通过精准医学确定适当的治疗方法需要从组织样本或液体活检(如血浆/血清、痰、唾液、尿液和脑脊液)中检查关键的新型生物标志物,以进行早期疾病诊断和预后。 非编码 RNA(例如 microRNA (miRNA) 和 长链非编码 RNA (lncRNA) 、 DNA 甲基化 和翻译后组蛋白修饰)的分析是已用于癌症诊断、预后和监测反应的表观遗传变量。
长链非编码 RNA (lncRNA) 是一组转录物,由至少
200 个来自蛋白质编码位点或基因间区域的非蛋白质编码核苷酸序列组成。它们以前被归类为“转录垃圾”。然而,证据表明它们在调节功能中的作用,它们的失调可能意味着人类癌症即将发生和发展。研究表明,它们积极参与介导干细胞功能,因此增加了基因调控的复杂性。
虽然它们在正常干细胞中的重要性已得到证实,但很少有人关注它们在癌症干细胞调节中的作用。 组织稳态依赖于成体干细胞活性的范围。
lncRNAs在干细胞中的作用主要是维持; 然而,它们在干细胞更新和分化中的作用(已经在 microRNA 中建立)还有待详细研究。
图 1. 与肺癌相关的 lncRNA 候选筛选
LncRNA 的保守性较差。 与 rRNA 和 tRNA
一样,lncRNA 通过形成二级结构来运作。 与蛋白质不同,lncRNA 转录本中的 SNP 和移码突变不太可能对 lncRNA
基因产生负面影响,因为只需要转录本的一小部分即可形成 3D 结构以实现正常功能。 与蛋白质编码区相比,补偿性突变在保留 lncRNA
二级结构方面相对更常见。
在癌症干细胞中,lncRNA目前被发现参与增殖、迁移、代谢、衰老、自噬、侵袭、凋亡、分化和多能性。 如表中所示,它们形成关联,创造相关蛋白质、mRNA 和 microRNA 的调节功能。
lncRNA 转录本列表及其各自的分子关联和效应(Mauger,2019)
LncRNA转录本 | 分子关联 | 调节功能的作用 |
LINC00675 | 增加波形蛋白的磷酸化 | 抑制胃癌转移 |
长链非编码RNA | 阻断 miR-196a/b 介导的 LAPTM4B 抑制 | 促进肝癌的生长和转移 |
FAL1 | 稳定BMI1蛋白 | 调节 CDKN1A 表达和肿瘤生长 |
LncRNA CASC11 | 增加蜗牛mRNA的稳定性 | 促进骨肉瘤转移 |
Lnc-DILC | 通过灭活 IL-6 转录来抑制 IL-6/STAT3 信号传导 | 抑制肝癌和结直肠癌的肿瘤发生和转移 |
激活 Wnt/β-catenin 通路 | 促进胆囊癌细胞的致瘤性和转移 |
在某些情况下,lncRNA 转录本可以根据某些分子相互作用促进或抑制转移和肿瘤生长。例如,在肝癌干细胞中下调的 lnc-DILC 或 lncRNA 作为肿瘤抑制因子,通过 IL-6 转录失活抑制 IL-6/STAT3 信号传导,从而抑制肝癌和结直肠癌的肿瘤生长和转移。 相反,lncDILC 也可以在胆囊癌中上调,通过 Wnt/β-catenin 通路激活促进胆囊癌细胞的转移和肿瘤起始。
LncRNA 杂交方法和蛋白质/RNA 免疫沉淀是为鉴定 lncRNA-蛋白质相互作用而开发的两种方法。 具体来说,它们是 ChIRP、CHART、RAP、CLIP、HITS-CLIP 和 PAR-CLIP。 此外,新的 lncRNA 生物标志物的鉴定是通过微阵列和 RNA-seq 进行的。RT-qPCR 和数字 PCR 可以分析有限的一组探测 lncRNA 并量化低丰度 lncRNA。
参考文献:
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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