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  济宁医学院学报  2022, Vol. 45 Issue (2): 123-126  DOI:10.3969/j.issn.1000-9760.2022.02.012
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王梦雅, 王丽芳. HuR与非小细胞肺癌[J]. 济宁医学院学报, 2022, 45(2): 123-126. DOI: 10.3969/j.issn.1000-9760.2022.02.012.
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WANG Mengya, WANG Lifang. HuR in non-small cell lung cancer[J]. Journal Of Jining Medical University, 2022, 45(2): 123-126. DOI: 10.3969/j.issn.1000-9760.2022.02.012.
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基金项目

济宁医学院贺林院士新医学临床转化工作站科研基金(JYHL2018FMS14)

通信作者

王丽芳,E-mail: lifangwangvip@126.com;

文章历史

收稿日期:2021-09-16
HuR与非小细胞肺癌
王梦雅     综述, 王丽芳     审校     
1. 济宁医学院临床医学院,济宁 272013;
2. 济宁医学院附属医院,济宁 272029
摘要:非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)是最常见的肺癌病理类型,由于早期临床症状不典型,多数患者确诊时已为中晚期。人类抗原R(Hu-antigen R,HuR)是目前研究最广泛的一种RNA结合蛋白(RNA binding proteins,RBPs),在多种肿瘤的胞浆中高表达,并参与调节肿瘤相关基因转录后表达。本文就HuR在非小细胞肺癌中的相关研究进展做一综述。
关键词HuR    RNA结合蛋白    非小细胞肺癌    靶向治疗    
HuR in non-small cell lung cancer
WANG Mengya , WANG Lifang     
1. School of Clinical Medicine, Jining Medical University, Jining 272013, China;
2. Affiliated Hospital of Jining Medical University, Jining 272029, China
Abstract: Non-small cell lung cancer(NSCLC)is the most common pathological type of lung cancer.As there are not typical clinical symptoms in the early stage, it is already in the middle oradvanced stage when diagnosed.Hu-antigen R(HuR)is one of the most widely studied RNA binding proteins(RBPs)with highly cytoplasmic expression, participating in the regulation of post-transcriptional expression of tumor-related genes.This paper will review the research progress of HuR in non-small cell lung cancer.
Keywords: HuR    RNA-binding proteins    Non-small cell lung cancer    Targeted therapy    

肺癌是全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤,85%的患者为非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC),由于临床症状不典型,多数患者确诊时已为中晚期,5年生存率不足15%,严重威胁人类健康[1]。近年来,随着靶向治疗的发展,NSCLC患者2年生存率可达到40%,降低了肺癌的死亡率[2]。因此,寻找NSCLC敏感的分子标记物对于NSCLC患者的预后评估和治疗具有重要意义。人类抗原R(Hu-antigen R,HuR)是一种在人体中普遍表达的转录后调节因子,与多种mRNA结合而发挥不同生物学功能[3]。HuR在肿瘤发生发展中具有促进作用,此外体外靶向治疗中具有抗肿瘤活性,因此深入探索HuR与NSCLC的关系有望为NSCLC患者的治疗提供新方向。

1 HuR

HuR属于胚胎致死性异常视觉基因(embryonic lethal abnormal visual, ELAV)家族的编码蛋白,通过与靶mRNA结合而提高其稳定性和翻译,是重要的肿瘤调节因子[4]。在结构上,HuR主要由3个RNA识别基序(RNA recognition motif, RRM),即RRM1、RRM2及RRM3构成,其中RRM1和RRM2可以高亲和力结合靶mRNA富含AU元件(AU-rich element,ARE)的3'非翻译区(3'-untranslated region,3'UTR),提高mRNA稳定性,从而使mRNA胞核-胞浆转运过程中免受核酸酶降解,促进基因转录后表达[5]

HuR在炎症、动脉粥样硬化、肠道粘膜破坏及肿瘤等刺激下表达增加,其中胞浆HuR在肿瘤组织中表达增加会促进肿瘤增殖、侵袭、转移、淋巴管和新生血管的形成等,在结肠癌、肺癌、前列腺癌、乳腺癌、胃癌等肿瘤中,胞浆HuR表达与肿瘤的恶性行为及预后相关,是肿瘤重要的治疗靶点[6-9]

2 NSCLC中HuR的表达与临床意义

NSCLC胞浆HuR过表达,并且与肿瘤淋巴结转移、TNM分期以及预后有关,但其表达水平与肿瘤组织学类型无关[10]。胞浆HuR过表达促进NSCLC的发展,提示HuR在NSCLC患者预后评估及靶向治疗的应用潜能。

3 NSCLC中HuR的生物学行为 3.1 淋巴管形成与淋巴结转移

新生血管、淋巴管形成是肿瘤生长和侵袭的关键步骤,其中血管内皮生长因子-C(VEGF-C)作为公认的淋巴管生成因子,VEGF-C mRNA 3'UTR通过结合HuR而提高自身稳定性及蛋白表达,从而参与肿瘤淋巴管形成及淋巴结转移[11]。Wang等[10]发现NSCLC胞浆中HuR与肿瘤高LVD或MVD相关,其中siHuR处理的肺癌细胞VEGF-C表达水平显著降低,提示HuR通过调节VEGF-C的表达影响肿瘤淋巴结转移,可作为肿瘤淋巴结转移的预测因子。

3.2 增殖与抑制凋亡

正常情况下,甲状旁腺激素相关肽(PTHrP)参与人体细胞内外钙的转运、骨骼生长及修复,然而在肿瘤组织如乳腺癌中具有促转移的作用,包括常见的骨转移[12]。在肺腺癌细胞系中特异性siRNA-HuR可降低PTHrP mRNA以及相关分泌蛋白,抑制细胞生长并诱导细胞凋亡,提示肺腺癌中HuR上调PTHrP表达,HuR表达降低可抑制PTHrP相关的生物学行为[13]

3.3 侵袭与转移

细胞周期蛋白依赖性激酶3(CDK3)是CDK家族的一员,在正常细胞周期中作用较小,然而在肿瘤细胞中具有促侵袭和迁移的作用。NSCLC细胞HuR可促进肺癌干细胞特性的产生,而该过程是因为HuR结合CDK3 mRNA,最终提高CDK3 mRNA的稳定性和表达,提示CDK3是HuR的靶基因,HuR抑制剂可通过降低CDK3的表达发挥功能[14]。细胞维甲酸结合蛋白(Crabp2)是一种小细胞溶质蛋白,具有促肿瘤侵袭和转移作用,与肿瘤不良预后相关[15]。在高转移性NSCLC细胞中Crabp2表达增加,抑制HuR可逆转Crabp2的侵袭、迁移、抗凋亡作用,因此可降低NSCLC细胞转移,降低肿瘤复发率,这为晚期NSCLC患者的治疗提供了一种新方向[16]

4 HuR特异性抑制剂与NSCLC

肺癌的发生是一个多阶段逐渐演变的过程,涉及一系列基因改变,目前已知的癌基因如HER家族、ALK融合基因、RAS基因家族、MDM2基因等与肿瘤的发生较为密切,相关的靶向药物显示出了较好的抗肿瘤效应。HuR作为转录后调节因子,其功能依赖于HuR二聚化及胞浆-胞核穿梭,因此改变HuR与靶基因的结合、抑制胞核-浆转运或降低胞浆HuR表达均会影响HuR及其靶吗RNA的功能[17]

4.1 纳米药物

纳米颗粒(nanoparticles,NPs)是利用纳米技术制备的纳米级微粒或胶囊,经癌细胞特定受体的配体修饰后可以表现出对癌细胞更好的靶向性及更高的肿瘤抑制作用,靶向纳米颗粒治疗已经受到越来越多的关注[18]

Muralidhara等[19]发现携带HuR-siRNA的胆固醇脂质纳米颗粒(HuR-FNP)可诱导人NSCLC细胞(H1299细胞)G1期停滞和凋亡,导致癌细胞生长受到抑制,同时还观察到HuR调节的癌蛋白(细胞周期蛋白D1、细胞周期蛋白E和Bcl-2)表达降低,抑癌基因p27表达增加,证明了HuR是非小细胞肺癌治疗的靶点。后续体外实验及肺转移模型中也发现了携带HuR-siRNA的NPs具有更强的细胞毒性,导致NSCLC细胞系(A549、HCC827)活性降低,细胞迁移和侵袭受到抑制[20]。另外,HuR-NP在恶性黑色素瘤细胞系中也显示出相同的抗肿瘤活性[21]。尽管以上研究都显示了HuR-NPs具有强大的抗肿瘤效应,但近年来以纳米材料为基础的研究在NSCLC的治疗中无明显进展,因此基于siRNA的治疗转化到临床上仍然是一个挑战。

4.2 分子靶向药物

与传统化疗药物相比,针对驱动基因阳性的小分子靶向药物在NSCLC中表现出高效、低毒副反应及高特异性等特点,已经成为肿瘤患者的重要治疗手段。因此, 开发针对HuR结合位点的药物将影响HuR功能从而发挥抗肿瘤效应。

CMLD-2是一种新的针对HuR的小分子抑制剂,在结肠癌、胰腺癌、甲状腺癌等不同癌细胞系中表现出抗肿瘤活性,研究认为由调节增殖与抗凋亡途径的HuR-mRNA稳定性降低所致[22]。Allegri等[23]发现经CMLD-2治疗的NSCLC细胞(A549、HCC827、H1299、H1975)中HuR调节蛋白(Bcl2和p27)mRNA降低,导致G1期停滞并诱导细胞凋亡,表现出抗肿瘤作用。同样地,其他HuR小分子抑制剂通过竞争性结合HuR可降低靶mRNA稳定性,如MS-444在脑胶质母细胞瘤中可抑制肿瘤血管生成、免疫逃避和细胞凋亡抑制相关mRNA的表达[8],KH-3在转移性乳腺癌细胞中破坏HuR-FOXQ1mRNA结合,从而抑制癌细胞侵袭和转移[24]。值得注意的是,由于HuR介导多种肿瘤相关mRNA的表达,HuR抑制剂在体内对肿瘤生长的抑制涉及不同途径。因此,在NSCLC中,HuR是否能成为肿瘤治疗靶点,还需进一步探索HuR靶基因的表达状态。

4.3 中医药治疗

HuR主要分布于细胞的胞核中,其中HuR的胞浆-胞核转运对于mRNA的稳定及表达至关重要,抑制HuR转运具有抗肿瘤作用[6, 17]。研究发现雷公藤甲素通过抑制HuR从胞核转运到胞质中,影响下游COX-2 mRNA稳定性及表达,最终抑制癌细胞的增殖和侵袭[25]。此外,经猪苓多糖处理的肺癌细胞(A549)表现出HuR胞浆-胞核表达异常,这降低了Cyclin D1 mRNA的稳定性及Cyclin D1蛋白的表达,抑制癌细胞增殖作用。

根据以上研究,HuR作为NSCLC治疗的新靶点,主要通过3种方式发挥抗肿瘤作用:1)沉默HuR表达;2)抑制HuR与靶mRNA结合;3)抑制HuR的胞核-胞浆转运。此外,其他研究发现HuR表达状态会影响肿瘤细胞对微环境的敏感性,一方面HuR表达增加促进肿瘤的耐药性,另一方面联合HuR抑制剂可增加化疗药物的敏感性,这进一步证明了HuR在肿瘤治疗中的潜力[26-27]

5 小结与展望

近年来,低剂量螺旋CT的广泛应用提高了肺癌的早诊断率,使得越来越多的患者通过手术达到治愈[1]。对于中晚期NSCLC患者,靶向治疗的加入也显著改善了患者的生存。HuR是基因表达中关键的上游调节因子,通过结合不同靶mRNA而参与转录后调控,共同促进肿瘤发展,但HuR在NSCLC中的作用及预后评估价值仍需进一步探索。此外,分子生物学的发展不仅揭示了肿瘤的内在发病机制,同时推进了肿瘤靶向药物的开发,抑制胞浆HuR表达也已经成为肿瘤靶向治疗的研究热点。目前体外细胞系研究显示肿瘤胞浆HuR表达水平同样影响肿瘤微环境,未来或许可进一步研究HuR与肿瘤药物的关系。

利益冲突:所有作者均申明不存在利益冲突。

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