综述:非编码RNA在癌症中的作用:从发病机制到治疗靶点

【字体: 时间:2025年07月01日 来源:Current Opinion in Physiology 2.5

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  这篇综述系统阐述了非编码RNA(ncRNA)作为基因组"暗物质"在癌症中的多重作用,涵盖长链非编码RNA(lncRNA)、微小RNA(miRNA)、小干扰RNA(siRNA)、piwiRNA、snoRNA和环状RNA(circRNA)等亚型。作者重点探讨了ncRNA在肿瘤发生发展、诊断标志物开发及靶向治疗中的应用前景,特别强调了其在癌症干细胞特性维持和治疗抵抗中的调控机制。

  

Introduction
人类基因组中约70%的序列被转录为RNA,但仅2%编码蛋白质,其余功能性分子统称为非编码RNA(ncRNA)。这些"基因组的暗物质"通过调控染色体动力学、RNA剪接、翻译抑制等过程参与生理病理活动。根据长度可分为长链ncRNA(lncRNA,>200nt)和small ncRNA(<200nt),后者又细分为miRNA、siRNA、snRNA、snoRNA和piwiRNA等亚型。近年研究发现,ncRNA在癌症中既可发挥抑癌作用,也可作为原癌基因驱动肿瘤发生,其通过循环ncRNA或外泌体形式进入体液,成为极具潜力的诊断标志物。

miRNAs in Cancer
微小RNA(miRNA)通过结合mRNA的3'UTR调控基因表达,在B细胞白血病中首次被证实可通过抑制BCL-2促凋亡。这类约22nt的小分子参与细胞周期、分化、转移等过程,其表达谱具有组织特异性。例如let-7家族在肺癌中下调导致RAS信号激活,而miR-21在多种肿瘤中过表达促进细胞增殖。

siRNA in cancer
小干扰RNA(siRNA)的基因沉默能力使其成为精准抗癌工具。21-22nt的双链siRNA可通过RNA干扰(RNAi)机制靶向降解致癌基因mRNA,在HeLa等细胞系中已证实可特异性抑制异常增殖相关基因。化学修饰的siRNA类似物正被开发为新一代抗癌药物。

Piwi-interacting RNAs (piRNAs) in Cancer
最初在生殖细胞转座子调控中发现的piRNA,在癌症中展现出调控干细胞特性、转移和耐药的多重功能。其独特之处在于不依赖Dicer酶生成,且能与PIWI蛋白形成效应复合物直接沉默靶基因。例如piR-823通过激活DNA甲基转移酶促进多发性骨髓瘤进展。

SnoRNA in cancer
核仁小RNA(snoRNA)主要指导rRNA修饰,但其衍生的sdRNA片段在结直肠癌等肿瘤中呈现特征性表达模式。HBII-52簇snoRNA异常与Prader-Willi综合征相关肿瘤发生相关,提示其可作为预后预测标志物。

lncRNAs in Cancer
超过200nt的lncRNA通过染色质重塑、转录因子互作等方式调控肿瘤发生。致癌性lncRNA如HOTTIP通过三维基因组调控维持白血病干细胞特性,而抑癌型MEG3则通过激活p53抑制肿瘤生长。部分lncRNA如H19呈现亲印记基因表达特征。

CircRNAs in cancer
环状RNA(circRNA)因其闭合环状结构抵抗核酸酶降解,在体液中稳定性显著优于线性RNA。circHIPK3通过吸附miR-124发挥促癌作用,而circ-Foxo3则通过结合CDK2抑制细胞周期进程。其特殊剪接机制产生的反向互补序列构成独特调控网络。

Role in Cancer Stemness & Therapy Resistance
ncRNA通过Wnt/β-catenin、NF-κB等通路维持肿瘤干细胞(CSC)特性。miR-34家族缺失导致CD44+干细胞群扩增,而lncRNA MALAT1通过调控Twist1促进EMT和耐药。外泌体转运的ncRNA可实现耐药性水平传播。

Conclusion
ncRNA研究仍需突破技术瓶颈,但基于anti-miR寡核苷酸和siRNA适配体的疗法已展现临床潜力。整合多组学数据建立ncRNA调控网络,将推动癌症精准诊疗发展。未来需重点关注ncRNA在肿瘤微环境调控和表观遗传记忆中的作用机制。

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