肿瘤细胞转移的“死敌”——lncRNA H19

肿瘤细胞转移的病理生理学过程是由癌细胞的动态可塑性来调节的，即为上皮—间质 (EMT)之间的动态转换过程。这一成果是由Zhou Wu等人发现，并于2017年6月发表于”Science Signaling”期刊上，名为“The lncRNA H19 mediates breast cancer cell plasticity during EMT and MET plasticity by differentially sponging miR-200b/c and let-7b”。

利用小鼠转移性乳腺癌的小鼠模型，研究了不同原发性肿瘤中转移性能力的分子介质以及这些细胞如何在转移过程中操纵上皮-间质的可塑性。从原发性乳腺癌TA2小鼠的肺中分离的细胞发现，长链非编码RNA（LncRNA）H19介导的EMT和MET可以调控miRNA表达cyth3和GIT2，减少H19的表达，可以防止同基因小鼠移植时发生转移。患者样本中H19，GIT2和CYTH3的丰度进一步表明了H19可能被作为乳腺癌转移细胞的生物标记，并可能作为预防转移的治疗靶标。细胞因子信号诱导发育上皮向间充质转化（EMT）程序被重新激活，这与转移过程有关。EMT具有促进性的特征，包括干细胞的活力，运动性和对化疗的耐药性。近年来，越来越多的证据表明，间质上皮过渡（MET）的逆转过程是继发器官成功转移定植的关键。这些研究支持转移肿瘤细胞的可逆emt-met模型。

值得注意的是，转移性病理生理过程并不仅仅依赖于上皮或间质间的表型，也依赖于癌细胞在灵活和动态这两个状态之间的转换，使其转移行为适应当前的需要。然而，该领域的一个未知问题是，肿瘤细胞是否会在上皮细胞和间叶之间的动态切换，或者转移 “种子细胞”是否已经存在于原发性肿瘤形成之初。考虑到原发性肿瘤中固有的异质性亚群是转移性癌细胞的来源，确定原发性肿瘤中转移性肿瘤细胞的内在特性，以确定转移性能力是否需要在EMT和MET之间灵活地转移成为重点工作。因此，该团队利用不同的异原性肿瘤细胞群研究了转移性癌症细胞的内在属性，确定了长非编码RNA(lnc RNA)H19是肿瘤转移的必要条件，可能是它参与人类乳腺癌转移的必要条件。

H19对于肿瘤转移至关重要

为了了解肿瘤衍生的子群体转移能力的差异，研究者用序列稀释法进行单细胞克隆，从单个老鼠的乳腺肿瘤中建立一系列的细胞系。尽管这些细胞系在一个月内形成的肿瘤，具有相同的动力学，但其转移潜力却相差甚远。这些肿瘤细胞系的行为反映了他们起源于不同的亚群同样具有不同转移潜能。

为了确定H19是否在肿瘤转移中起了作用，科研工作者测试了H19表达抑制是否会影响转移性能力。使用慢病毒的shRNA系统稳定地降低高度转移性克隆13(ta2-c13)和弱转移性克隆47(ta2-c47)细胞。H19在注入小鼠体内的弱转移性ta2-c47或高度转移的ta2-c13细胞之前，并没有发现周围血液或次级器官中存在肿瘤细胞。

为了评估人类的相关性，研究者对48位PBC患者、60名MBC患者以及132位捐赠者正常的乳房组织中H19丰度进行了调查。MBC样本中H19表达值比PBC样本和正常样本高出约2.5倍。由此可见，lncRNA H19可能是肿瘤转移的关键，其表达与人类乳腺癌的转移有关。

H19对上皮间间质可塑性调节

考虑到GIT2，CYTH3和EMT之间的关系，Zhou等人研究了c13-pt、c13-pb和c13-lm细胞中GIT2 和 CYTH3对ARF活性和上皮或间质状态的作用。数据显示，GIT2的敲除增加了活性GTP-bound ARF6的丰度，并减少了上皮标记物E-cadherin的数量。而CYTH3的敲除则减少了活性ARF6的数量，增加了C13-PB细胞中E-cadherin的数量。同时，研究了mi-200b/c和let-7b潜在影响，综合数据表明，GIT2对于保持上皮状态至关重要，而CYTH3对于诱导间质显型表现至关重要，因此，emt/met动力学是由miR-200b/c和lnc RNA H19特定的方式来调节的。

本文报道了lncRNA H19以一种特定于细胞的方式在不同的环境下调节mi r-200b/c和let-7b，从而调节肿瘤细胞Arf GAP GIT2或Arf GEF CYTH3的数量以及上皮细胞和叶间质细胞之间的可逆转换。H19这些看似相互矛盾的的功能对于能否成功转移与以及肿瘤细胞不同状态下作用是至关重要的。

免疫组织化学染色显示e-cadherin在小鼠肿瘤中大量存在，此外，在这些肿瘤中CYTH3和GTP细胞丰度与“亲代”细胞相近，通过lncRNA(H19)介导的选择性筛选，循环和转移中的细胞可以灵活地逆转其表现型，以适应新的微环境。研究结果表明，转移性癌细胞中lncRNA H19比非转移性癌细胞或正常的乳腺上皮细胞更丰富，MBC外周血细胞中H19转录组比PBC细胞更丰富。目前还需要确定lnc RNA H19在转移性癌症细胞中是如何以及为什么被诱导的。然而，研究表明，lnc RNA H19可能是转移性乳腺癌的一个生物标记，也是一种预防转移的治疗靶点。

赫贝点评：Zhou等人发现了调控癌细胞，尤其是乳腺癌转移的目的基因——lnc RNA H19，调控mi r-200b/c和let-7b，从而调节肿瘤细胞Arf GAP GIT2或Arf GEF CYTH3的数量以及上皮细胞和叶间质细胞之间的可逆转换，该基因或可作为预防转移的治疗靶点，为临床癌症预防与治疗提供新的研究思路。然而，lnc RNA H1调控mir-200b/c和let-7b的机制尚且不明，是否能够预防细胞癌变还尚未可知，此外，本实验是以小鼠为研究对象，该研究成果是否能够适用于临床还需进一步研究，我们期待科研工作者们早日攻克癌症瓶颈，为人类造福。