncRNA的动态和多样化功能。由于lncrna的丰度多变、组织特异性表达和功能多样性,lncrna的研究一直具有挑战性。对于新发现的lncrna,其定位和功能表征对于了解其作用机制至关重要。一些技术如lncRNArray、RNA-Seq (rna测序)、CAGE(基因表达的Cap分析)和SAGE(基因表达的序列分析)被用于lncrna的发现或鉴定,RNA-FISH (rna荧光原位杂交)、细胞分离和c-KLAN(非编码rna的组合敲除和定位分析)被用于lncrna的定位[194,195,196]。为了研究它们的一级和二级结构,可以使用PARS (RNA结构平行分析)、FragSeq(片段测序)、PARIS (RNA相互作用和结构的补骨脂素分析)、SHAPE(引物延伸选择性2’-羟基酰化)和DMS-Seq(二甲基亚嘧啶测序)等技术。为了探究lncrna的功能复杂性,可以使用功能丧失和功能获得策略。lncRNA的成功敲低可以通过体内功能丧失或ASO(反义寡核苷酸)和RNAi (RNA干扰)介导的缺失等途径实现[197,198]。自过去几年以来,基于CRISPR(聚集规则间隔短回文重复序列)的基因组编辑已经成为改变细胞中基因组的最突出技术。通过CRISPR干扰和CRISPR激活,极大地促进了lncRNA转录的抑制或激活。它涉及cas9介导的转录调控,也不需要对RNA本身或RNA位点进行任何操作[199]。lncrna与其他生物分子的相互作用可以通过ChIP-PET(染色质免疫沉淀和成对末端标签测序)、CHART (RNA靶点捕获杂交分析)等技术来研究;RAP-Seq (RNA反义纯化和测序),CLASH(交联,连接和杂交测序)用于lncRNA-RNA相互作用和RIP (RNA免疫沉淀),EMSA(电泳迁移转移试验),过滤器结合试验,CLIP- seq(交联免疫沉淀测序),ar -CLIP(光活化核糖核苷酸增强CLIP)用于lncrna -蛋白质相互作用。也有一些高质量的注释资源用于计算鉴定和表征lncrna以及预测其相关关联。LNCipedia提供了lncRNAs的结构、miRNA结合位点和蛋白质编码潜能等相关信息[200]。lncRNAdb数据库包含lncRNA的结构、核苷酸序列、亚细胞定位和基因表达数据等信息[201]。对于泛癌和相互作用网络,miRNA靶点预测、ceRNA和mRNA相关信息,starbase、miRCode和lncRNAtor等生物信息学工具构成了相关资源[197]。

有限公司结论和未来展望

在过去的几年里,在诊断和治疗宫颈局部晚期和转移癌的领域有了显著的进步。与单价治疗方案相比,包括多重化疗或放化疗在内的治疗方案已经取得了相当大的成果。如果在早期发现癌症,这些治疗策略是有效的,为了早期发现,常规筛查是必须的。但是,不舒服的宫颈癌诊断方法,包括巴氏涂片检查和活检检查,不鼓励妇女进行常规筛查。此外,癌细胞有在一段时间内产生耐药性的倾向,使现有的治疗方法无效。lncrna作为宫颈癌的生物标志物和治疗靶点显示出巨大的潜力。探讨循环lncRNAs在生物体液中的差异表达,可为宫颈癌的无创检测提供依据。在宫颈癌中具有致癌和抑瘤作用的lncrna可作为宫颈癌治疗的靶点。由于lncRNAs也与耐药有关,目前的治疗策略可以结合lncRNAs的特异性靶向来克服耐药。

然而,在将其用于宫颈癌治疗的临床实践之前,必须解决一些限制。作为一种生物标志物,主要的瓶颈包括区域组织和血清基因表达的可变性、全血优质血清或血浆的收集以及lncRNA定量的处理[202]。此外,对于许多lncrna来说,它们表达的变化是癌症的原因还是结果还有待观察。同时,由于缺乏安全、特异的递送载体,也给其治疗应用带来了一定的逻辑障碍。其临床应用的其他障碍包括靶特异性、脱靶效应、未修饰和裸结构的不稳定性以及免疫原性问题。很明显,许多lncrna参与了宫颈癌的发病和进展,但需要进一步的研究来帮助克服与lncrna临床应用相关的挑战。



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