通過(guò)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)確定適當(dāng)?shù)闹委煼椒ㄐ枰獜慕M織樣本或液體活檢(如血漿/血清、痰、唾液、尿液和腦脊液)中檢查關(guān)鍵的新型生物標(biāo)志物,以進(jìn)行早期疾病診斷和預(yù)后。 非編碼 RNA(例如 microRNA (miRNA) 和 長(zhǎng)鏈非編碼 RNA (lncRNA) 、 DNA 甲基化 和翻譯后組蛋白修飾)的分析是已用于癌癥診斷、預(yù)后和監(jiān)測(cè)反應(yīng)的表觀遺傳變量。
長(zhǎng)鏈非編碼 RNA (lncRNA) 是一組轉(zhuǎn)錄物,由至少
200 個(gè)來(lái)自蛋白質(zhì)編碼位點(diǎn)或基因間區(qū)域的非蛋白質(zhì)編碼核苷酸序列組成。它們以前被歸類(lèi)為“轉(zhuǎn)錄垃圾”。然而,證據(jù)表明它們?cè)谡{(diào)節(jié)功能中的作用,它們的失調(diào)可能意味著人類(lèi)癌癥即將發(fā)生和發(fā)展。研究表明,它們積極參與介導(dǎo)干細(xì)胞功能,因此增加了基因調(diào)控的復(fù)雜性。
雖然它們?cè)谡8杉?xì)胞中的重要性已得到證實(shí),但很少有人關(guān)注它們?cè)诎┌Y干細(xì)胞調(diào)節(jié)中的作用。 組織穩(wěn)態(tài)依賴(lài)于成體干細(xì)胞活性的范圍。
lncRNAs在干細(xì)胞中的作用主要是維持; 然而,它們?cè)诟杉?xì)胞更新和分化中的作用(已經(jīng)在 microRNA 中建立)還有待詳細(xì)研究。
圖 1. 與肺癌相關(guān)的 lncRNA 候選篩選
LncRNA 的保守性較差。 與 rRNA 和 tRNA
一樣,lncRNA 通過(guò)形成二級(jí)結(jié)構(gòu)來(lái)運(yùn)作。 與蛋白質(zhì)不同,lncRNA 轉(zhuǎn)錄本中的 SNP 和移碼突變不太可能對(duì) lncRNA
基因產(chǎn)生負(fù)面影響,因?yàn)橹恍枰D(zhuǎn)錄本的一小部分即可形成 3D 結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)正常功能。 與蛋白質(zhì)編碼區(qū)相比,補(bǔ)償性突變?cè)诒A?lncRNA
二級(jí)結(jié)構(gòu)方面相對(duì)更常見(jiàn)。
在癌癥干細(xì)胞中,lncRNA目前被發(fā)現(xiàn)參與增殖、遷移、代謝、衰老、自噬、侵襲、凋亡、分化和多能性。 如表中所示,它們形成關(guān)聯(lián),創(chuàng)造相關(guān)蛋白質(zhì)、mRNA 和 microRNA 的調(diào)節(jié)功能。
lncRNA 轉(zhuǎn)錄本列表及其各自的分子關(guān)聯(lián)和效應(yīng)(Mauger,2019)
LncRNA轉(zhuǎn)錄本 | 分子關(guān)聯(lián) | 調(diào)節(jié)功能的作用 |
LINC00675 | 增加波形蛋白的磷酸化 | 抑制胃癌轉(zhuǎn)移 |
長(zhǎng)鏈非編碼RNA | 阻斷 miR-196a/b 介導(dǎo)的 LAPTM4B 抑制 | 促進(jìn)肝癌的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移 |
FAL1 | 穩(wěn)定BMI1蛋白 | 調(diào)節(jié) CDKN1A 表達(dá)和腫瘤生長(zhǎng) |
LncRNA CASC11 | 增加蝸牛mRNA的穩(wěn)定性 | 促進(jìn)骨肉瘤轉(zhuǎn)移 |
Lnc-DILC | 通過(guò)滅活 IL-6 轉(zhuǎn)錄來(lái)抑制 IL-6/STAT3 信號(hào)傳導(dǎo) | 抑制肝癌和結(jié)直腸癌的腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移 |
激活 Wnt/β-catenin 通路 | 促進(jìn)膽囊癌細(xì)胞的致瘤性和轉(zhuǎn)移 |
在某些情況下,lncRNA 轉(zhuǎn)錄本可以根據(jù)某些分子相互作用促進(jìn)或抑制轉(zhuǎn)移和腫瘤生長(zhǎng)。例如,在肝癌干細(xì)胞中下調(diào)的 lnc-DILC 或 lncRNA 作為腫瘤抑制因子,通過(guò) IL-6 轉(zhuǎn)錄失活抑制 IL-6/STAT3 信號(hào)傳導(dǎo),從而抑制肝癌和結(jié)直腸癌的腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。 相反,lncDILC 也可以在膽囊癌中上調(diào),通過(guò) Wnt/β-catenin 通路激活促進(jìn)膽囊癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和腫瘤起始。
LncRNA 雜交方法和蛋白質(zhì)/RNA 免疫沉淀是為鑒定 lncRNA-蛋白質(zhì)相互作用而開(kāi)發(fā)的兩種方法。 具體來(lái)說(shuō),它們是 ChIRP、CHART、RAP、CLIP、HITS-CLIP 和 PAR-CLIP。 此外,新的 lncRNA 生物標(biāo)志物的鑒定是通過(guò)微陣列和 RNA-seq 進(jìn)行的。RT-qPCR 和數(shù)字 PCR 可以分析有限的一組探測(cè) lncRNA 并量化低豐度 lncRNA。
參考文獻(xiàn):
1. Mauger F, Deleuze JF. Technological advances in studying epigenetics biomarkers of prognostic potential for clinical research. InPrognostic Epigenetics. 2019.
2. Ding L, Wang M, Sun D, et al. TPGLDA: Novel prediction of associations between lncRNAs and diseases via lncRNA-disease-gene tripartite graph. Scientific reports. 2018, 8(1):1-1.
3. Yang T, Shi Y, Yildirim E. Implications of Long Noncoding RNAs in Cancer Epigenetics. InCancer and Noncoding RNAs. 2018.
4. Zhang H, Wei P, Lv W, et al. Long noncoding RNA lnc-DILC stabilizes PTEN and suppresses clear cell renal cell carcinoma progression. Cell & bioscience. 2019, 9(1):81.
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