miR-17靶向DDX5调控肝癌发生发展的机制研究文献综述

一、课题来源与选题依据

1. 国内外研究现状及分析

DDX5调控基因定位于染色体17q21，含有13个外显子。由Lane等[1]最早通过DDX5与猿猴病毒40大T抗原的免疫交叉反应发现。DDX5的解螺旋酶核心含有9个保守模序，这些保守模序对于RNA的结合、ATP的结合与水解以及分子间的相互作用均至关重要。该解螺旋酶核心可分为2个RecA样结构域：D1和D2。结构域D1，由Q-模体及模体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组成。Q-模体位于催化活性中心的N-末端，其上游是一个保守氨基酸，Q-模体可通过调节蛋白质与RNA基质的亲和力影响RNA解螺旋酶的活性[2]。模体Ⅰ和Ⅱ(或称Walker A和B)能够结合ATP，ATP水解产生的能量可通过模体Ⅲ耦合至RNA解螺旋，模体Ⅲ可与其他模体互相合作，构成一个具有高亲和力的RNA结合位点[3]。结构域D2含有一个RNA双重识别区域，由模体Ⅳ、Ⅴ、VI组成，它们在与依赖ATP的RNA底物的结合过程中发挥作用[4]。DDX5是一种具有多种生物活性功能的核蛋白，其主要功能之一是结合单链及双链RNA，并提供RNA双向解螺旋所需的能量以催化RNA二级结构的局部解螺旋。DDX5参与microRNA的加工处理及转录过程。它参与肿瘤的表达调控较为复杂，由多种信号途径调控，具体机制尚未明晰。目前认为，可能与DDX5的转录共激活、翻译后修饰、磷酸化等作用相关。DDX5翻译后修饰的主要方式有泛素化、SUMO修饰和乙酰化。泛素化是目前最复杂和最多元的翻译后修饰，几乎参与细胞内所有的生物学过程。研究发现泛素化修饰可导致DDX5在肿瘤中过度积聚，泛素化的DDX5在肿瘤细胞和正常细胞表达的差异也表明此修饰方式可能在肿瘤形成过程中发挥重要作用[5]。SUMO修饰是一种类泛素蛋白质的翻译后修饰形式，被认为是一种多效修饰。有研究报道SUMO修饰在DDX5的固定位点上进行，可双向调节其转录活性。SUMO修饰可增强DDX5的稳定性并促进其结合至乙酰转移酶p300，由p300介导的乙酰化作用可导致DDX5异常激活。此外，SUMO修饰还可增强DDX5调节转录因子p53和ER的活性[6]，表明DDX5的翻译后修饰可能是其介导肿瘤发展的重要途径。

DDX5的磷酸化也与肿瘤的EMT过程相关。如DDX5在Y593位点磷酸化能促进组蛋白脱乙酰酶(histone deacetylase, HDAC)1和Snail1启动子解构，并启动Snail1基因转录，表达上调的Snail1基因通过募集HDAC至转录启动子以阻断EMT关键分子E-cadherin的转录，导致其表达减少，从而诱导EMT的发生[7]，而肿瘤组织发生EMT可促进肿瘤的侵袭和转移。[8]

微小RNA（microRNA，miRNA）是一类由内源基因编码的长度为19～25个核苷酸的非蛋白编码单链RNA分子，在物种之间高度保守。miRNA通常可作用于一个或多个信使RNA（mRNA），并通过降解mRNA或抑制翻译水平而达到负调控基因表达的目的。miR-17-5p属于miR-17家族，其家族成员还包括miR-20a/b、miR-106a/b和miR-93，该家族已被证实参与生物正常发育以及恶性肿瘤生长及死亡的关键途径［9］。miR-17-5p属于miR-17～92基因簇，该基因簇成员有miR-17、miR-18a、miR-19a、miR-19b、miR-20a、miR-92a，在多种实体及血液系统肿瘤中高表达。miR-17在多种肿瘤中表达，与肿瘤细胞的增殖、凋亡、淋巴转移及化疗耐药性等相关，其主要是通过靶基因及相关信号通路等在肿瘤中发挥癌基因或抑癌基因的作用。miR-17-5p在细胞增殖G1/S期起着重要的作用，并且在此过程中调控20多个mRNA表达，其中有促进增殖的基因，也有抑制增殖的基因［10］。目前发现，miR-17-5p在大多数肿瘤中起到癌基因的作用，促进细胞增殖，抑制细胞凋亡。Wang等［11］利用鼠移植瘤模型，证实miR-17-5p在胃癌组织中高表达，并且负调控靶基因P21和TP53INP1，从而促进肿瘤细胞的增殖，抑制其凋亡。有研究发现，在子宫内膜癌细胞中转染miR-17-5p模拟物或是P21小干扰RNA能够逆转化疗药物硼替佐米对子宫内膜癌细胞的增殖抑制和促进凋亡的作用［12］。但在少部分关于前列腺癌、宫颈癌、乳腺癌等肿瘤的研究中，miR-17-5p则作为抑癌基因起作用。Gong等［13］研究发现前列腺癌中miR-17-5p明显下调，并且负调控靶基因PCAF，PCAF上调可促进雄激素受体转录活性以及癌细胞的生长。因此，miR-17也可能用来靶向DDK5以此来调控肝癌。［14］

自噬(autophagy)是由Ashford和Porter在1962年发现细胞内有自己吃自己的现象后提出的,是指从粗面内质网的无核糖体附着区脱落的双层膜包裹部分胞质和细胞内需降解的细胞器、蛋白质等成分形成自噬体(autophagosome),并与溶酶体融合形成自噬溶酶体,降解其所包裹的内容物,以实现细胞本身的代谢需要和某些细胞器的更新。自噬在机体的生理和病理过程中都能见到,其所起的作用是正面还是负面的尚未完全阐明,对肿瘤的研究尤其如此,我们发现miR-17靶向DDX5是通过自噬来调控肝癌。

[1]Lane D P, Hoeffler W K. SV40 large T shares an antigenic determinant with a cellular protein of molecular weight 68,000[J]. Nature, 1980,288(288):167-170.

[2]Cordin O, Tanner N K, Dore M, et al. The newly discovered Q motif of DEAD-box RNA helicases regulates RNA-binding and helicase activity[J]. Embo J, 2004,23(13):2478-2487.

[3]Banroques J, Dore M, Dreyfus M, et al. Motif III in superfamily 2 'helicases' helps convert the binding energy of ATP into a high-affinity RNA binding site in the yeast DEAD[J]. J Mol Biol, 2010,396(4):949-966.

[4]Mallam A L, Del C M, Gilman B, et al. Structural basis for RNA duplex recognition and unwinding by the DEAD-box helicase Mss116p[J]. Nature, 2012,490(7418):121-125.