Длинные некодирующие РНК и их роль в метастазировании

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Метастазирование рака - это многоступенчатый процесс, при котором раковые клетки покидают первичный очаг, выживают в кровотоке и колонизируются в отдаленном органе. Это основная причина заболеваемости и смертности от рака. Он опосредуется многоступенчатым процессом, называемым метастатическим каскадом. Начальные шаги включают локальную инвазию и миграцию, ангиогенез, эпителиально-мезенхимальный переход (ЭМП) и интравазацию. Некодирующие РНК представляют собой большую часть транскриптома, причем длинные некодирующие РНК (lncRNAs) составляют значительную долю. Восприятие длинных некодирующих РНК как фрагментов РНК и транскрипционного шума постоянно заменялось их ролью в качестве подтвержденных мишеней для разнообразных физиологических процессов в последние несколько лет. Большое количество доказательств выявило их роль на всех стадиях канцерогенеза и в модулировании метастазирования через регуляторные сети. В этом обзоре мы фокусируемся на роли длинных некодирующих РНК в качестве промоторов или ингибиторов в основных этапах метастатического каскада, и в частности рассмотрим их роль в метастазировании злокачественных новообразований в головной мозг.

Об авторах

Озал Арзуман оглы Бейлерли

Башкирский государственный медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: obeylerli@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6149-5460
SPIN-код: 7392-3152

аспирант кафедры Урологии с курсом ИДПО ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава здравоохранения Российской Федерации

Россия, ул. Ленина 3, Респ. Башкортостан, г. Уфа,  450008

Ильгиз Фанилевич Гареев

Башкирский государственный медицинский университет

Email: ilgiz_gareev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4965-0835

аспирант кафедры Нейрохирургии и медицинской реабилитации с курсом ИДПО ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава здравоохранения Российской Федерации

ул. Ленина 3, Респ. Башкортостан, г. Уфа, 450008

Аферин Таги кызы Бейлерли

Башкирский государственный медицинский университет

Email: agamidli@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3486-6246

клинический ординатор 2 года обучения на кафедре Акушерства и Гинекологии №1 ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава здравоохранения Российской Федерации

ул. Ленина 3, Респ. Башкортостан, г. Уфа,  450008

Список литературы

  1. Mattick JS,Rinn JL. Discovery and annotation of long noncoding RNAs. Nat Struct Mol Biol. 2015;22(1):5-7. https://doi.org/10.1038/nsmb.2942.
  2. Derrien T, Johnson R, Brussoti G, et al. Genome Res. 2012;22(11):1775-1789. https://doi.org/10.1101/gr.132159.111.
  3. Ulitsky I, Bartel DP. LncRNAs: genomics, evolution and mechanisms. Cell. 2013;154(1):26-46. https://doi.org/10.1016/j.cell.2013.06.020.
  4. Hauptman N, Glavac D. Long non-coding RNA in cancer. Int J Mol Sci. 2013;14(3):4655-4669. https://doi.org/10.3390/ijms14034655.
  5. Djebali S, Davies CA, Merkel A, et al. Landscape of transcription in human cells. Nature. 2012;489(7414):101-108.
  6. Yan X, Hu Z, Feng Y, et al. Comprehensive genomic characterization of long non-coding RNAs across human cancers. Cancer Cell. 2015;28(4):529-540. http://dx.doi.org/10.1016/j.ccell.2015.09.006.
  7. Fidler IJ. The pathogenesis of cancer metastases: the ‘seed and soil’ hypothesis revisited. Nat Rev Cancer. 2003;3(6):453-458. https://doi.org/10.1038/nrc1098.
  8. Langley RR, Fidler IJ. The seed and soil hypothesis revisited — the role of tumor-stroma interactions in metastasis to different organs. Int J Cancer. 2011;128(11):2527-2535. https://doi.org/10.1002/ijc.26031.
  9. Peinado H, Lavotshkin S, Lyden D. The secreted factors responsible for pre-metastatic niche formation: old sayings and new thoughts. Sem Cancer Biol. 2011;21(2):139-146. https://doi.org/10.1016/j.semcancer.2011.01.002.
  10. Psaila B, Lyden D. The metastatic niche: adapting the foreign soil. Nat Rev Cancer. 2009;9(4):285-293. https://doi.org/10.1038/nrc2621.
  11. Massague J, Obenauf AC. Metastatic colonization by circulating tumor cells. Nature. 2016;529(7586):298-306. https://doi.org/10.1038/nrc2621.
  12. Steeg PS. Targeting metastasis. Nat Rev Cancer. 2016;16(4):201-218. https://doi.org/10.1038/nrc.2016.25.
  13. Obenauf AC, Massague J. Surviving at a distance: organ specific metastasis. Trends Cancer. 2015;1(1):76-91.
  14. Chang AC, Massague J. Molecular basis of metastasis. N Engl J Med. 2008;359(26):2814-2823. https://doi.org/10.1056/NEJMra0805239.
  15. Vanharanta S, Massague J. Control of metastatic progression by microRNA regulatory networks. Cancer Cell. 2013;24:410-421.
  16. Pencheva N, Tavazoie SF. Control of metastatic progression by microRNA regulatory networks. Nat Cell Biol. 2013;15(6):546-554. https://doi.org/10.1038/ncb2769.
  17. Bouyssou JM, Manier S, Huynh D, et al. Regulation of microRNAs in cancer metastasis. Biochim Biophys Acta. 2014;1845(2):255-265. http://dx.doi.org/10.1016/j.bbcan.2014.02.002.
  18. Rashid F, Shah A, Shan G. Long Non-coding RNAs in the Cytoplasm. Genomics Proteomics Bioinformatics. 2016;14(2):73-80. https://doi.org/10.1016/j.gpb.2016.03.005.
  19. Yu B, Shan G. Functions of long noncoding RNAs in the nucleus. Nucleus. 2016;7(2):155-166. https://doi.org/10.1080/19491034.2016.1179408.
  20. Kopp F, Mendell JT. Functional classification and experimental dissection of long noncoding RNAs. Cell. 2018;172(3):393-407. https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.01.011.
  21. Chen LL. Linking long noncoding RNA localization and function. Trends Biochem Sci. 2016;41(9):761-772. https://doi.org/10.1016/j.tibs.2016.07.003.
  22. Yan X, Hu Z, Feng Y, et al. Comprehensive genomic characterization of long non-coding RNAs across human cancers. Cancer cell. 2015;28(4):529-540. https://doi.org/10.1016/j.ccell.2015.09.006.
  23. Lu X, Kang Y. Organotropism of breast cancer metastasis. J Mammary Gland Biol Neoplasia. 2007;12(2-3):153-162. https://doi.org/10.1007/s10911-007-9047-3.
  24. Obenauf AC, Massague J. Surviving at a distance: organ-specific metastasis. Trends Cancer. 2015;1(1):76-91. https://doi.org/10.1016/j.trecan.2015.07.009.
  25. Jafri MA, Al-Qahtani MH, Shay JW. Role of miRNAs in human cancer metastasis: Implications for therapeutic intervention. Semin Cancer Biol. 2017;44:117-131. https://doi.org/10.1016/j.semcancer.2017.02.004.
  26. Leber MF, Efferth T. Molecular principles of cancer invasion and metastasis (review). Int J Oncol. 2009;34(4):881-895.
  27. Tsai JH, Yang J. Epithelial-mesenchymal plasticity in carcinoma metastasis. Genes Dev. 2013;27:2192-2206. https://doi.org/10.1101/gad.225334.113.
  28. Lambert AW, Pattabiraman DR, Weinberg RA. Emerging biological principles of metastasis. Cell. 2017;168(4):670-691. https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.11.037.
  29. Sanchez-Tillo E, Liu Y, de Barrios O, et al. EMT-activating transcription factors in cancer: beyond EMT and tumor invasiveness. Cell Mol Life Sci. 2012;69:3429-3456. https://doi.org/10.1007/s00018-012-1122-2.
  30. Liu YW, Sun M, Zhang E-b, et al. LincHOTAIR epigenetically silences miR34a by binding to PRC2 to promote the epithelial-to-mesenchymal transition in human gastric cancer. Cell Death Dis. 2015;6(7):e1802. https://doi.org/10.1038/cddis.2015.150.
  31. Wu H, Sun M, Xia R, et al. LncRNA TRERNA1 function as an enhancer of SNAI1 promotes gastric cancer metastasis by regulating epithelial-mesenchymal transition. Mol Ther Nucleic Acids. 2017;8:291-299. https://doi.org/10.1016/j.omtn.2017.06.021.
  32. Liu C, Lin J. Long noncoding RNA ZEB1-AS1 acts as an oncogene in osteosarcoma by epigenetically activating ZEB1. Am J Transl Res. 2016;8(10):4095-4105.
  33. Yang P, Chen T, Xu Z, et al. Long noncoding RNA GAPLINC promotes invasion in colorectal cancer by targeting SNAI2 through binding with PSF and NONO. Oncotarget. 2016;7:42183-42194. https://doi.org/10.18632/oncotarget.9741.
  34. Hu P, Hou Y, Zhang H, et al. LncRNA expression signatures of twist-induced epithelial-to-mesenchymal transition in MCF10A cells. Cell Signal. 2014;26(1):83-93. https://doi.org/10.1016/j.cellsig.2013.10.001.
  35. Malek R, Rajendra PG, Russel DW, et al. TWIST1-WDR5-hottip regulates Hoxa9 chromatin to facilitate prostate cancer metastasis. Cancer Res. 2017;77(12):3181-3193. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-16-2797.
  36. Tao Y, Han T, Zhang T, et al. LncRNA CHRF-induced miR-489 loss promotes metastasis of colorectal cancer via TWIST1/EMT signaling pathway. Oncotarget. 2017;8:36410-36422. https://doi.org/10.18632/oncotarget.16850.
  37. Zhou M, Hou Y, Yang G, et al. LncRNA-Hh strengthen cancer stem cells generation in twist-positive breast cancer via activation of hedgehog signaling pathway. Stem Cells. 2016;34:55-66. https://doi.org/10.1002/stem.2219.
  38. Jayson GC, Hicklin DJ, Ellis LM. Antiangiogenic therapy-evolving view based on clinical trial results. Nat Rev Clin Oncol. 2012;9(5):297-303. https://doi.org/10.1038/nrclinonc.2012.8.
  39. Tseng YY, Moriarty BS, Gong W, et al. PVT1 dependence in cancer with MYC copy-number increase. Nature. 2014;512(7512):82-86. https://doi.org/10.1038/nature13311.
  40. Zhao J, Du P, Cui P, et al. LncRNA PVT1 promotes angiogenesis via activating the STAT3/VEGFA axis in gastric cancer. Oncogene. 2018;37(30):4094-4109. https://doi.org/10.1038/s41388-018-0250-z.
  41. Kondo A, Nonaka A, Shimamura T, et al. long noncoding RNA JHDM1D-AS1 promotes tumor growth by regulating angiogenesis in response to nutrient starvation. Mol Cell Biol. 2017;37(18).pii.e00125-17. https://doi.org/10.1128/MCB.00125-17.
  42. Michalik KM, You X, Manavski Y, et al. Long noncoding RNA MALAT1 regulates endothelial cell function and vessel growth. Circ Res. 2014;114(9):1389-1397. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.114.303265.
  43. Tee AE, Liu B, Song R, et al. The long noncoding RNA MALAT1 promotes tumor-driven angiogenesis by up-regulating pro-angiogenic gene expression. Oncotarget. 2016;7:8663-8675. https://doi.org/10.18632/oncotarget.6675.
  44. Li Y, Wu Z, Yuan J, et al. Long non-coding RNA MALAT1 promotes gastric cancer tumorigenicity and metastasis by regulating vasculogenic mimicry and angiogenesis. Cancer Letters. 2017;395:31-44. https://doi.org/10.1016/j.canlet.2017.02.035.
  45. Yuan SX, Yang F, Yang Y, et al. Long noncoding RNA associated with microvascular invasion in hepatocellular carcinoma promotes angiogenesis and serves as a predictor for hepatocellular carcinoma patients’ poor recurrence-free survival after hepatectomy. Hepatology. 2012;56:2231-2241. https://doi.org/10.1002/hep.25895.
  46. Lay AJ, Jiang XM, Kisker O, et al. Phosphoglycerate kinase acts in tumour angiogenesis as a disulphide reductase. Nature. 2000;408(6814):869-873. https://doi.org/10.1038/35048596.
  47. Karaman S, Detmar M. Mechanisms of lymphatic metastasis. J Clin Invest. 2014;124(3):922-928. https://doi.org/10.1172/JCI71606.
  48. He W, Zhong G, Jiang N, et al. Long noncoding RNA BLACAT2 promotes bladder cancer-associated lymphangiogenesis and lymphatic metastasis. J Clin Invest. 2018;128(2):861-875. https://doi.org/10.1172/JCI96218.
  49. Donnem T, Reynolds AR, Kuczynski EA, et al. Non-angiogenic tumours and their influence on cancer biology. Nat Rev Cancer. 2018;18(5):323-336. https://doi.org/10.1038/nrc.2018.14.
  50. Nakagawa T, Endo H, Yokoyama M, et al. Large noncoding RNA HOTAIR enhances aggressive biological behavior and is associated with short disease-free survival in human non-small cell lung cancer. Biochem Biophys Res Commun. 2013;436(2):319-324. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2013.05.101.
  51. Arun G, Diermeier S, Akerman M, et al. Differentiation of mammary tumors and reduction in metastasis upon Malat1 lncRNA loss. Genes Dev. 2016;30(1):34-51. https://doi.org/10.1101/gad.270959.115.
  52. Shen L, Chen L, Wang Y, et al. Long noncoding RNA MALAT1 promotes brain metastasis by inducing epithelial-mesenchymal transition in lung cancer. J Neurooncol. 2015;121(1):101-108. https://doi.org/10.1007/s11060-014-1613-0.
  53. Myllykangas S, Himberg J, Böhling T, et al. DNA copy number amplification profiling of human neoplasms. Oncogene. 2006;25(55):7324-7332. https://doi.org/10.1038/sj.onc.1209717.
  54. Lessard L, Liu M, Marzese DM, et al. The CASC15 long intergenic noncoding RNA locus is involved in melanoma progression and phenotype switching. J Invest Dermatol. 2015;135(10):2464-2474. https://doi.org/10.1038/jid.2015.200.
  55. Wang S, Yang L, Lin Ch, et al. JAK2-binding long noncoding RNA promotes breast cancer brain metastasis. J Clin Invest. 2017;127:4498-4515. https://doi.org/10.1172/JCI91553.
  56. Qian BZ, Li J, Zhang H, et al. CCL2 recruits inflammatory monocytes to facilitate breast-tumour metastasis. Nature. 2011;475(7355):222-225. https://doi.org/10.1038/nature10138.
  57. Zhu S, Li W, Liu J, et al. Genome-scale deletion screening of human long non-coding RNAs using a paired-guide RNA CRISPR-Cas9 library. Nat Biotechnol. 2016;34(12):1279-1286. https://doi.org/10.1038/nbt.3715.
  58. Cox DBT, Gootenberg JS, Abudayyeh OO, et al. RNA editing with CRISPR-Cas13. Science. 2017;358(6366):1019-1027. https://doi.org/10.1126/science.aaq0180.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Бейлерли О.А., Гареев И.Ф., Бейлерли А.Т., 2019

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».