综述:长链非编码RNA通过调控酶促反应优化癌症代谢和蛋白质修饰的机制

【字体: 时间:2025年08月16日 来源:Experimental & Molecular Medicine 9.5

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  这篇综述系统阐述了长链非编码RNA(lncRNA)作为"分子微调器"在癌症中的双重调控机制:既通过直接结合代谢酶(如ENO1、LDHA、ACLY等)重编程糖酵解和TCA循环等核心代谢通路,又通过调控磷酸化、泛素化、SUMO化等翻译后修饰(PTM)影响关键信号转导。文章创新性地提出lncRNA的"支架功能"理论(如NEAT1_1协调PGK1-PGAM1-ENO1复合体),为开发基于RNA的癌症靶向治疗提供了新视角。

  

长链非编码RNA(lncRNA)作为关键调控因子,通过独特的分子机制参与癌症发生发展。这些长度超过200个核苷酸的RNA分子,虽不编码蛋白质,却能精确调控细胞代谢和蛋白质功能,成为癌症治疗的潜在靶点。

LNCRNAS作为代谢酶活性的调节剂

在代谢重编程领域,lncRNAs展现出惊人的调控能力。糖酵解过程中,lncRNA-6195通过结合烯醇化酶1(ENO1)的237-405氨基酸区域,显著抑制其催化活性,降低磷酸烯醇式丙酮酸水平。这种相互作用促使肝癌细胞从糖酵解转向氧化磷酸化,为代谢干预提供新思路。

更具突破性的是lncRNAs的"分子支架"功能。短亚型NEAT1(NEAT1_1)在乳腺癌中充当PGK1、PGAM1和ENO1的组装平台,通过底物通道效应将三种糖酵解酶紧密连接,加速葡萄糖转化为丙酮酸的最后步骤。类似地,c-Myc诱导的glycoLINC(gLINC)能同时结合PGK1、ENO1、PKM2和LDHA,在氨基酸匮乏时维持ATP供应。

三羧酸循环(TCA)同样受lncRNAs精细调控。鼻咽癌中高表达的TINCR与ATP柠檬酸裂解酶(ACLY)结合,保护其免受泛素化降解,维持乙酰辅酶A水平。而AC020978通过稳定苹果酸脱氢酶2(MDH2),促进α-酮戊二酸向2-羟基戊二酸(2-HG)转化,激活AKT信号通路推动肺癌进展。线粒体定位的GAS5则直接抑制琥珀酸脱氢酶复合体(SDH),影响乳腺癌预后。

LNCRNAS作为蛋白质修饰的调节器

在蛋白质翻译后修饰层面,lncRNAs展现出同等重要的调控作用。磷酸化调控中,LINP1通过遮蔽eIF2α磷酸化位点,阻断PERK介导的内质网应激反应,促进皮肤鳞癌存活。而CamK-A则像"分子变构剂"般改变钙调蛋白激酶(PNCK)构象,增强其对IkBα的Ser32磷酸化效率,激活NF-κB信号通路。

泛素化系统中,HOTAIR发挥"分子胶水"作用,同时结合E3连接酶DZIP3/MEX3B及其底物Ataxin-1/Snurportin-1,将泛素化效率提升数倍。这种独特的支架功能加速了靶蛋白降解,诱导细胞衰老并塑造促肿瘤微环境。

SUMO化调控方面,PSTAR通过双重机制激活p53:既增强hnRNP K与p53结合,又抑制SENP2去SUMO化活性。这种精密调控维持了hnRNP K的SUMO化状态,阻断MDM2介导的p53泛素化降解,最终激活p21等抑癌基因表达。

结论与展望

现有研究仅揭示lncRNA调控网络的冰山一角。未来需深入探索:①代谢酶RNA结合域的精确鉴定;②lncRNAs在氨基酸代谢中的调控作用;③PTM调控的组织特异性。这些研究将推动基于lncRNAs的精准治疗策略开发,为癌症治疗开辟新途径。

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