Lin28/Let-7在肿瘤中的研究进展

申昊 综述 谢明祥 审校

(遵义医学院附属医院神经外科，贵州 遵义 563000)



Lin28/Let-7在肿瘤中的研究进展

申昊 综述 谢明祥 审校

(遵义医学院附属医院神经外科，贵州 遵义 563000)

Lin28; Let-7; 肝癌； 肺癌； 神经胶质瘤

Lin28是存在于高级真核生物的一种在结构上高度保守的RNA结合蛋白，对人体的正常发育及某些疾病状态有着重要作用[1]。在人体细胞中，Lin28对Let-7的转录有负性调节的作用，抑制Let-7成熟体的合成，上调细胞周期，促进干细胞的增殖。在人类肿瘤干细胞中，Lin28可通过选择性抑制Let-7成熟体的加工合成，从而促进肿瘤干细胞增殖及抑制其凋亡，最终导致肿瘤发生；在人类肿瘤细胞中，Lin28呈现高表达状态，而Let-7呈低表达状态，普遍认为Lin28与Let-7是一对相互抑制和负向调控的因子，故被称为双向负反馈调节轴或调节环。本文对Lin28及Let-7在肿瘤细胞中表达的研究进展进行综述如下。

1 Lin28和Let-7

1.1 Lin28的生理功能 Lin28的生理功能Lin28最早发现于秀丽隐干线虫中，在生长发育过程中对基因的时序基因差异表达起着重要的调节作用，Lin28主要存在于高级真核生物中。在人体干细胞中除Lin28(Lin28A)存在以外，还发现有一同源基因Lin28B，在结构与功能上Lin28A与Lin28B保持高度的相似性[2]。Lin28在胚胎发育、细胞代谢以及肿瘤发生均有重要作用。研究[3]发现，Lin28可促进胚胎肝细胞的增长：(1)Lin28可使人类iPSC克隆数量增加；(2)在小鼠胚胎干细胞中，Lin28过表达可加速细胞增殖，而抑制Lin28可减慢细胞增殖；(3)Lin28表达降低可导致胚胎干细胞中转录因子HMGA1蛋白水平下调。Lin28在胚胎干细胞中高度表达，但在干细胞变异时被抑制。在哺乳动物中，Lin28也与涉及细胞代谢的过程，在小鼠糖尿病模型中发现Lin28通过抑制Let-7促进insulin-PI3K-mTOR通路调节细胞糖代谢，而过表达的Let-7则表现胰岛素抵抗和糖耐量受损[4]。研究[5]发现，Lin28/Let-7通过调节PDK1促进非小细胞型肺癌细胞的糖酵解并影响肿瘤干细胞的功能。研究[6]证明，Lin28是一种致癌基因，它在多种肿瘤细胞中过表达，促进肿瘤细胞的增殖和肿瘤的发展，Lin28的表达也与恶性肿瘤患者的生存密切相关。

1.2 Let-7的生理功能 Let-7的生理功能Let-7是最早发现于秀丽隐干线虫中的一种miRNA，参与细胞的生发、发育及凋亡等，MicroRNA(miRNA)是指长度约21～25 nt的某些特殊的小型非编码RNA组成的家族，是一种结构上高度保守的非编码RNA，在转录过程中，它主要与靶基因mRNA互补结合，使mRNA的降解或翻译抑制，以此调控靶基因的表达。成熟Let-7与Argonaute蛋白、Dicer和免疫缺陷病毒I型反式激活应答原件RNA结合蛋白(TRBP)组合形成RNA诱导沉默复合体(RISC)，成熟Let-7主要通过与靶mRNA 3’端非翻译区互补结合，引导RISC与靶mRNA结合，引起靶mRNA翻译抑制或者mRNA降解，从而调节细胞生长增殖[7]。研究[8]还发现，Let-7的异常表达也与人类多种疾病如肿瘤、心血管等疾病的发生相关。

2 Lin28/Let-7双反馈调节机制

Lin28与Let-7之间存在着双向反馈调节机制，Let-7可抑制Lin28的翻译，而Lin28也可以阻断Let-7的成熟，这一双反馈调节机制不仅在干细胞增殖过程中存在，而且对肿瘤的发生同样有着重要的作用。A.X.Chen等[9]的研究说明：存在于Lin28上并接近于与Let-7结合位点的rs3811463变异体，能够阻断Lin28/let-7信号环路，最终导致Lin28蛋白水平的增高及Let-7水平的降低。

在生物体细胞核中，Let-7首先经RNA聚合酶II催化转录生产初级转录产物(pri-let-7)，再经酶-蛋白复合体(RNaseⅢ Drosha-DGCR8蛋白)切割后产生前体pre-Let-7，pre-Let-7经转运蛋白Exportin-5转运至细胞浆中，在最后阶段由另一种RNaseⅢ Dicer进一步切割形成成熟Let-7[9]。在人体中，Lin28及其同源基因Lin28B有着77%同源性[10]，Lin28作用于Let-7成熟加工过程，可通过多种途径发挥抑制作用。

Lin28能与pri-Let-7结合，阻碍Drosha-DGCR8复合物与pri-Let-7的结合，抑制成熟Let-7的形成，使其表达水平显著降低[11]。Lin28与pre-Let-7的茎环结构结合，影响Dicer对pre-Let-7的切割，抑制成熟Let-7的形成，使其表达水平降低[12]。I.Heo[13]研究发现Lin28可诱导pre-Let-7的3`末端尿苷化，使其被Dicer切割，抑制成熟Let-7生成，也使其在细胞中的水平降低。在人体细胞核中的Lin28B通过TUTase-非依赖的方式阻断对pri-mRNA的加工，其中的机制可能是使pri-Let-7与Dorsa-DGCR8复合物隔离，阻止两者的接触从而阻碍pre-Let-7的成熟[14]。

由此可推断，Lin28可通过多种途径抑制Let-7合成过程中关键酶及使其前体尿苷化等方式，阻断Let-7成熟体的产生，使其表达水平降低；同样，Let-7也可抑制Lin28的表达，这一双反馈机制对人类细胞增殖和肿瘤发生有着重要的调节作用。

3 Lin28/Let-7与肿瘤

研究[15]表明，Lin28与肿瘤的发生和发展有关。当Lin28正常表达时，它可以联合OCT4、SOX2以及NANOG将人体纤维母细胞重新编程为多功能干性细胞，而它的过度表达则可引起细胞的恶性转变,研究发现，在所研究的500例原发性肿瘤及细胞系中，例如肝细胞性肝癌、肺癌等肿瘤中，Lin28在大约15%肿瘤细胞中存在高表达，特别是低分化及预后差的肿瘤，此外，Lin28的过表达也与患者的总体生存率和肿瘤复发的机率呈正相关关系。

Let-7对多种致癌基因具有调节作用，包括Ras、c-Myc和Hmga2，而且，Let-7的低表达也与多种肿瘤类型相关，例如肺癌、肝癌等肿瘤。研究[16]证明，分化好的肿瘤中Let-7呈高表达，而其靶向的原癌基因(Hmga2和Ras)表达下调，因此Let-7对肿瘤有很强的抑癌基因作用。Let-7的表达水平可作为肿瘤分化程度的标志，分化程度越低的肿瘤其表达水平也越低。

3.1 Lin28/let-7与肺癌 Lin28/Let-7与肺癌Xiao的研究通过对103例肺癌组织及40例人癌旁组织中Lin28B蛋白表达检测发现，Lin28B蛋白在肺癌组织中的表达明显高于人癌旁组织，并且，通过对不同分期的肺癌组织中检测发现，Lin28B蛋白在Ⅲ、Ⅳ期的肺癌表达明显高于Ⅰ、Ⅱ期的肺癌组织，由此可推论，Lin28B蛋白的高表达参与了肺癌的发生，并与肺癌低分化、淋巴结转移、远处转移及TNM分期呈正相关关系[17]。

J.Takamizawa等研究[18]发现，在肺癌组织及肺癌细胞中，Let-7的表达水平显著降低，并且，Let-7的瞬时高表达能抑制肺癌细胞的生长。Esquela-Kerscher等[21]通过免疫缺陷鼠实验和培养多细胞系非癌细胞实验证明,Let-7能够直接抑制肺癌细胞的生长。

3.2 Lin28/Let-7与肝癌 Lin28/Let-7与肝癌肝细胞癌是最常见的原发性肝脏肿瘤，现已成为全球癌症死亡的首要病因。相关研究发现，Lin28在肝细胞癌中频繁高度表达，H.Liem[19]的研究通过“反向药物有道转基因超表达技术”，证明了Lin28在小鼠肝细胞中被异常激活，对肝细胞癌的发生有推动作用，而且，Lin28的低表达能有效抑制肝细胞癌的发生发展，并能延长小鼠的生存周期。Lin28在人类肝细胞癌中广泛表达，这足以证明Lin28过表达的重要性，它与人类肝细胞癌的发生有着重要的作用。

L.Gramantieri等[20]通过比较肝癌组织和肝硬化肝组织的研究中发现，Let-7在肝细胞癌中表达下调，这说明Let-7与肝癌的发生有密切的相关性。

3.3 Lin28/Let-7与神经胶质癌 Lin28/Let-7与神经胶质瘤神经胶质瘤是人脑肿瘤中最常见的恶性肿瘤，约占颅内肿瘤的40.49%，神经胶质瘤其侵袭性强，且复发率高。利用“基因微阵列分析”和“免疫组织化学”检测Lin28基因的表达，发现Lin28基因的高表达与OS及PFS的减少有关，并且对于胶质瘤患者来说，Lin28可作为一个独立的影响因子与其预后有关。研究[21]发现，Lin28可促进细胞周期从G1相到S相的进展，并增加处在G2/M相的细胞百分比数量。此外，Lin28基因还可以阻止胶质瘤细胞的凋亡。

研究[22]发现，Let-7在正常脑组织中呈较高水平表达，而在胶质瘤组织中则呈低水平表达，并通过将Let-7转染至U87细胞中，上调其在细胞中的表达，实验发现U87细胞的生长明显受抑制，随时间推移，还出现了细胞凋亡及侵袭性明显下降。这充分证明了Let-7对神经胶质瘤细胞的生长具有抑制作用。

综上所述，Lin28在人类神经胶质瘤中呈高表达，对胶质瘤的发生、发展具有促进作用；Let-7在人类神经胶质瘤中呈低表达，对胶质瘤的发生、发展具有抑制作用。但目前基于Lin28/let-7对神经胶质瘤作用的研究少，对Lin28/Let-7 miRNA双向反馈调节的机制仍缺少支持。

4 问题与展望

尽管目前对Lin28/Let-7对肿瘤的作用的研究取得了较多进展，并证明了它在多方面的作用，但其对肿瘤的作用机制及调节机制仍不明确，但随着分子生物学新技术的开发及运用，Lin28/Let-7的研究会更加深入，会对人类神经肿瘤病理机制、治疗理论提供更全面的帮助。

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