肿瘤防治研究  2014, Vol.41 Issue (6): 689-692.   PDF    
RNA干扰技术抑制涎腺腺样囊性癌的研究进展
李 战,农晓琳     
530021南宁,广西医科大学口腔医学院口 腔颌面外科
摘要:涎腺腺样囊性癌是头颈部常见的恶性肿瘤之一,具有早期易血行转移,嗜神经侵袭,术后易 局部复发及远处转移等特点。目前,对丧失手术机会的患者尚缺乏有效的治疗手段。RNA干扰作为 一种可高效、特异性沉默目的基因的手段已被广泛应用于各种肿瘤研究。通过利用RNA干扰技术沉 默腺样囊性癌的癌基因、抗凋亡因子及黏附、迁移相关因子等基因的表达后,腺样囊性癌的发展受到 了明显的抑制。本文拟对涎腺腺样囊性癌的RNA干扰治疗进展进行综述。
关键词: 腺样囊性癌     RNAi     基因沉默     治疗    
Research Progress of RNA Interference Inhibiting Salivary Adenoid Cystic Carcinoma
LI Zhan, NONG Xiaolin    
Department of Oral and Maxillofacial Surgery, College of Stomatology, Guangxi Medical University, Nanning 530021,China
Abstract:Salivary adenoid cystic carcinoma (SACC) is one of the common types of malignancies in head neck region.With high aggressive potential,SACC tends to invade blood vessels and nerves at an early stage and is prone to recurrence and distant metastasis.Yet, there are no effective therapies for patients in the late stages which have no indication for operation.RNA interference (RNAi) is a gene-silencing technology, resulting in the sequence-specifi c silence of target gene effi ciently and specifi cally. It has been applied widely in the research of various tumors. RNAi technology has been successfully used to inhibit SACC by suppressing the expression of oncogenes, anti-apoptotic factors and factors associated with adhesion and metastasis. This review describes current research progress of RNA interference inhibiting salivary adenoid cystic carcinoma.
Key words: Salivary adenoid cystic carcinoma     RNAi     Gene silencing     Treatment    
0 引言

涎腺腺样囊性癌(salivary adenoid cystic carcinoma,SACC)的神经侵袭及远处转移能力较 强,治疗棘手,预后较差。近年来,RNA干扰 (RNA interference,RNAi)技术成为抗肿瘤治疗的热 点。现对SACC的RNA干扰研究进展进行综述。 1 涎腺腺样囊性癌概况

近年来涎腺肿瘤发病逐年递增,且其中恶性 肿瘤发病亦呈递增趋势,其中SACC发病率高居第 2位,它好发于腮腺、舌下腺及小涎腺[1],各人种 发病率无明显差异[2]。目前,考虑到其侵袭性, SACC的治疗多采用手术扩大切除原发病灶,辅以 术后放疗的综合治疗方案。该方法可一定程度上 控制其局部复发,但疗效尚不理想[3]2 RNA干扰技术及其在涎腺腺样囊性癌治疗中的 应用

近年来,肿瘤的基因治疗尤其是RNA干扰治 疗成为研究热点。RNA干扰是指通过内源性或外 源性双链RNA(double-stranded RNA,dsRNA)的 介导,特异性降解相应序列的mRNA,导致靶基 因的表达沉默,产生相应的功能型缺失的现象。 RNAi 技术可快速、经济、简便地以序列特异方式 剔除目的基因的表达,在恶性肿瘤的治疗中极具 应用前景[4]

目前RNAi研究SACC的基本思路是设计并人 工合成特定基因(包括癌基因、抗凋亡分子、黏 附迁移相关因子等)的外源性双链RNA,如小分子干扰RNA(small interference RNA,siRNA),或 小茎环状RNA(short hairpin RNA,shRNA),转染 至SACC细胞系,经PCR和(或)免疫印迹技术从 RNA水平和(或)蛋白表达水平验证其对特定基 因的沉默效率后,通过体外实验检测沉默特定基 因的表达后对SACC细胞的增殖、凋亡、侵袭及 转移能力的影响,并通过裸鼠成瘤实验检测其对 SACC细胞的体内成瘤性、肺或局部淋巴转移能力 的影响。 2.1 癌基因

腺样囊性癌的发生、发展与癌基因的激活及 抑癌基因的失活有密切关系。 2.1.1 癌基因Bcl-2

Bcl-2被认为是可抑制凋亡的 癌基因[5],且其表达与肿瘤化疗及放疗耐受密切相 关。张福军等[6]使用顺铂(CDDP)诱导筛选出耐 药人腺样囊性癌ACC-3/CDDP细胞,利用RNAi技 术沉默ACC-3/CDDP 细胞Bcl-2基因后细胞生长受 到明显的抑制,细胞凋亡改变进行性加重。 2.1.2 癌基因H-ras

原癌基因H-ras可在细胞生长 及代谢过程中将表皮生长因子和胰岛素的刺激信 号转入相应的靶细胞,从而启动肿瘤发生。利用 RNAi技术沉默SACC细胞H-ras基因后其细胞增殖 受抑制,G0/G1期比例增加;凋亡率显著升高,裸 鼠体内成瘤能力降低[7]2.1.3 癌基因SOX4

SOX家族是一类可与DNA 序 列特异结合的转录调控因子。SOX4是SOX家族的 一员,已被定义为一个致癌基因,与恶性肿瘤的 生长及患者预后密切相关[8]。SOX4在腺样囊性癌 中高表达,RNAi技术沉默其表达后,细胞增殖活 性下降51%,凋亡率高达85%[9]2.2 抗凋亡分子survivin

Survivin 是近年来发现的凋亡抑制蛋白因子 家族的一个新成员,特异性表达于某些恶性肿 瘤中,且与肿瘤耐药密切相关[10]。半胱氨酸酶 (caspase)是细胞凋亡的核心机制,survivin主要通 过抑制caspase的活性而发挥其抗凋亡作用[11]。 Survivin在腺样囊性癌细胞中高表达,汪欣等[12]利 用RNAi技术沉默人腺样囊性癌ACC-2细胞survivin 表达后,其caspase-3表达明显增加,细胞增殖受 到抑制,凋亡受到促进。向裸鼠体内注射稳定转 染了survivin基因的RNAi重组质粒后的人腺样囊性 癌ACC-2细胞后,发现survivin表达明显降低,且 移植瘤体积明显减小。说明RNAi沉默人腺样囊性 癌survivin表达后可增强caspase的活性,有效抑制 腺样囊性癌细胞的体外生长,并抑制裸鼠体内移植瘤的生长[13]2.3 黏附、迁移相关因子

恶性肿瘤的局部侵袭及远处转移是造成其致 死的重要原因之一,因此,不少学者将目光投向 与此密切相关的细胞因子上面,并进行了一系列 的研究。 2.3.1 钙黏素12

钙黏素12(Cadherin12,CDH12) 可调节肿瘤细胞的侵袭性,还可能通过与内皮细 胞的相互作用来促进肿瘤的转移。涎腺腺样囊性 癌SACC-M高转移细胞中CDH12表达明显高于 SACC-2低转移细胞。通过腺病毒转染CDH12 基 因至SACC细胞可明显提高其体外侵袭性和迁移 能力,提示CDH12可能在 SACC 的侵袭转移中起 着重要作用。利用RNAi技术沉默SACC-M细胞的 CDH12 基因表达后,SACC-M 细胞体外侵袭、迁 移运动能力明显降低[14]2.3.2 去整合素-金属蛋白酶ADAM9、ADAM10

ADAM(a disintegrin and metalloprotease)家族 是一类广泛参与各种生理功能的Ⅰ型跨膜蛋白家 族,可通过调节细胞间黏附和蛋白酶活性,降解 细胞外基质,控制细胞黏附、移动,是一类新发 现的与人类肿瘤转移密切相关的蛋白家族。在 ADAM 家族成员中,ADAM9、ADAM10 与肿 瘤发生、发展、转移的关系尤为密切。ADAM9 在腺样囊性癌淋巴结转移组织中的表达比原发灶 组织中显著增高,且在腺样囊性癌高转移细胞 SACC-LM的表达明显高于腺样囊性癌低转移细胞 SACC-83,表明ADAM9与腺样囊性癌的转移密切 相关。采用 RNAi技术沉默SACC-LM 中ADAM9 基因的表达后,发现细胞增殖能力下降,出现S期 阻滞,并且肿瘤细胞的体外侵袭能力显著下降。 通过尾静脉注射ADAM9基因沉默后的SACC-LM 细胞至裸鼠后,其肺转移能力明显受到抑制。 提示沉默ADAM9基因后可抑制SACC细胞体外 增殖能力、侵袭能力及体内肺转移特性[15]。沉默 ADAM10基因亦可出现类似的生物学效应[16]2.3.3 DNA结合抑制蛋白

DNA结合抑制蛋白 (inhibitor of DNA binding,Id)属于转录调节因子 家族,在细胞生长和分化方面具有广泛的调节作 用。Id-1是迄今为止发现的4个Id蛋白家族成员中 最重要的一个,与人类多种肿瘤的发生发展有密 切的关系。研究发现Id-1在腺样囊性癌组织中,尤 其是转移组织及高临床分期的病例中高表达[17]。 Id-1在涎腺腺样囊性癌高转移细胞ACC-M和低转 移细胞ACC-2中均有表达,且在ACC-M中表达高于ACC-2;RNAi技术沉默Id-1基因后,ACC-M和 ACC-2的生长和侵袭能力均受到抑制,且ACC-M 受抑制程度比ACC-2更深[18]。而注射ACC-M细胞 至裸鼠诱导成瘤后,于肿瘤组织内局部注射Id-1靶 向siRNA,其成瘤性及Ki67的表达受到明显抑制, 凋亡增加,细胞增殖及侵袭也受到明显抑制[19]2.3.4 细胞外基质金属蛋白酶诱导因子

细胞 外基质金属蛋白酶诱导因子(extracellular matrix metalloproteinase inducer,EMMPRIN) 即CD147,属 于免疫球蛋白家族,是一种可以诱导基质金属蛋 白酶(matrix metalloproteinase,MMP)表达的跨膜蛋 白,在SACC组织中表达增高,并与局部神经及血 管侵犯呈正相关[20],且其在高转移细胞中表达高 于低转移细胞系[21]。Yang等[22]通过RNAi技术沉默 其腺样囊性癌SACC-83细胞的表达后,发现癌细 胞的增殖、黏附、神经侵袭性及MMP2、MMP9的 分泌受到明显抑制,体外实验发现肿瘤生长和以 Ki-67为标志的增生指数受到明显抑制。利用裸鼠 神经侵袭模型,发现CD147沉默后癌细胞对坐骨 神经侵袭性丧失。以上研究表明,抑制EMMPRIN 表达可介导抑制SACC细胞的MMP2、MMP9的分 泌,并抑制神经侵袭,可望成为抑制其神经侵袭 性的新靶点。 2.3.5 细胞黏附分子CD146

CD146是一种新发现 的Ca2+非依赖性细胞黏附分子,属于免疫球蛋白超 家族成员,特异性表达于肿瘤新生血管并参与肿瘤 血管生成,在血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)受体磷酸化过程中发挥必要 作用,作为细胞表面受体促进血管生成[23]。利用 RNAi技术沉默腺样囊性癌高转移细胞ACC-M的 CD146表达后,可阻断其从G0/G1到S期的转化,且 其细胞增殖、嗜神经侵袭性明显受到抑制[24]2.4 调控细胞周期及核酸、细胞外基质合成相关 因子 2.4.1 细胞周期调控因子Skp2

细胞周期异常在 肿瘤的发生中起重要作用,尤其是调控G1期进程的 调节因子更经常成为致癌因素作用的对象。通过G1 晚期限制点的细胞将不受胞外信号的控制,进入增 殖过程。p27在细胞从G1到S期的转化调节中起重 要作用。腺样囊性癌发展过程中,其p27基因因降 解高而呈低表达,其表达越低则预后越差。Skp2 (S-phase kinase-associated protein 2)是介导 p27 降解的关键蛋白,磷酸化的 p27 是能被 Skp2 识别 的靶分子,Skp2在多种癌组织中呈高表达。利用 RNAi技术沉默SACC细胞Skp2基因表达后,其p27基因表达明显升高,细胞生长受到明显的抑制[25]2.4.2 DNA合成调控因子胸苷酸合成酶

胸苷酸 合成酶(Thymidylate synthase,TS)是一种叶酸依 赖酶,在DNA合成中发挥重要作用,也是5-氟尿 嘧啶等化疗药物的重要作用靶点。Shirasaki等[26]发 现ACC3细胞中TS表达明显升高,构建TS基因的 靶向siRNA片段,并转染至ACC3中,发现转染后 可明显抑制其细胞增殖,S期的细胞明显增多,免 疫印迹法发现其p53、p21和活化caspase-3明显增 加,并通过裸鼠模型进一步证实了其抑制成瘤及 促进细胞凋亡的作用。 2.4.3 蛋白聚酶合成因子木糖基转移酶

木糖基 转移酶(xylosyltransferase-I,XTLY-I)是蛋白聚 酶生物合成的限制因素,Shi等[27]通过构建其靶向 shRNA,沉默腺样囊性癌高转移细胞株SACC-M的 XTLY-I基因的表达后,可明显抑制其产生及分泌 蛋白聚酶的能力,且抑制率随时间的延长进行性 上升,并可抑制其黏附、侵袭以及迁移。 3 总结及展望

RNA干扰治疗为SACC提供了一种潜在的有效 的治疗方法。近年来学者们从腺样囊性癌的不同 影响因素相关基因设计siRNA并进行了一系列研 究,并取得了一定进展。

肿瘤是多基因疾病,单基因治疗局限性较 大,多基因联合治疗具有更大的合理性与优越 性,提示我们需积极探索新的更多的基因靶点。 腺样囊性癌具有高神经侵袭性,神经生长因子 (nerve growth factor,NGF)及VEGF的高表达与其 复发及预后密切相关[28],提示利用RNAi技术沉默 这两种生长因子的表达可望成为腺样囊性癌的治 疗新靶点。

目前,腺样囊性癌的RNAi治疗尚处于理论研 究阶段,其临床应用仍需进一步探索。

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