胃癌(GC)是最常见的恶性肿瘤之一,也是全球癌症相关死亡的第三大原因。但是,由于对其发病机制仍缺乏了解,新的治疗策略发展缓慢,我国的胃癌发病率和死亡率仍然处于排名前三。长链非编码 RNA (lncRNA) 是一类长度超过 200 nt 的非编码 RNA。它们通过调节参与增殖、分化、凋亡、细胞周期、侵袭、转移、DNA损伤和致癌作用的基因的表达,在广泛的生理和病理过程中发挥着至关重要的作用。已在各种癌症类型中发现了 lncRNA 的异常表达。越来越多的证据表明,lncRNAs参与了GC发病机制的许多方面,包括其发生、转移和复发,表明它们作为新型生物标志物在GC的诊断、预后和治疗靶点方面的潜在作用。理解lncRNA 的生物发生、生物学特性和功能,并强调了它们在 GC 中的关键作用和临床意义可能有助于转化研究成果,开发更好的 GC 诊断和治疗方法。
Long non-coding RNAs: Biogenesis, functions, and clinical significance in gastric cancer - PubMed (nih.gov)
随着RNA测序和生物信息学的快速发展,已经鉴定出大量的lncRNA。这些 lncRNA 有一些共同的生物学特征,包括以下。
(1) lncRNA 已被证明在从原核生物到哺乳动物的所有生物体中高度丰富表达。
(2) lncRNA 在原核和真核细胞中广泛表达,并且具有广泛的多样性。据报道,人类中约有 5,400 到 10,000 多个 lncRNA 转录本。 其中一些类别是由基因组中不同的 DNA 元件产生的,包括启动子、增强子、基因间区域和蛋白质编码基因的相反链,而另一些则是由基因组中不同的 DNA 元件产生的。由具有非经典 RNA 加工途径的长初级转录物产生。
(3) lncRNA 的表达包括更强的细胞类型,与蛋白质编码基因相比,具有组织和时空特异性。
(4) lncRNA 基因的表达频率较低在人类中比 蛋白质编码基因。
(5) 大多数lncRNA基因在进化过程中相对保守,它们的进化速度比蛋白质编码基因快。 lncRNA在一级序列中的保守性较低,其序列相似性主要保留在二级结构中。
lncRNA的基因组起源分类
(A) 正义或 (B) 反义 lncRNA 位于相同或相反链上相关蛋白质编码基因的外显子内或与其重叠。反义 lncRNA 与蛋白质编码基因的转录方向相反。 (C) 双向 lncRNA 位于相关蛋白质编码基因的启动子附近(1 kb 内)并以相反方向转录。 (D) 内含子 lncRNA 来自长内含子,并从相关蛋白质编码基因的内含子内部转录。 (E) 基因间 lncRNA 来源于两个蛋白质编码基因的基因间片段。
(A) 信号 lncRNA 可以作为分子信号响应不同的刺激。这种原型中的 lncRNA 通过直接与 DNA 结合或与激素受体 (HR) 或转录因子 (TF) 结合来调节基因在空间和时间上的表达。 (B) 诱饵。这种原型中的 lncRNA 充当 miRNA 或 TF 的蛋白质诱饵,以防止这些分子与其靶标结合。 (C) 脚手架。 lncRNA 可以作为支架与不同的蛋白质伴侣形成核糖核蛋白复合物,从而调节其靶基因的转录。 (D) 指南。这种原型中的 lncRNA 可以通过将核糖核蛋白复合物引导至其靶基因来调节基因表达。 (E) SINEUPs。这种原型中的 lncRNA 可以通过招募 PTBP1 和 HNRNPK 来增加其靶 mRNA 的翻译,从而形成对靶 mRNA 水平没有影响的翻译起始复合物。
lncRNA对GC信号通路的调控
lncRNA通过调节参与致癌信号通路的关键成分的表达参与GC进展,包括PI3K/AKT (A)、Hedgehog (B)、Wnt/β-catenin (C)、Notch (D)、STAT3 (E) )、MAPK (F)、p53 (G) 和 NF-kB (H) 信号通路。
Reference:
Liu Y, Ding W, Yu W, Zhang Y, Ao X, Wang J. Long non-coding RNAs: Biogenesis, functions, and clinical significance in gastric cancer. Mol Ther Oncolytics. 2021 Nov 11;23:458-476. doi: 10.1016/j.omto.2021.11.005. PMID: 34901389; PMCID: PMC8637188.