Let-7调节环的分子作用机制研究综述,病理学论文

近年Lin28/Let-7调节环的分子作用机制研究综述,病理学论文ＭｉｃｒｏＲＮＡｓ〔ｍｉＲＮＡｓ〕是一种内源性、非编码的单链小分子ＲＮＡ，长度为２１～２５ｎｔ〔少数小于２０ｎｔ〕〔１〕。人类Ｌｅｔ－７ｍｉＲＮＡ家族包括Ｌｅｔ－７ａ－１、７ａ－２、７ａ－３、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、ｆ７－１、７ｆ－２、７ｇ、７ｉ、ｍｉＲ－９８和ｍｉＲ－２０２等，是细胞完全分化的标记。大量研究证实Ｌｅｔ－７家族绝大部分成员在肺癌、鼻咽癌、卵巢癌、乳腺癌、喉癌细胞、结肠癌、前列腺癌等恶性肿瘤中的表示出水平显着下调，华而不实Ｌｅｔ－７ａ下调最为明显，且肺癌和乳腺癌细胞中Ｌｅｔ－７ａ的表示出水平与患者的生存时间呈正相关〔３－７〕。Ｌｉｎ２８有一个ＲＮＡ结合区域和２个逆转录病毒类型的ＣＣＨＣ锌指构造，其定位主要在细胞质，有同源异构体Ｌｉｎ２８Ａ和Ｌｉｎ２８Ｂ。研究发如今哺乳动物的早期胚胎干细胞中，Ｌｉｎ２８表示出特别丰富，而在成熟细胞中Ｌｉｎ２８的含量极低或缺失。将Ｌｉｎ２８与其他３个因子Ｎａｎｏｇ、Ｏｃｔ－４和Ｓｏｘ－２联合转入到人体上皮细胞中，可共同作用将其重塑为多能干细胞，有力讲明了Ｌｉｎ２８具有维持细胞未分化状态的功能。肿瘤干细胞不仅仅是肿瘤的起源，而且与肿瘤的进展、转移、治疗的耐受性以及肿瘤正规治疗后复发等均相关。当诱导干细胞分化后，发现Ｌｉｎ２８的表示出水平下降。研究发现作为干细胞指标的Ｌｉｎ２８与肿瘤干细胞特性的维持和ｍｉＲＮＡＬｅｔ－７的加工成熟等具有重要的相关性。普遍以为，Ｌｉｎ２８和Ｌｅｔ－７是一对互相抑制和负向调控的因子，故被称为双向负反应轴或调节环。本文对近年Ｌｉｎ２８／Ｌｅｔ－７调节环的分子作用机制和相关影响因子的研究进展作一简述。１Ｌｉｎ２８／Ｌｅｔ－７调节环的分子作用机制Ｌｅｔ－７前体有２个不同的与Ｌｉｎ２８结合的区域。第２个区域包括干前因子和干前因子环，Ｌｅｔ－７前体旋转构造可减少与Ｌｉｎ２８的结合点；另一个是位于Ｌｅｔ－７前体３＇ＧＧＡＧ，固然所有前因子序列不多，如没有干前因子和干前因子环，Ｌｅｔ－７家族仍可保存ＧＧＡＧ四核苷酸区，显示ＧＧＡＧ是独立结合区。在减少邻近核苷酸或增加ＣＳＤ结合区距离情况下对Ｌｉｎ２８结合无影响。这２个独立结合区也解释了Ｌｅｔ－７变化的链状序列和Ｌｉｎ２８结合高度特异性和亲和性。Ｌｉｎ２８和Ｌｅｔ－７互相作用范围确保抑制Ｌｅｔ－７加工。Ｌｉｎ２８结合体可能通过２条途径调节Ｌｅｔ－７前体：①Ｌｉｎ２８担任成熟的双链融解楔子，并弯曲Ｌｅｔ－７前体ＧＧＡＧ区使其本身在一条线上构成特殊构造，结果导致Ｄｉｃｅｒ不能正确辨别它的作用底物；利用Ｌｉｎ２８的ＣＣＨＣ２结合区〔ＣＣＨＣ２主体区〕和穿过ＣＳＤ域间链结区Ｎ终端区，Ｌｉｎ２８可能会撞击Ｄｉｃｅｒ双链区域并掩盖华而不实一个分裂区。Ｌｉｎ２８和Ｌｅｔ－７的高分辨率晶体状构造。Ｌｉｎ２８的ＣＳＤ区域和ＣＣＨＣ２区域与ＲＮＡ的２个单链互相作用。前Ｅ环回路包括ＣＳＤ局部突起，能够广泛接触前Ｅ环回路周，功能如领带环绕后构成环后的领带结。不同的复合物最常见是缩短ＣＳＤ和ＣＣＨＣ２之间的链接和可预期的灵敏性。ＲＮＡ的序列和构造导致Ｌｅｔ－７前因子与ＣＳＤ的特异性结合。Ｌｉｎ２８的ＣＳＤ区域和Ｌｅｔ－７干前Ｅ环的具体分析显示ＲＮＡ序列和构造之间的特异性。Ｚｎ区和Ｌｅｔ－７前体的互相作用。Ｌｉｎ２８的ＣＣＨＣ区域为与底物的小数量核苷酸最大化提供有利因素。ＧＧＡＧ和ＣＣＨＣ２的结合，构成独特的ＲＮＡ骨干。ＣＣＨＣ２区域构造和大多数有利互相作用的构造一样，除了Ｌｅｔ－７ｇ前体ＥＭ区的２个非晶体构造之间有稍微差异。Ｌｉｎ２８和Ｌｅｔ－７前体全程互相作用。２Ｌｉｎ２８／Ｌｅｔ－７调节环的相关影响因子２．１原癌基因Ｃ－ｍｙｃ人Ｃ－ｍｙｃ基因定位于第８条染色体上，包括２个内含子和３个外显子。Ｃ－ｍｙｃ对细胞具有双重作用，一方面可刺激细胞增殖，另一方面促进细胞凋亡。研究以为结肠癌、宫颈癌、胃癌、鼻咽癌、喉癌、乳腺癌及霍奇金病等都有ｍｙｃ基因扩增或过度表示出〔６〕。Ｌｉｎ２８、Ｌｅｔ－７、Ｃ－ｍｙｃ三者共同构成复杂的负反应调节环。Ｃ－ｍｙｃ调节Ｌｉｎ２８导致Ｌｅｔ－７遭到抑制但不会影响其转录的表示出。Ｌｉｎ２８高表示出抑制Ｌｅｔ－７，导致Ｌｅｔ－７低表示出，Ｌｅｔ－７对Ｌｉｎ２８和Ｃ－ｍｙｃ起反应抑制调节作用〔７〕。２．２癌基因ＲａｓＲａｓ基因是在细胞恶变经过中起引发作用的原癌基因．其表示出蛋白为ｒａｓ蛋白，又称为ｒａｓ－ｐ２１。ＲＡＳ基因家族包括Ｈ－ｒａｓ、Ｋ－ｒａｓ、Ｎ－ｒａｓ３种家族成员，分别来源于人膀胱癌、肺癌、神经母细胞瘤细胞株。Ｈ－Ｒａｓ过度表示出导致鼻咽癌发生和发展。ｒａｓ－ｐ２１在与ＰＩ３Ｋ－ＡＫＴ通路间存在互相作用。Ｒａｓ主要通过Ｒａｆ／ＭＥＫ／ＥＲＫ和ＰＩ３Ｋ／ＰＴＥＮ／ＡＫｔ３条通路介导肿瘤发生。Ｌｉｎ２８／Ｌｅｔ－７与原癌基因Ｒａｓ的３＇ＵＴＲ结合，负调控Ｒａｓ表达。Ｌｅｔ－７与Ｒａｓ呈负调节，Ｌｅｔ－７负调节Ｌｅｔ－６０／Ｒａｓ，经过ＲＥＴ／ＰＴＣ－Ｒａｓ－ＢＲＡＦ有丝分裂原蛋白激酶通路，担任肿瘤抑制基因功能〔７－８〕。２．３癌基因高迁移率族蛋白高迁移率族蛋白〔ｈｉｇｈｍｏｂｉｌｉｔｙｇｒｏｕｐＡＴ－ｈｏｏｋ２，ＨＭＧＡ２〕表示出在干细胞和很多肿瘤细胞，包括很多肿瘤起始细胞，但在正常人类躯体细胞不表示出。在很多肿瘤中，ＨＭＧＡ２过度表示出和肿瘤较差的预后以及肿瘤的转移有关〔９〕。研究显示ＨＭ－ＧＡ１、ＨＭＧＡ２和肿瘤切除术后的基底修复有关，主要保卫肿瘤细胞ＤＮＡ免受化疗损害〔１０〕。在ＭＭＳ介导ＤＮＡ损伤后，ＨＭＧＡ２具有很好保卫人类ＵＴＣ细胞修复的功能，显示ＨＭＧＡ２在不同范围肿瘤细胞具有保卫功能。并且根据ＭＭＳ毁坏的ＤＮＡ条带，ＨＭＧＡ２在Ｓｅｒ４２８和Ｓｅｒ２９６引起ＡＴＲ和ＣＨＫ１的高度磷酸化，支持ＨＭＧＡ２阻碍高度磷酸化的当前观察，并在Ｔｈｒ２６０９和Ｓｅｒ２０５６位置在阿霉素介导ＤＮＡ作用下毁坏延长依靠ＤＮＡ的蛋白Ｋ酶催化亚群〔ＤＮＡ－ＰＫＣ〕〔１１〕。Ｌｉｎ２８／Ｌｅｔ－７与ＨＭＧＡ２的３＇ＵＴＲ结合，负调控ＨＭＧＡ２表示出。２．４ＲＥ１沉默转录因子ＲＥ１沉默转录因子〔ＲＥＳＴ〕是一种肿瘤抑制基因，能够抑制一种名为ｍｉｃｒｏＲＮＡ－２１或者ｍｉＲ－２１的特定小ＲＮＡ分子。ＲＥＳＴ具有维持胚胎干细胞的自我更新能力，也就是细胞克隆更多自个的能力，同时ＲＥＳＴ保持了胚胎干细胞的多能性，即胚胎干细胞分化为体内任何种类细胞的能力。ＲＥＳＴ广泛存在于无神经组织包括结肠上皮〔１２〕。组织如缺乏ＲＥＳＴ的表示出，会为肿瘤细胞的演变提供有利条件〔１３〕。Ｌｉｎ２８是ＲＥＳＴ的直接转录目的，失去ＲＥＳＴ调控将导致Ｌｉｎ２８上调。２．５核糖核酸内切酶－Ⅲ：Ｄｒｏｓｈａ酶和Ｄｉｃｅｒ酶Ｄｉｃｅｒ是核糖核酸内切酶－Ⅲ〔ＲＮａｓｅ－Ⅲ〕，是一个相对分子质量约２０００００的多构造域蛋白质，是ＲＮａｓｅ－Ⅲ家系蛋白中构造最复杂的蛋白，通常含有６个构造域：１个ＲＮＡ解旋酶－ＤＥＸＨ盒子、２个ＲⅢ和１个ｄｓＲＮＡ结合构造域、１个结合ｄｓＲ－ＮＡ末端的折叠的ＤＵＦ２８３、１个含结合ｄｓＲＮＡ折叠的ＤＵＦ２８３、１个结合ｄｓＲＮＡ末端的ＰＡＺ。Ｄｉｃｅｒ酶是一种多构造域的ＲＮａｓｅＩＩＩ蛋白。包含１个ＲＮＡ解旋酶构造域、１个ＰＡＺ结构域、１个ＤＵＦ２８３构造域、１个双链ＲＮＡ结合域〔ｄｓＲＢＤ〕和２个ＲＮａｓｅｎｌ域。Ｄｉｃｅｒ比ＲＮａｓｅⅢ家族其他成员多１个ＰＡＺ构造域，该构造域对酶的功能起着重要作用。Ｄｒｏｓｈａ是ＲＮａｓｅ－Ⅲ家族成员，Ｄｒｏｓｈａ主要存在于细胞核内，具有２个ＲＮａｓｅ－Ⅲ构造域和１个ｄｓＲＢＤ、１个功能未知的氨基酸末端延伸区域。近来研究发现，Ｄｒｏｓｈａ和Ｄｉｃｅｒ在成熟的ｍｉＲＮＡ两端，ｍｉＲＮＡ的形成过程中需要作为ＲＮａｓｅ－Ⅲ家族成员的２种酶Ｄｒｏｓｈａ和Ｄｉｃｅｒ催化，Ｄｉｃｅｒ酶与Ｄｒｏｓｈａ酶对ｍｉＲＮＡ的产生共同起作用。Ｄｒｏｓｈａ酶定位在细胞核内，而Ｄｉｃｅｒ酶则定位在细胞质起作用。ｍｉＲＮＡ基因在细胞核内主要转录后产生ｐｒｉ－ｍｉＲＮＡ，ｐｒｉ－ｍｉＲＮＡ在核内再经加工成合成约７０ｎｔ的ｐｒｅ－ｍｉＲＮＡ。Ｐｒｅ－ｍｉＲＮＡ被转运出核，在细胞质中被Ｄｉｃｅｒ酶和其他因子作用，加工后合成２２ｎｔ的ｍｉＲＮＡ〔１５〕。近期研究表示清楚，Ｄｉｃｅｒ和Ｄｒｏａｈａ表示出量改变与肿瘤发生有关，在肺癌等肿瘤中均有改变〔１６－１７〕。２．６细胞核因子酉乙蛋白细胞核因子酉乙蛋白〔ＮＦ－Ｂ〕是一种由２个Ｒｅｌ蛋白单体组成的二聚物转录因子。在Ｌｉｎ２８／Ｌｅｔ－７轴中，Ｌｉｎ２８Ｂ已被证明是ＮＦ－Ｂ和Ｍｙｃ的直接转录基因〔６，１８〕。ＮＦ－Ｂ在很多肿瘤中活泼踊跃，可以以被化疗药或类肿瘤性炎症激活，是一种有效治疗癌症的适宜靶基因。ＮＦ－Ｂ能够调节Ｌｉｎ２８Ｂ，可以以直接刺激Ｃ－ｍｙｃ转录提高间质转化〔ＥＭＴ〕〔１９〕。通过激发各种转录因子〔Ｓｎａｉｌ、ＺＥＢ１、ＺＥＢ２、Ｔｗｉｓｔ〕，ＮＦ－Ｂ能够压抑Ｅ２钙黏附素基因的转录功能，可以以提高ＥＭＴ２个关键性因子波形蛋白和ＭＭＰ－９的转录功能〔２０〕。并且，ＮＦ－Ｂ在其他很多途径对肿瘤扩展、血管再生和化疗耐受性提高干扰，所以，在使用二甲双胍治疗癌症干细胞、ＥＭＴ和化疗耐受性时，降低ＮＦ－Ｂ活性提示可能被证明是一个十分适宜的互补策略。Ｌｅｔ－７家族被以为是肿瘤干细胞及其特异性间质转化、化疗耐受性关键中介控制因子，这一点已在大量具有侵袭性恶性肿瘤中得到证实。ＮＦ－Ｂ和Ｍｙｃ是Ｌｉｎ２８Ｂ关键性转录激活剂，抑制Ｌｉｎ２８Ａ／Ｌｉｎ２８Ｂ活性能够提高Ｌｅｔ－７表示出，这在肿瘤治疗中具有重要作用。３Ｌｉｎ２８／Ｌｅｔ－７调节环的应用前景临床上恶性肿瘤的治疗包括手术切除、放疗、化疗以及生物分子靶向治疗，生物分子靶向治疗在肿瘤综合治疗中发挥着日渐重要的作用。Ｌｉｎ２８／Ｌｅｔ－７调节环的下游靶基因多数还不明确，进一步研究Ｌｉｎ２８／Ｌｅｔ－７调节环及其靶基因的互相关系在肿瘤中的发生、发展中的详细作用机制，有可能是癌症治疗的新起点。以下为参考文献［１］ＳＨＡＨＭＳ，ＤＡＶＩＤＳＯＮＬＡ，ＣＨＡＰＫＩＮＲＳ．ＭｅｃｈａｎｉｓｔｉｃｉｎｓｉｇｈｔｓｉｎｔｏｔｈｅｒｏｌｅｏｆｍｉｃｒｏＲＮＡｓｉｎｃａｎｃｅｒｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｎｕｔｒｉｅｎｔｃｒｏｓｓｔａｌｋ［Ｊ］．ＦｒｏｎｔＧｅｎｅｔ，２０１２，３：３０５－３１２．［２］ＲＥＩＮＨＡＲＴＢＪ，ＳＬＡＣＫＦＪ，ＢＡＳＳＯＮＭ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅ２１－ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｌｅｔ－７ＲＮＡｒｅｇｕｌａｔｅｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎ－ｔａｌｔｉｍｉｎｇｉｎＣａｅｎｏｒｈａｂｄｉｔｉｓｅｌｅｇａｎｓ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，２０００，４０３：９０１－９０６．［３］ＴＨＯＲＮＴＯＮＪＥ，ＧＲＥＧＯＲＹＲＩ．ＨｏｗｄｏｅｓＬｉｎ２８ｌｅｔ－７ｃｏｎｔｒｏｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｄｉｓｅａｓｅ［Ｊ］？ＴｒｅｎｄｓＣｅｌｌＢｉｏｌ，２０１２，２２：４７４－４８２．［４］许一鸣，仲崇俊，肖平，等．ｌｅｔ－７家族在肿瘤研究中的进展及前景［Ｊ］．中国肿瘤外科杂志，２０１１，３〔５〕：３６６－３６８．［５］ＮＡＭＹ，ＣＨＥＮＣ，ＧＲＥＧＯＲＹＲＩ，ｅｔａｌ．Ｍｏｌｅｃｕ－ｌａｒＢａｓｉｓｆｏｒｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆｌｅｔ－７ｍｉｃｒｏＲＮＡｓｗｉｔｈＬｉｎ２８［Ｊ］．Ｃｅｌｌ，１４７：１０８０－１０９１．［６］邓景岳，毕明刚．影响原癌基因ｃ－Ｍｙｃ作用因素的研究进展［Ｊ］．肿瘤，２００９，２９〔１２〕：１１７６－１１７９．［７］ＳＡＭＰＳＯＮＶＢ，ＲＯＮＧＮＨ，ＨＡＮＪ，ｅｔａｌ．ＭｉＲ－ＮＡｌｅｔ－７ａｄｏｗｎ－ｒｅｇｕｌａｔｅｓＭＹＣａｎｄｒｅｖｅｒｔｓＭＹＣ－ｉｎ－ｄｕｃｅｄｇｒｏｗｔｈｉｎＢｕｒｋｉｔｔｌｙｍｐｈｏｍａｃｅｌｌｓ［Ｊ］．ＣａｎｃｅｒＲｅｓ，２００７，６７：９７６２－９７７０．［８］ＳＴＩＴＥＳＥＣ，ＲＡＶＩＣＨＡＮＤＲＡＮＫＳ．Ａｓｙｓｔｅｍｓｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆｒａｓｓｉｇｎａｌｉｎｇｉｎｃａｎｃｅｒ［Ｊ］．ＣｌｉｎＣａｎｃｅｒＲｅｓ，２００９，１５：６０７－６１１．［９］ＦＵＳＣＯＡ，ＦＥＤＥＬＥＭ．ＲｏｌｅｓｏｆＨＭＧＡｐｒｏｔｅｉｎｓｉｎｃａｎｃｅｒ［Ｊ］．ＮａｔＲｅｖＣａｎｃｅｒ２００７，７：８９９－９１０．［１０］ＳＵＭＭＥＲＨ，ＬＩＯ，ＢＡＯＱ，ｅｔａｌ．ＨＭＧＡ２ｅｘｈｉｂ－ｉｔｓｄＲＰ／ＡＰｓｉｔｅｃｌｅａｖａｇｅａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｓｃａｎｃｅｒｃｅｌｌｓｆｒｏｍＤＮＡ－ｄａｍａｇｅ－ｉｎｄｕｃｅｄｃｙｔｏｔｏｘｉｃｉｔｙｄｕｒｉｎｇｃｈｅｍｏｔｈｅｒａｐｙ［Ｊ］．ＮｕｃｌｅｉｃＡｃｉｄｓＲｅｓ，２００９，３７：４３７１－４３８４．［１１］ＮＡＴＡＲＡＪＡＮＳ，ＨＯＭＢＡＣＨ－ＫＬＯＮＩＳＣＨＳ，ＤＲ－ＧＥＰ，ｅｔａｌ．ＨＭＧＡ２ｉｎｈｉｂｉｔｓａｐｏｐｔｏｓｉｓｔｈｒｏｕｇｈｉｎ－ｔｅｒａｃｔｉｏｎｗｉｔｈＡＴＲ－ＣＨＫ１ｓｉｇｎａｌｉｎｇｃｏｍｐｌｅｘｉｎｈｕ－ｍａｎｃａｎｃｅｒｃｅｌｌｓ［Ｊ］．Ｎｅｏｐｌａｓｉａ，２０１３，１５：２６３－２８０．［１２］ＣＨＯＮＧＪＡ，ＴＡＰＩＡ－ＲＡＭＲＥＺＪ，ＫＩＭＳ，ｅｔａｌ．ＲＥＳＴ：ａｍａｍｍａｌｉａｎｓｉｌｅｎｃｅｒｐｒｏｔｅｉｎｔｈａｔｒｅｓｔｒｉｃｔｓｓｏｄｉｕｍｃｈａｎｎｅｌｇｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｔｏｎｅｕｒｏｎｓ［Ｊ］．Ｃｅｌｌ，１９９５，８０：９４９－９５７．［１３］ＴＨＯＭＡＳＦ，ＷＥＳＴＢＲＯＯＫ，ＥＲＩＣＳ，ｅｔａｌ．ＡＧｅ－ｎｅｔｉｃｓｃｒｅｅｎｆｏｒｃａｎｄｉｄａｔｅｔｕｍｏｒｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒｓｉｄｅｎｔｉ－ｆｉｅｓＲＥＳＴ［Ｊ］．Ｃｅｌｌ，２００５，１２１：８３７－８４８．［１４］ＢＥＲＥＺＩＫＯＶＥ，ＧＵＲＹＥＶＶ，ＶＡＮＤＥＢ，ｅｔａｌ．Ｐｈｙ－ｌｏｇｅｎｅｔｉｃｓｈａｄｏｗｉｎｇａｎｄｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｕｍａｎｍｉｃｒｏＲＮＡｇｅｎｅｓ［Ｊ］．Ｃｅｌｌ，２００５，１２０：２１－３２．［１５］ＶＯＬＩＮＩＡＳ，ＣＡＬＩＮＧＡ，ＬＩＵＣＧ，ｅｔａｌ．ＡｍｉｃｒｏＲ－ＮＡｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓｉｇｎａｔｕｒｅｏｆｈｕｍａｎｓｏｌｉｄｔｕｍｏｒｓｄｅ－ｆｉｎｅｓｃａｎｃｅｒｇｅｎｅｔａｒｇｅｔｓ［Ｊ］．ＰｒｏｃＮａｔｌＡｃａｄＳｃｉＵＳＡ，２００６，１０３：２２５７－２２６１．［１６］ＣＨＩＯＳＥＡＳ，ＪＥＬＥＺＣＯＶＡＥ，ＣＨＡＮＤＲＡＮＵ，ｅｔａｌ．ＯｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＤｉｃｅｒｉｎｐｒｅｃｕｒｓｏｒｌｅｓｉｏｎｓｏｆｌｕｎｇａｄｅｎｏｃａｗｉｎｏｍａ［Ｊ］．ＣａｎｃｅｒＲｅｓ，２００７，６７：２３４５－２３５６．［１７］ＪＡＦＡＲＮ