常磊 劉志蘇
?
· 綜 述·
長鏈非編碼RNA的調(diào)控機(jī)制及其在原發(fā)性肝癌中的研究進(jìn)展
常磊 劉志蘇
長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是近年來生命科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn),它是指一類轉(zhuǎn)錄本長度超過200 nt的非蛋白編碼序列。近年來的研究表明,lncRNA具有基因調(diào)控的功能。某些lncRNA在腫瘤中的表達(dá)也是失調(diào)的,可以在轉(zhuǎn)錄前、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后及表觀遺傳學(xué)等多個(gè)層面發(fā)揮作用,本文就lncRNA生物學(xué)特點(diǎn)和調(diào)控機(jī)制及其在原發(fā)性肝癌中的研究進(jìn)展作一綜述。
長鏈非編碼RNA;調(diào)控;原發(fā)性肝癌
經(jīng)典的中心法則“DNA-RNA-蛋白質(zhì)”揭示基因的信息儲(chǔ)存于編碼蛋白質(zhì)的基因組中。傳統(tǒng)研究中,蛋白質(zhì)一直是研究細(xì)胞功能的“主角”。而RNA僅是基因和蛋白質(zhì)之間的媒介物質(zhì)。在過去的幾十年里,編碼蛋白的基因一直是研究疾病的首選物質(zhì)。然而,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,這種研究格局逐漸被打破。最新的編碼數(shù)據(jù)庫顯示:編碼蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄本僅占人類基因組轉(zhuǎn)錄本的2.94%[1]?;蚪M和轉(zhuǎn)錄組測序證據(jù)表明:復(fù)雜的機(jī)體功能可能受一系列來自于基因組非編碼區(qū)的短鏈或者長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)的調(diào)控[2]。因此,這種在細(xì)胞中廣泛存在卻不被熟知的物質(zhì)——lnc RNA成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。
lncRNA是一組轉(zhuǎn)錄本長度超過200個(gè)核苷酸序列的RNA分子,它們本身并不編碼任何蛋白或者只是編碼很短的多肽類分子[3]。lncRNA最初被認(rèn)為是基因組轉(zhuǎn)錄的“暗物質(zhì)”,RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄的副產(chǎn)物,不具備任何生物學(xué)功能。然而近幾年的研究表明,lncRNA參與了X染色體沉默,基因組印記以及染色質(zhì)修飾,轉(zhuǎn)錄激活及轉(zhuǎn)錄干擾,核內(nèi)運(yùn)輸、蛋白功能調(diào)節(jié)[4-7]等多種重要的調(diào)控過程,且越來越多的證據(jù)表明lncRNA參與調(diào)控了機(jī)體各種生理病理調(diào)控。近年來,關(guān)于lncRNA的研究突飛猛進(jìn),本文就lncRNA的生物學(xué)特點(diǎn)、調(diào)控機(jī)制及其在肝癌中的研究進(jìn)展等方面作一綜述。
大部分LncRNA都具有保守的二級(jí)結(jié)構(gòu),以剪切的形式定位于亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中,這種保守性和特異性表明lncRNA是具有生物學(xué)功能的[8]。但相對(duì)于microRNA和蛋白質(zhì)來說,lncRNA功能更加難以確定,因?yàn)槟壳安⒉荒軆H依據(jù)其序列或結(jié)構(gòu)來預(yù)測它們的功能。根據(jù)lncRNA在基因上相對(duì)于編碼區(qū)(coding sequence,CDS)的位置,可以將其分為以下5種類型[9]:①正義;②反義;③雙向;④內(nèi)含子間;⑤基因間。這種位置關(guān)系對(duì)于預(yù)測lncRNA功能有著很大的幫助。(圖1)
lncRNA有多種來源,目前的研究認(rèn)為其來源可能有以下幾種[10]:①基因CDS區(qū)中斷轉(zhuǎn)變?yōu)閘ncRNA;②兩個(gè)未轉(zhuǎn)錄的基因與一個(gè)獨(dú)立的基因并列而產(chǎn)生即染色質(zhì)重組;③非編碼基因復(fù)制過程中反移位產(chǎn)生;④局部串聯(lián)復(fù)制子產(chǎn)生鄰近的lncRNA;⑤轉(zhuǎn)座子插入基因中產(chǎn)生。
截止目前,lncRNA的功能還不是完全清楚,不能單純依靠其高級(jí)結(jié)構(gòu)或者序列預(yù)測其功能。lncRNA調(diào)控基因表達(dá)的機(jī)制多種多樣,它本身就可以作為轉(zhuǎn)錄控制因子,或者作為協(xié)同控制因子參與基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控。近年來的研究表明:lncRNA調(diào)控基因表達(dá)的可能機(jī)制如下[11]:①在基因CDS區(qū)上游啟動(dòng)子區(qū)域發(fā)生轉(zhuǎn)錄,進(jìn)而干擾下游基因的表達(dá)(如酵母中的SER3基因);②與編碼蛋白基因的轉(zhuǎn)錄本形成互補(bǔ)雙鏈,干擾其mRNA的剪切;③干擾RNA聚合酶Ⅱ的活性、介導(dǎo)染色質(zhì)重塑、組蛋白修飾等來影響下游基因的表達(dá);④通過與編碼基因的轉(zhuǎn)錄本形成互補(bǔ)雙鏈,在Dicer酶作用下產(chǎn)生內(nèi)源性的siRNA,調(diào)控基因的表達(dá);⑤結(jié)合特異性蛋白,并調(diào)節(jié)其活性,進(jìn)而調(diào)節(jié)基因的表達(dá);⑥與蛋白質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合物進(jìn)而調(diào)控基因的表達(dá);⑦結(jié)合特異性蛋白,改變后者的細(xì)胞定位;⑧作為siRNA、piRNA的前體物質(zhì)發(fā)揮作用。(圖2)
圖1 lncRNA在基因組上的位置示意圖 一般而言根據(jù)lncRNA在基因座上與編碼基因的位置關(guān)系,lncRNA在基因組上有5種位置,轉(zhuǎn)錄和編碼基因相同方向?yàn)檎x型(A)、與編碼基因轉(zhuǎn)錄相反為反義型(B)、雙向型(C)、位于內(nèi)含子之間的為內(nèi)含子間型(D)、位于編碼基因間的為基因間型(E)
圖2 lncRNA作用機(jī)制示意圖 一般情況下lncRNA可以通過正向(1)作用于編碼基因,從而影響后者表達(dá)或者負(fù)向(2)誘導(dǎo)染色質(zhì)重塑影響編碼基因的表達(dá);除此之外,lncRNA反義轉(zhuǎn)錄本還可以與特異性RNA序列結(jié)合,產(chǎn)生不同的剪切形式(3)或者產(chǎn)生siRNA(4);lncRNA還可以與特定蛋白質(zhì)結(jié)合,進(jìn)而調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)活動(dòng)(5),改變蛋白質(zhì)的定位(6)及改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)組分(7);lncRNA還可以產(chǎn)生小RNA前體物質(zhì),以“海綿”方式吸附miRNA,進(jìn)而通過miRNA進(jìn)一步調(diào)控基因的表達(dá)(8)
總體來說lncRNA可以通過以下三個(gè)層面來調(diào)控基因的表達(dá)。
1.表觀遺傳學(xué)調(diào)控 表觀遺傳學(xué)是指研究的基因發(fā)生了可遺傳的改變,而DNA序列不發(fā)生改變。表觀遺傳學(xué)的機(jī)制主要包括DNA甲基化、組蛋白乙?;痆12]。研究表明:lncRNA可以在表觀遺傳學(xué)層面實(shí)現(xiàn)對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控。lncRNA招募染色質(zhì)重構(gòu)復(fù)合體到特定位點(diǎn)進(jìn)而介導(dǎo)相關(guān)基因的表達(dá)沉默。例如來源于HOXC基因座的lncRNA HOTAIR,它能夠招募染色質(zhì)重構(gòu)復(fù)合體Polycomb抑制復(fù)合物(Polycomb repressive complex 2,PRC2)并將其定位到HOXD位點(diǎn),進(jìn)而誘導(dǎo)HOXD位點(diǎn)的表觀遺傳學(xué)沉默[13]。同樣,Xist,Air,Kcnq1ot1這些lncRNA都能夠通過招募相應(yīng)的重構(gòu)復(fù)合體,利用其中的甲基轉(zhuǎn)移酶如EZH2或者G9a等實(shí)現(xiàn)表觀遺傳學(xué)沉默[14]。有研究顯示:人類組織中大約有20%的lncRNA與PRC2復(fù)合物有相互作用[15],這表明PRC2復(fù)合物功能的實(shí)現(xiàn)在一定程度上依賴于lncRNA的調(diào)節(jié)。
2.轉(zhuǎn)錄調(diào)控 lnvRNA可以通過多種形式在轉(zhuǎn)錄水平上實(shí)現(xiàn)對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控。lncRNA的轉(zhuǎn)錄能夠干擾鄰近基因的表達(dá),如酵母中,SER3 基因會(huì)受到其上游lncRNA-SRG1的轉(zhuǎn)錄的干擾[16];lncRNA能夠通過封阻啟動(dòng)子區(qū)域來干擾基因的表達(dá),DHFR上游的一個(gè)lncRNA能夠和DHFR的啟動(dòng)子區(qū)域形成 RNA-DNA3螺旋結(jié)構(gòu),進(jìn)而抑制轉(zhuǎn)錄因子TFIID的結(jié)合,從而抑制DHFR的基因表達(dá)[17];lncRNA能夠與RNA結(jié)合蛋白作用,并將其定位到基因啟動(dòng)子區(qū),從而調(diào)控基因的表達(dá)。例如,CCND1啟動(dòng)子上游一個(gè)lncRNA能夠調(diào)節(jié)RNA結(jié)合蛋白TLS的活性,進(jìn)而調(diào)控CCND1的表達(dá)[18];lncRNA能夠調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子的活性,如lncRNA Evf2能夠與轉(zhuǎn)錄因子Dlx2形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合體從而激活Dlx6的表達(dá)[19];lncRNA也能夠通過調(diào)節(jié)基本轉(zhuǎn)錄因子來實(shí)現(xiàn)調(diào)控基因的表達(dá),例如,Alu RNA能夠通過抑制RNA聚合酶Ⅱ來實(shí)現(xiàn)廣譜的基因抑制[20]。lncRNA也可以將轉(zhuǎn)錄因子募集到鄰近的靶基因啟動(dòng)子上,調(diào)控其表達(dá),受p53抑制的一長鏈非編碼RNA(lincRNA-21)可以與hnRNP-K相互作用,引導(dǎo)hnRNP-K在基因組上定位,從而調(diào)控其靶基因的轉(zhuǎn)錄,進(jìn)而影響p53調(diào)控的凋亡過程[21]。
3.轉(zhuǎn)錄后調(diào)控 lncRNA同樣可以在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。lncRNA能夠與相應(yīng)的mRNA特異性結(jié)合形成雙鏈結(jié)構(gòu),進(jìn)而調(diào)控基因的表達(dá)。E盒結(jié)合鋅指蛋白2(zinc finger E-box binding protein-2, ZEB2)反義鏈RNA能夠與前者的mRNA內(nèi)含子區(qū)域5’端剪切位點(diǎn)形成雙鏈結(jié)構(gòu),從而抑制內(nèi)含子的剪切。該區(qū)域含有ZEB2蛋白表達(dá)所需的核糖體結(jié)合位點(diǎn),以此來提高ZEB2蛋白的表達(dá)[22]。阿爾茲海默癥的研究中的lncRNA-BACE1AS能夠在外界壓力的刺激下,增加BCAE1mRNA的穩(wěn)定性(通過防止BACE1受到核酸酶降解的方式)[23]。缺氧誘導(dǎo)因子-α(hypoxia inducible factor α,HIFα)的反義轉(zhuǎn)錄本αHIF包括5’aHIF-1α和3’aHIF-1α兩種。3’aHIF-1α缺乏5’帽端和polyA尾結(jié)構(gòu),通過暴露其AU富集區(qū)作用于HIF1αmRNA的3’非編碼區(qū)來調(diào)控其mRNA的表達(dá)。αHIF可以誘導(dǎo)HIF-1αmRNA的降解,可以作為乳腺癌評(píng)估預(yù)后的分子標(biāo)志[24]。
LncRNA除了通過mRNA調(diào)控基因的表達(dá)外,還可以通過調(diào)控mRNA前體的剪切及mRNA的翻譯兩種方式調(diào)控基因的表達(dá)。轉(zhuǎn)移相關(guān)性肺腺癌轉(zhuǎn)錄因子1(Metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript1,MALAT1)是一種研究較深入的lncRNA。MALAT1與腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移密切相關(guān),且可作為早期非小細(xì)胞肺癌獨(dú)立的預(yù)后指標(biāo)[25]。MALAT1與絲氨酸/精氨酸(SR)剪切因子相互作用,并調(diào)控剪接因子在剪接斑點(diǎn)中的分布和磷酸化水平,從而改變mRNA前體的選擇性剪接模式。最新的RNA序列分析顯示:許多l(xiāng)ncRNA可以在胞質(zhì)內(nèi)調(diào)控mRNA的翻譯。lncRNA-p21是p53基因依賴轉(zhuǎn)錄過程中的阻遏劑。lncRNA-p21可以調(diào)節(jié)下游基因上轉(zhuǎn)錄復(fù)合物的定位,通過核內(nèi)不均一核糖核蛋白-K(heterogenous nuclear ribnucleoprotein K,hnRNP-K)影響p53依賴的凋亡過程[26]。Ying等[27]發(fā)現(xiàn)RNA結(jié)合蛋白HuR能與lncRNA-p21結(jié)合形成復(fù)合物,該復(fù)合物能夠招募let-7/Ago2,抑制JUNB和CTNNB1基因的mRNA的轉(zhuǎn)錄。
肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)在亞洲和非洲是導(dǎo)致癌癥死亡因素中的主要原因。HCC每年導(dǎo)致全世界約662 000病人死亡,這其中大約有一半人數(shù)來自于中國。HCC發(fā)病機(jī)制很復(fù)雜。高危因素主要有HBV、HCV感染;黃曲霉素B1感染;酒精性脂肪肝等等。多種信號(hào)通路也參與了HCC的發(fā)生發(fā)展,如Raf/MAPK/ERK通路、PI3K/Akt/mTOR通路、WNT-b-catenin通路、Jak/Stat通路等等[28]。然而近幾年的研究表明,lncRNA的表達(dá)具有組織特異性,在癌組織中異常表達(dá)。在HCC中一些lncRNA表達(dá)是失調(diào)的,后者的異常表達(dá)也與HCC的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移、診斷和預(yù)后息息相關(guān)。
Braconi等[29]通過微陣列分析發(fā)現(xiàn):肝細(xì)胞癌中,有約3%的lncRNA表達(dá)下調(diào),其中MEG3表達(dá)下調(diào)尤其顯著,約為210倍。qPCR顯示,與正常肝細(xì)胞株比較,MEG3在不同的肝癌細(xì)胞株中表達(dá)亦明顯減少。過表達(dá)MEG3后,肝癌細(xì)胞生長明顯受到抑制,且凋亡增加。該研究還發(fā)現(xiàn),miR-29a通過甲基轉(zhuǎn)移酶1來調(diào)控MEG3的表達(dá)。Yang等[30]利用lncRNA芯片分析了5例乙型肝炎病毒相關(guān)性肝癌病人癌組織與癌旁組織中差異表達(dá)的lncRNA,發(fā)現(xiàn)差異表達(dá)的lncRNA有174條,且具有組織特異性。運(yùn)用生物信息學(xué)軟件分析了其中一條lncRNA-HEIH。發(fā)現(xiàn)HEIH可作為判斷肝癌復(fù)發(fā)和預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)HEIH能夠調(diào)控細(xì)胞周期且在G0/G期阻滯中起著關(guān)鍵的作用,lncRNA-HEIH通過抑制EZH2的靶基因來調(diào)控肝癌細(xì)胞的生長。Lai等[31]研究發(fā)現(xiàn)lncRNA MALAT-1在肝癌組織及肝癌細(xì)胞株中表達(dá)均上調(diào)。且表達(dá)水平與肝癌肝移植后復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)。MALAT-1可作為一個(gè)獨(dú)立的因素判斷肝癌的復(fù)發(fā)。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)抑制MALAT-1后癌細(xì)胞的活力、運(yùn)動(dòng)能力、侵襲能力均降低。該研究認(rèn)為MALAT-1在肝癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用,有可能成為治療肝癌新的靶點(diǎn)。Huang等[32]使用 lncRNAs 芯片技術(shù)篩選到一批在 HBx 轉(zhuǎn)基因小鼠肝臟組織中比野生型小鼠發(fā)生顯著差異的 lncRNAs,并且用實(shí)時(shí)定量 PCR 技術(shù)擴(kuò)大樣本量對(duì)它們?cè)诓煌挲g和性別的轉(zhuǎn)基因和野生型小鼠肝臟組織中的表達(dá)量進(jìn)行了驗(yàn)證。證實(shí)了HBx確實(shí)可以影響機(jī)體的 lncRNAs 表達(dá),說明 HBV 感染者可能有著其特異的lncRNAs 表達(dá)譜,而這些差異表達(dá)的 lncRNAs可能與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。同時(shí)研究還發(fā)現(xiàn)HBx 誘導(dǎo)下調(diào)的 lncRNA-AK050349,可以與Vimentin 蛋白發(fā)生相互結(jié)合并影響其結(jié)構(gòu),從而改變正常的細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu),在體內(nèi)外促進(jìn)腫瘤的增殖和遷移。H19基因能夠編碼一長2.3 kb的lncRNA,后者廣泛表達(dá)于母系等位基因中,且在生長發(fā)育過程中的基因組印跡中扮演重要角色[33]。胰島素樣生長因子(insulin-like growth factor 2,IGF2)和H19是人類11號(hào)染色體上兩個(gè)位置鄰近的印跡基因。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)IGF2和H19在肝癌中等位表達(dá),在肝癌發(fā)生發(fā)展的表觀遺傳過程發(fā)揮著重要作用,但是具體的分子機(jī)制仍然不清楚(Expert Rev Mol Med, 2002, 4:1-19.)。2004年,Manoharan等[34]采用DNA微陣列數(shù)據(jù)庫分析了臨床病人的肝癌組織,發(fā)現(xiàn)H19和IGF2的不平衡轉(zhuǎn)錄和肝癌的發(fā)展過程密切相關(guān)。lncRNA-HULC(highly up-regulated in liver cancer)是一長度為1 600核苷酸序列的非編碼RNA,也是第一個(gè)被報(bào)道在肝癌中特異性升高的lncRNA[35]。文獻(xiàn)報(bào)道HULC在肝癌細(xì)胞中受cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cAMP responsive element binding protein,CREB)的調(diào)控,除此之外HULC還可能起著內(nèi)在“海綿”的作用,吸附生物體內(nèi)一些microRNA如miR-372,抑制后者的活性。乙型肝炎病毒X蛋白(HBX)和肝癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),在肝癌組織中,HULC和HBX呈負(fù)相關(guān),此外HBX還可以促進(jìn)肝癌細(xì)胞株HepG2及正常肝細(xì)胞株L02中HULC表達(dá)上調(diào)。進(jìn)一步研究表明,HBX促進(jìn)HULC表達(dá)上調(diào)后通過抑制p18來促進(jìn)肝癌細(xì)胞的增殖[36]。microRNA可以作為肝癌診斷和治療的生物標(biāo)志已經(jīng)得到公認(rèn),同樣近年來的研究顯示lncRNA也可以作為特定腫瘤的生物標(biāo)志。HULC也可以在肝癌病人的血漿中檢測到,且HULC的表達(dá)和病人體內(nèi)HBV含量呈正相關(guān)。母系表達(dá)基因3(maternally expressed gene,MEG3)也參與肝癌的發(fā)展。MEG3是一種印跡基因,位于人類14號(hào)染色體上,MEG3編碼一大約1700nt的非編碼RNA,有12個(gè)轉(zhuǎn)錄本,很多癌組織中MEG3表達(dá)上調(diào),MEG3通過累積p53蛋白、激活p53下游基因來促進(jìn)癌細(xì)胞的生長[37]。然而在肝癌細(xì)胞和組織中,MEG3表達(dá)是下調(diào)的,且和啟動(dòng)子甲基化密切相關(guān)。過表達(dá)實(shí)驗(yàn)證實(shí):MEG3能夠抑制癌細(xì)胞生長、誘導(dǎo)凋亡[38]。Yuan等[39]發(fā)現(xiàn)一種在肝癌中與微血管侵犯密切相關(guān)的lncRNA即肝癌相關(guān)微血管侵襲因子(microvascular invasion in HCC,MVIH)。MVIH在肝癌中過表達(dá),并且可以通過抑制磷酸甘油酸激酶1(phospho-glycerate kinase 1,PKG1)的分泌促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長及腫瘤間質(zhì)微血管的形成。Yuan等[40]最近發(fā)現(xiàn)一種與HCC 上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(Epithelial mesenchymal transformation,EMT)密切相關(guān)的一種lncRNA-activated by TGF-β (lncRNA-ATB),該研究發(fā)現(xiàn)在HCC中,lncRNA-ATB在HCC組織中表達(dá)較癌旁組織明顯升高,且和患者預(yù)后呈明顯相關(guān)關(guān)系。lncRNA-ATB可以通過競爭性結(jié)合miRNA-200s,從而通過后者影響EMT關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子ZEB1、ZEB2的表達(dá)來調(diào)控EMT過程。該研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),lncRNA-ATB可以結(jié)合白細(xì)胞介素-11(interleukin-11,IL-11)mRNA,自分泌IL-11,通過STAT3信號(hào)通路來影響腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移過程中在器官中的定植能力。
近年來,關(guān)于lncRNA的研究進(jìn)展如火如荼,但相對(duì)于編碼蛋白的基因及microRNA來說,lncRNA的研究還僅僅出于初步探索階段。伴隨著更多高通量篩查技術(shù)的發(fā)展,如Microarray芯片雜交技術(shù),新一代高通量測序技術(shù),結(jié)合生物信息學(xué)預(yù)測工具,人們將能夠更快更有效率地發(fā)現(xiàn)那些具有重要調(diào)控功能的lncRNA[39]。lncRNA可在多個(gè)層面調(diào)節(jié)基因的表達(dá)及體內(nèi)病理生理過程。目前l(fā)ncRNA在肝癌中的研究也主要集中在功能學(xué)方面, 相信隨著新一代分子生物學(xué)技術(shù)的進(jìn)步lncRNA在肝癌發(fā)生、發(fā)展過程中的作用機(jī)制會(huì)逐步得到闡明,為肝癌的診斷和治療提供新的靶點(diǎn)和契機(jī)。
1 Derrien T, Johnson R, Bussotti G, et al. The GENCODE v7 catalog of human long noncoding RNAs: analysis of their gene structure, evolution, and expression. Genome Res,2012,22:1775-1789.
2 Mattick JS. RNA regulation:a new genetics?.Nat Rev Genet ,2004,5:316-3 23.
3 Mattick JS. Long noncoding RNAs in cell and developmental biology. Semin Cell Dev Biol,2011,22:327.
4 Tsai MC, Spitale RC, Chang HY. Long intergenic noncoding RNAs: new links in cancer progression. Cancer Res,2011,71:3-7.
5 Pandey RR, Mondal T, Mohammad F, et al. Kcnqlot1 antisense noncoding RNA mediates lineage-specific transcriptional silencing through chromatin-level regulation. Mol Cell,2008,32:232-246.
6 Vafiadaki E, Arvanitis DA, Pagakis SN, et al. The anti-apoptotic protein HAX-1 interacts with SERCA2 and regulates its protein levels to promote cell survival. Mol Biol Cell,2009,20:306-318.
7 Prensner JR, Chinnaiyan AM. The emergence of lncRNAs in cancer biology. Cancer Discov,2011,1:391-407.
8 Derrien T, Johnson R, Bussotti G, et al. The GENCODE v7 catalog of human long noncoding RNAs: analysis of their gene structure, evolution, and expression. Genome Res,2012,22:1775-1789.
9 Wilusz JE, Sunwoo H, Spector DL.Long noncoding RNAs: functional surprises from the RNA world. Genes Dev,2009,23:1494-1504.
10Ponting CP,Oliver PL, Reik W.Evolution and functions of long noncoding RNAs. Cell,2009,136:629-641.
11Wu HA, Bernstein E. Partners in imprinting: noncoding RNA and polycomb group proteins. Dev Cell,2008,15:637-638.
12Bird A. Perceptions of epigenetics. Nature,2007,447:396-398.
13Rinn JL, Kertesz M, Wang JK, et al.Functional demarcation of active and silent chromatin domains in human HOX loci by noncoding RNAs. Cell,2007,129 :1311-1323.
14Wu HA, Bernstein E. Partners in imprinting: noncoding RNA and polycomb group proteins.Dev Cell,2008,15:637-638.
15Pandey RR, Mondal T, Mohammad F, et al. Kcnq1ot1 antisense noncoding RNA mediates lineage-specific transcriptional silencing through chromatin-level regulation. Mol Cell,2008,32:232-246.
16Thebault P, Boutin G, Bhat W, et al. Transcription regulation by the noncoding RNA SRG1 requires Spt2-dependent chromatin deposition in the wake of RNA polymerase II. Mol Cell Biol,2011,31:1288-1300.
17Martianov I, Ramadass A, Serra BA, et al. Repression of the human dihydrofola te reductase gene by a non-coding interfering transcript. Nature,2007,445:666-670.
18Kurokawa R. Promoter-associated long noncoding RNAs repress transcription through a RNA binding protein TLS.Adv Exp Med Biol,2011,722:196-208.
19Feng J, Bi C, Clark BS, et al.The Evf-2 noncoding RNA is transcribed from the Dlx-5/6 ultraconserved region and functions as a Dlx-2 transcriptional coactivator. Genes Dev,2006,20:1470-1484.
20Holdt LM, Hoffmann S, Sass K,et al.Alu elements in ANRIL non-coding RNA at chromosome 9p21 modulate atherogenic cell functions through trans-regulation of gene networks.PLoS Genet,2013,9:e1003588.
21Huarte M, Guttman M, Feldser D,et al.A large intergenic noncoding RNA induced by p53 mediates global gene repression in the p53 response.Cell,2010,142:409-419.
22Beltran M, Puig I, Pena C, et al. A natural antisense transcript regulates Zeb2/Sip1 gene expression during Snail1-induced epithelial-mesenchymal transition. Genes Dev,2008,22:756-769.
23Wu P, Zuo X, Deng H, et al. Roles of long noncoding RNAs in brain development, functional diversification and neurodegenerative diseases. Brain Res Bull,2013,97:69-80.
24Bertozzi D, Iurlaro R, Sordet O, et al. Characterization of novel antisense HIF-1alpha transcripts in human cancers. Cell Cycle,2011,10:3189-3197.
25Schmidt LH, Spieker T,Koschmieder S,et al.The long noncoding MALAT-1 RNA indicates a poor prognosis in non-small cell lung cancer and induces migration and tumor growth.Thorac Oncol,2011,6:1984-1992.
26Huarte M,Guttman M,Feldser D, et al.A large intergenic noncoding RNA induced by p53 mediates global gene repression in the p53 response. Cell,2010,142:409-419.
27Ying L,Chen Q,Wang Y,et al.Upregulated MALAT-1 contributes to bladder cancer cell migration by inducing epithelial-to-mesenchymal transition. Mol Biosyst,2012,8:2289-2294.
28Aravalli RN,Cressman EN,Steer CJ.Cellular and molecular mechanisms of hepatocellular carcinoma: an update. Arch Toxicol,2013,87:227-247.
29Braconi C,Kogure T,Valeri N,et al. microRNA-29 can regulate expression of the long non-coding RNA gene MEG3 in hepatocellular cancer. Oncogene,2011,30:4750-4756.
30Yang F,Zhang L,Huo XS,et al.Long noncoding RNA high expression in hepatocellular carcinoma facilitates tumor growth through enhancer of zeste homolog 2 in humans. Hepatology,2011,54:1679-1689.
31Lai M C, Yang Z, Zhou L,et al. Long non-coding RNA MALAT-1 overexpression predicts tumor recurrence of hepatocellular carcinoma after liver transplantation.Med Oncol,2012,29:1810-1816.
32Huang JF, Guo YJ, Zhao CX, et al. Hepatitis B virus X protein (HBx)-related long noncoding RNA (lncRNA) down-regulated expression by HBx (Dreh) inhibits hepatocellular carcinoma metastasis by targeting the intermediate filament protein vimentin. Hepatology,2013,57:1882-1892.
33Hitchins MP, Moore GE. Genomic imprinting in fetal growth and development. Expert Rev Mol Med,2002,4:1-19.
34Manoharan H,Babcock K,Pitot HC.Changes in the DNA methylation profile of the rat H19 gene upstream region during development and transgenic hepatocarcinogenesis and its role in the imprinted transcriptional regulation of the H19 gene. Mol Carcinog,2004,41:1-16.
35Panzitt K,Tschernatsch MM, Guelly C,et al. Characterization of HULC, a novel gene with striking up-regulation in hepatocellular carcinoma, as noncoding RNA. Gastroenterology, 2007,132:330-342.
36Wang J, Liu X, Wu H, et al. CREB up-regulates long non-coding RNA, HULC expression through interaction with microRNA-372 in liver cancer. Nucleic Acids Res,2010, 38:5366-5383.
37Zhang X, Rice K, Wang Y,et al.Maternally expressed gene 3 (MEG3) noncoding ribonucleic acid: isoform structure, expression, and functions. Endocrinology,2010,151:939-947.
38Qin R, Chen Z, Ding Y, et al. Long non-coding RNA MEG3 inhibits the proliferation of cervical carcinoma cells through the induction of cell cycle arrest and apoptosis. Neoplasma,2013,60:486-492.
39Yuan 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.
40Yuan JH, Yang F, Wang F, et al. A long noncoding RNA activated by TGF-beta promotes the invasion-metastasis cascade in hepatocellular carcinoma. Cancer Cell,2014,25:666-681.
Regulatory mechanism of long non-coding RNA and advances of hepatocellular carcinoma
ChangLei,LiuZhisu.
DepartmentofHepatobiliary&PancreaticSurgery,ZhongnanHospital,WuhanUniversity,Wuhan430071,China
Correspondingauthor:LiuZhisu,Email:liuzs53@sina.com
Long non-coding RNA (lncRNA) has been a focal point of biomedical researches in recent years. Long noncoding RNAs (lncRNAs) are a class of transcripts of over 200 nucleotides with limited protein coding potential. Recent researches have shown that lncRNA played a key role in gene regulation. Some abnormally expressed lncRNAs could regulate gene expression at the levels of pretranscription, transcription, post-transcription and epigenetics. This review summarized the biological characteristics, regulatory mechanisms and advances of hepatocellular carcinoma.
Long non-coding RNA; Regulation; Hepatocellular carcinoma
430071 武漢,武漢大學(xué)中南醫(yī)院肝膽胰外科
劉志蘇,Email:liuzs53@sina.com
R657.3
A
10.3969/j.issn.1003-5591.2015.01.018
2014-12-18)