長鏈非編碼RNA及其在腎癌中的研究進展

陳健文 陳亞磊 張瑜 彭程 馬鑫*

1中國人民解放軍總醫(yī)院泌尿外科 100853 北京292261部隊衛(wèi)生隊(?？?3首都醫(yī)科大學附屬北京安貞醫(yī)院心內(nèi)科

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綜 述

長鏈非編碼RNA及其在腎癌中的研究進展

陳健文1, 2陳亞磊3△張瑜1彭程1馬鑫1*

1中國人民解放軍總醫(yī)院泌尿外科 100853 北京292261部隊衛(wèi)生隊(?？?3首都醫(yī)科大學附屬北京安貞醫(yī)院心內(nèi)科

長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是一類長度大于200個核苷酸的不編碼蛋白質(zhì)的RNA，長期以來，lncRNA被當作基因組的“垃圾序列”。然而，近年來，越來越多的研究表明lncRNA廣泛地參與了細胞生物學全過程，有多種多樣的生物學功能。LncRNA與許多疾病尤其是腫瘤密切相關，近年來，腎癌中也有一大批lncRNA分子逐漸被闡明。本文主要對lncRNA分類和功能，以及l(fā)ncRNA在腎癌中的研究進展作綜述。

長鏈非編碼RNA；機制；腎癌；綜述

上個世紀中葉以來，F(xiàn)rancis Crick描述的中心法則中“DNA→RNA→蛋白質(zhì)”的方程式深入人心。長期以來，人們認為中心法則中蛋白質(zhì)才是最終真正發(fā)揮作用的形式，RNA只不過充當了一個過渡者的角色。2003年4月人類基因組測序完成，人們發(fā)現(xiàn)在人類基因組的30億個堿基對中，僅僅20 000～25 000的堿基對編碼蛋白質(zhì)，不到整個基因組的2%[1]。超過70%的基因組被轉(zhuǎn)錄成RNA，而編碼蛋白的RNA，即信使RNA(messenger RNA，mRNA)僅占少數(shù)，占絕大多數(shù)都是長期以來被認為是基因組“垃圾序列”的非編碼RNA(non-coding RNA, ncRNA)，提示這些ncRNA可能具有重要的生物學功能[2]。相比于DNA，RNA的表達更加活躍，更容易受到內(nèi)外刺激尤其是病理過程刺激的影響，因此RNA更加容易成為分子標記物。在人體內(nèi)，RNA大致可分為mRNA(約占2%)和ncRNA(約占98%)兩大類，ncRNA按照大小可以分為長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA, lncRNA)以及小非編碼RNA(small non-coding RNA, sncRNA)，其中轉(zhuǎn)運RNA(transfer RNA, tRNA)、核糖體RNA(ribosomal RNA, rRNA)、核仁小RNA(small nucleolar RNA, snoRNA)、小核RNA(small nuclear RNA, snRNA)、Piwi-interacting RNA(piRNA)、小干擾RNA(small interfering RNA, siRNA)以及近年來研究比較熱門的微小RNA(microRNA, miRNA)都屬于sncRNA[3]。至此，完善的中心法則至少還應該包括lncRNA以及sncRNA在內(nèi)[4]，如圖1。其中l(wèi)ncRNA在基因的表達及調(diào)控中有著舉足輕重的作用。

圖1 完善的中心法則

腎癌是最常見的泌尿系腫瘤之一，在中國，每年約有66 800人診斷為腎癌，每年約23 400人死于腎癌[5]。流行病學研究數(shù)據(jù)顯示，腎癌的發(fā)病率呈逐年增高的趨勢[6]。大約30%的腎癌患者最開始診斷時已經(jīng)發(fā)生了轉(zhuǎn)移。外科手術是局限性腎癌的金標準，然而約三分之一的局限性腎癌患者積極手術后仍然出現(xiàn)轉(zhuǎn)移。手術對局部進展性腎癌以及轉(zhuǎn)移性腎癌效果有限，通常需要采取綜合治療，進展性腎癌的預后差，5年生存率不到30%[7]。腎癌依照病理組織學可分為若干類型，腎透明細胞癌是最常見的亞型，約占腎癌的80%。由于腎透明細胞癌對放療及化療不敏感，白介素及干擾素等細胞因子治療副作用大且療效有限，以索拉非尼以及舒尼替尼為代表的靶向藥物的臨床應用雖然提高了進展性腎癌患者的生存期，但仍然存在治療譜窄、耐藥快等缺陷[8, 9]。因而，更多的腎癌治療靶點亟待研究出來。近年來也發(fā)現(xiàn)了許多潛在的腎癌分子靶標，其中包括mRNA，比如HIF1α[10]、VEGF[11]等，也包括miRNA，比如miR-185[12]、miR-155[13]等，以及l(fā)ncRNA。LncRNA的在腫瘤的診斷、治療以及預后方面具有重要的臨床應用價值。近年來，腎癌相關的lncRNA研究也備受關注，與腎癌相關的一大批lncRNA分子逐漸被闡明，本文主要對lncRNA分類和功能，以及l(fā)ncRNA在腎癌中的研究進展進行綜述。

1 LncRNA概述

LncRNA屬于非編碼RNA，缺乏有意義的開放閱讀框，不翻譯蛋白質(zhì)，其長度通常大于200個核苷酸(nucleotide，nt)。大多數(shù)lncRNA由RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄，通常含有多聚腺苷尾結(jié)構(gòu)，空間結(jié)構(gòu)復雜，其廣泛分布在細胞核與細胞質(zhì)內(nèi)，以細胞核表達居多，其表達具有組織特異性。多數(shù)lncRNA具有功能保守性，但其序列保守性較低。有些lncRNA不僅表達于組織內(nèi)，血液、尿液等體液中也有分泌[14, 15]。近年來，隨著高通量測序技術的應用，越來越多的lncRNA被發(fā)現(xiàn)，這些研究表明lncRNA廣泛地參與了細胞生物學過程，以RNA的形式在轉(zhuǎn)錄前及轉(zhuǎn)錄后等多個層面上調(diào)控著基因的表達。LncRNA有著多種多樣的生物學功能，其表達異常與胚胎發(fā)育以及疾病尤其是腫瘤密切相關。

2 LncRNA分類

目前對于lncRNA分類尚無統(tǒng)一定論，可以將其在基因組中來源位置的不同分為以下幾類[16, 17]：增強子區(qū)域lncRNA，啟動子區(qū)域lncRNA，外顯子區(qū)域lncRNA，內(nèi)含子區(qū)域lncRNA，3'端和5'端非翻譯區(qū)lncRNA，基因間lncRNA(lincRNA)，基因內(nèi)lncRNA，反義lncRNA(AS lncRNA)，以及雙向轉(zhuǎn)錄lncRNA等(圖2)。較為特殊的是，反義lncRNA中，有部分為編碼蛋白基因的反義鏈的編碼產(chǎn)物，也稱作天然反義轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物(natural antisense transcripts, NATs)，其進一步可分為順式作用天然反義轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物(cis-NATs)和反式作用天然反義轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物(trans-NATs)[18]。

不同的箭頭代表不同的lncRNA，UTR：非翻譯區(qū)。

圖2 LncRNA按來源分類

3 LncRNA作用機制

3.1 表觀遺傳調(diào)控

表觀遺傳學是指在基因核苷酸序列不變的情況下，基因的表達發(fā)生可遺傳的變化。DNA甲基化、組蛋白修飾(圖4a、4b)、染色體沉默(圖4c)、基因組印記(圖4d)等都屬于表觀遺傳學現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA能通過表觀遺傳學調(diào)控來影響基因的表達，如HOX轉(zhuǎn)錄反義RNA(HOX transcript antisense RNA, HOTAIR)可充當骨架分子結(jié)合組蛋白修飾復合體，介導組蛋白的甲基化與去甲基化，從而影響靶基因表達(圖4b)。X染色體失活特異性轉(zhuǎn)錄本(X inactive specific transcript, XIST)從雄性的失活X染色體上轉(zhuǎn)錄后，可附著到X染色體，并使之固縮，從而使得X染色體上的基因整體表達受抑制(圖4c)[21]。lncRNA H19可通過參與基因組印跡影響胰島素樣生長因子2(Insulin-like growth factor 2, IGF2)的表達(圖4d)。

3.2 轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控

LncRNA可通過反式(圖4e)或者順式(圖4f)作用，引誘(圖4g)或者引導(圖4h)轉(zhuǎn)錄因子，從而調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄。如DNA損傷活化P21相關lncRNA(DNA damage activated P21 associated lncRNA, PANDA)[22]，當DNA發(fā)生損傷時，PANDA轉(zhuǎn)錄增加，它可以提前結(jié)合核轉(zhuǎn)錄因子Y α亞基阻止其與靶基因互作，進而抑制靶基因表達，延長細胞生存時間(圖4f 、4g)。又如lincRNA p21[23]，它可引導核不均一核糖核蛋白定位到p21基因的啟動子區(qū)，進而促進p21轉(zhuǎn)錄(圖4e 、4h)。

3.3 mRNA前體可變剪切調(diào)控

基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA前體需要經(jīng)過剪接體的剪接作用，去除內(nèi)含子才能形成成熟的mRNA。LncRNA也參與了mRNA前體的剪接。LncRNA可通過結(jié)合到mRNA前體內(nèi)含子區(qū)域，阻止剪接因子與mRNA前體結(jié)合(圖4i)。LncRNA可引導修飾因子結(jié)合到內(nèi)含子區(qū)域，從而促進特定區(qū)域甲基化、磷酸化等修飾(圖4j)，如肺腺癌轉(zhuǎn)移相關因子1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript-1, MALAT1)，可以與SR剪接因子結(jié)合，從而影響mRNA前體的可變剪接[24]。LncRNA可結(jié)合剪接因子，阻止剪接復合體的形成(圖4k)。

第五，部分老師不適應網(wǎng)上操作，又不放心授權(quán)給其它老師或研究生，更依賴傳統(tǒng)報賬方式，易產(chǎn)生抵觸心理，影響網(wǎng)報系統(tǒng)的全面推廣。

3.4 轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控

LncRNA廣泛的參與了基因的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，其可通過調(diào)節(jié)mRNA穩(wěn)定性以及核糖體與翻譯因子的結(jié)合，調(diào)節(jié)mRNA的翻譯。如β-分泌酶-1 反義轉(zhuǎn)錄物( antisense transcript for β-secretase-1，BACE1-AS)，可以通過與BACE結(jié)合從而阻止miR-485-5p結(jié)合到BACE上，從而阻止BACE mRNA降解(圖4l)[25]。LncRNA ATB(lncRNA-activated by TGF-β)，通過與ZEB1/2競爭性結(jié)合miRNA-200s家族，從而使得miRNA-200s與ZEB1/2結(jié)合減少，ZEB1/2的穩(wěn)定性增加(圖4m)，ZEB1/2的表達增強，進而促進肝癌的轉(zhuǎn)移[26]。Yoon等[27]報道，LincRNA-p21可與其靶mRNA 結(jié)合，阻止mRNA降解(圖4n)，并且抑制靶基因的翻譯。有許多天然反義lncRNA可與其對應的mRNA結(jié)合，并誘導其降解(圖4o)。有一些lncRNA可與翻譯因子(如翻譯起始因子4G-1[28]等)結(jié)合，降低mRNA的翻譯效率(圖4p)。

A:與DNA結(jié)合;B:與miRNA結(jié)合; C:與mRNA結(jié)合; D:與蛋白質(zhì)結(jié)合; E:與自身通過空間結(jié)構(gòu)結(jié)合; F:降解成sncRNA發(fā)揮作用。

圖3 LncRNA的作用方式的六大基本模塊

(A)表觀遺傳學調(diào)控：a，lncRNA結(jié)合修飾蛋白影響組蛋白甲基化；b，lncRNA作為骨架分子招募蛋白對組蛋白修飾；c，lncRNA被轉(zhuǎn)錄后結(jié)合到自身染色體，發(fā)揮順式作用，阻止基因表達；d，lncRNA通過參與基因印記，影響基因表達(左側(cè)為正常，右側(cè)為異常時基因印記缺失)。(B)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控：e，發(fā)揮反式作用調(diào)節(jié)；f，發(fā)揮順式作用調(diào)節(jié)；g，引誘并結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子，阻止轉(zhuǎn)錄因子與啟動子區(qū)域結(jié)合；h，誘導轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合到啟動子區(qū)域。(C)mRNA前體可變剪切調(diào)控：i，lncRNA結(jié)合到內(nèi)含子區(qū)域，阻止剪接因子結(jié)合；j，lncRNA誘導修飾因子結(jié)合到內(nèi)含子區(qū)域，促進特定區(qū)域磷酸化修飾；k，lncRNA結(jié)合剪接因子，阻止剪接復合體形成。(D)翻譯水平調(diào)控：l，lncRNA結(jié)合到mRNA 3'UTR阻止miRNA與mRNA結(jié)合；m，lncRNA競爭性結(jié)合miRNA，阻止miRNA與mRNA結(jié)合；n，lncRNA結(jié)合到mRNA上穩(wěn)定mRNA；o，lncRNA結(jié)合mRNA促使mRNA降解；p，lncRNA結(jié)合翻譯因子，阻止其與核糖體結(jié)合，抑制翻譯。(E)其他調(diào)控方式：q，lncRNA可通過其空間結(jié)構(gòu)結(jié)合蛋白，穩(wěn)定蛋白；r，lncRNA可以介導蛋白質(zhì)的核膜運輸；s，lncRNA可降解成sncRNA進一步發(fā)揮作用。

圖4 LncRNA的作用機制

3.5 其他調(diào)控機制

LncRNA作用形式豐富，更多的作用機制逐漸被研究發(fā)現(xiàn)，如lncRNA可以通過空間結(jié)構(gòu)結(jié)合不同的蛋白，從而使得不同蛋白直接共同作用，增強蛋白的穩(wěn)定性(圖4q)。同時，lncRNA可以參與核膜的轉(zhuǎn)運(圖4r)，如5'aHIF1α參與蛋白的細胞核內(nèi)運輸[29]。LncRNA也可以分解成sncRNA，在體內(nèi)發(fā)揮作用(圖4s)，如MALAT1被Rnase處理后，可以生產(chǎn)多種sncRNA發(fā)揮更廣泛的作用[30]。

4 腎癌相關的lncRNA

近年來，與腎癌相關的一大批lncRNA分子逐漸被闡明，詳見表1。

4.1 肺腺癌轉(zhuǎn)移相關因子1

肺腺癌轉(zhuǎn)移相關因子1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript-1, MALAT1)序列高度保守，主要表達于細胞核內(nèi)，其基因位于染色體11q13.1上。MALAT1在人體正常組織中廣泛表達，在肺癌、前列腺癌、胃癌、結(jié)腸癌、腎癌等多種腫瘤組織中高表達[31]。MALAT-1首先被Ji等[32]報道，他們運用削減雜交技術，發(fā)現(xiàn)在早期非小細胞肺癌的術后轉(zhuǎn)移組和非轉(zhuǎn)移組中，MALAT-1出現(xiàn)差異性表達，并發(fā)現(xiàn)其表達差異與患者預后相關。隨后，Zhang等[33]在腎癌組織與細胞系中驗證發(fā)現(xiàn)，相比瘤旁組織及正常腎小管上皮細胞系，MALAT-1在腎癌組織及腎癌細胞系中呈現(xiàn)高表達，且高表達與預后相關。隨后Hirata等[34]也報道，MALAT1在腎癌組織中高表達，并且MALAT1高表達能夠促進EZH2的表達，從而促進了腫瘤上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-to-mesenchymal transition，EMT)，進而促進了腎癌的進展。文章還指出，MALAT1可以與miR-205(也屬于miR-200s家族成員)競爭性結(jié)合，從而促進腎癌發(fā)生進展。Xiao等[35]通過分析TCGA數(shù)據(jù)庫，發(fā)現(xiàn)MALAT1在腎透明細胞癌中呈現(xiàn)高表達，并與miR-200家族的表達呈負相關，通過進一步研究，發(fā)現(xiàn)MALAT1可以通過競爭性結(jié)合miR-200家族，從而使得ZEB2基因的表達升高，促進了EMT轉(zhuǎn)變，進一步促進了腫瘤的進展(圖5)。另外，Argani等[36]研究報道，在t(6；11)(p21；q12)染色體易位腎癌患者中，MALAT1與轉(zhuǎn)錄因子TFEB發(fā)生融合，融合后，TFEB的編碼序列得到保護，從而使得TFEB蛋白表達升高，進而促進下游腫瘤因子的表達，引起腫瘤進展。

表1 腎癌相關的lncRNA

MALAT1可以與ZEB競爭性結(jié)合miRNA200s家族，從而間接促進ZEB的表達，進而促進腫瘤的進展。在t(6；11)(p21；q12)染色體異位的腎癌患者中，MALAT1與TFEB融合，促進TFEB的表達。MALAT1還可以通過促進EZH2的表達，從而促進EMT進程，促進腎癌的進展。

圖5 MALAT1的作用機制

4.2 HOX轉(zhuǎn)錄反義RNA

人類HOX轉(zhuǎn)錄反義RNA(HOX transcript antisense RNA, HOTAIR)基因位于染色體12q13.13區(qū)域HOXC家族HOXC11和HOXC12編碼區(qū)之間[37]，成熟的RNA長度約為2 300 bp，無polyA尾。HOTAIR由Rinn等[38]首次發(fā)現(xiàn)，并且是第一個被發(fā)現(xiàn)具有反式作用的lncRNA，其通過反式作用使得染色質(zhì)沉默。HOTAIR的5'端可以招募由EZH2、RbAp48、EED和SUZ12組成的多梳蛋白抑制復合物(polycomb repres．sive complex 2, PRC2)，通過反式作用使得靶基因的染色體組蛋白H3第27位賴氨酸發(fā)生三甲基化(H3K27me3)，從而抑制下游抑癌靶基因轉(zhuǎn)錄。同時HOTAIR的3'端可以招募組蛋白去甲基化酶復合體(LSD1/CoREST/REST復合物)，通過反式作用使得靶基因組蛋白H3第4位賴氨酸發(fā)生去甲基化(H3K4deme)，繼而導致基因沉默(圖6)[39]。自HOTAIR發(fā)現(xiàn)以來，許多研究證實HOTAIR在結(jié)直腸癌、乳腺癌等腫瘤中發(fā)揮著重要的作用。2014年，Wu等[40]通過實時熒光定量聚合酶鏈反應(real-time quantitative polymerase chain reaction, qRT-PCR)實驗發(fā)現(xiàn)HOTAIR在腎癌組織及腎癌細胞系中高表達，進一步的細胞功能實驗證實，敲低HOTAIR能夠抑制細胞周期，使得細胞發(fā)生G0/G1期阻滯，細胞增殖和侵襲能力減弱，細胞凋亡增加等，預示著HOTAIR在腎癌中也起到了促進腫瘤增殖和轉(zhuǎn)移的作用。Pei等[41]研究發(fā)現(xiàn)，HOTAIR與腎癌細胞系的轉(zhuǎn)移能力密切相關，姜黃素可能可以抑制HOTAIR，進而抑制腎癌轉(zhuǎn)移。Chiyomaru等[42]研究發(fā)現(xiàn)，在腎癌組織及細胞系中，miR-141表達與HOTAIR的表達呈負相關，進一步研究發(fā)現(xiàn)miR-141可通過與免疫復合物Ago2相互作用來調(diào)節(jié)HOTAIR的表達。

4.3 H19

H19是第1個被發(fā)現(xiàn)的lncRNA，基因定位于染色體11p15.5，胰島素樣生長因子2(insulin-1ike growth factor 2, IGF2)基因的下游，與IGF2為一對印記基因。其序列在進化上高度保守，成熟RNA主要位于細胞質(zhì)內(nèi)[43]?；蛴∮浭侵赣捎贒NA或者組蛋白的修飾，來源于父母雙方的等位基因中只有一方基因表達的現(xiàn)象。正常狀態(tài)下，人H19為父系印記、母源表達，而IGF2為母系印記、父源表達，兩者同時受到H19上游印記控制區(qū)的調(diào)節(jié)。在胚胎中H19高表達，而出生后，除骨骼肌與心肌有一定表達之外，其他正常組織均低表達[44]。1993年，Rainier等[45]發(fā)現(xiàn)，在腎母細胞瘤(Wilms' tumor)中，母源染色體H19基因上游差異性甲基化區(qū)域(differentially methylated region，DMR)出現(xiàn)甲基化，導致H19基因沉默，從而IGF2在母源與父源染色體上同時表達。Ohlsson等[46]發(fā)現(xiàn)，正常情況下，在母源染色體上，轉(zhuǎn)錄因子CCCTC-binding factor(CTCF)與H19基因上游的去甲基化DMR區(qū)域結(jié)合，阻止位于H19基因下游的增強子與IGF2基因的結(jié)合，使得增強子與H19啟動子結(jié)合促進H19表達。DMR區(qū)域甲基化后，CTCF不能結(jié)合于其上，于是位于H19基因下游的增強子與IGF2基因，促進IGF2的表達(圖7)。因而，H19在腎母細胞瘤中為腫瘤抑制基因。而Wang等[47]發(fā)現(xiàn)，在ccRCC組織及腎癌細胞系中H19高表達，而且H19的高表達的ccRCC患者腫瘤的臨床分期更高，且患者的總生存期更短，提示H19的表達水平可成為腎癌的一個預后指標，但是H19在ccRCC中的具體機制并為未闡明。

HOTAIR 5'端可招募由EED、AUZ12、EZH2等組成的PRC2復合物，3'端可招募LSD1/CoREST/REST復合物，從而使得靶基因H3K27三甲基化以及H3K4去甲基化。

圖6 HOTAIR的作用機制

4.4 生長停滯特異性轉(zhuǎn)錄本5

生長停滯特異性轉(zhuǎn)錄本5(growth arrest-specific transcript 5, GAS5)基因位于人染色體1q25.1上，其成熟RNA全長約630 nt[48]。Mourtada-Maarabouni等[49]通過研究發(fā)現(xiàn)，GAS5能夠?qū)е虑傲邢侔┘叭橄侔┘毎L阻滯及細胞凋亡(圖8)，并且GAS5在上述腫瘤組織中低表達。隨后一系列研究也表明，GAS5在結(jié)直腸癌、非小細胞肺癌、胃癌以及膀胱癌等組織中也呈現(xiàn)低表達。2013年，Qiao等[50]發(fā)現(xiàn)lncRNA GAS5在腎癌組織及腎癌細胞系A498中也低表達，并且過表達GAS5能夠?qū)е履I癌細胞系出現(xiàn)細胞周期組織及凋亡，提示GAS5在腎癌中發(fā)揮抑癌基因作用，其具體機制仍有待進一步研究。

(A)正常情況下，CTCF結(jié)合在母源染色體上無甲基化DMR區(qū)域，阻止增強子與IGF2結(jié)合，從而H19轉(zhuǎn)錄增加，而IGF2表達受抑制。(B)腎母細胞瘤中，母源染色體DMR區(qū)域甲基化，CTCF不能與之結(jié)合，從而增強子與IGF2 結(jié)合，促進IGF2表達，而H19轉(zhuǎn)錄抑制。

圖7 H19的作用機制

圖8 GAS5作用機制

4.5 母源性表達印記基因3

母源性表達印記基因3(maternally expressed gene 3, MEG3)基因定位于人類染色體14q32.3，它屬于母源性表達的印記基因，坐落于DLK1-MEG3印記位點，該位點包含了至少3個父源表達的編碼印記基因，以及許多母源性表達的非編碼基因[51]。MEG3廣泛表達于人類正常組織當中，在許多腫瘤組織及細胞系中都發(fā)現(xiàn)有MEG3的表達缺失。MEG3可通過多種途徑抑制腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，其中Zhao等[52]通過對腦垂體腫瘤的研究發(fā)現(xiàn)，MEG3上游的DMR區(qū)域甲基化，使得MEG3表達沉默，從而使得DLK1在父源及母源染色體上同時表達，進而促進了腫瘤的發(fā)生。而在細胞中使用甲基化抑制劑后，MEG3上游的DMR區(qū)域去甲基化，導致MEG3表達增加，這些實驗提示DMR區(qū)域的甲基化是導致腫瘤發(fā)生的重要環(huán)節(jié)(其機制與H19類似)。2015年，Wang等[53]通過qRT-PCR檢測，發(fā)現(xiàn)MEG3在腎癌組織及腎癌細胞系786-O中低表達，在786-O細胞系中過表達MEG3能抑制腎癌細胞的增殖，促進細胞凋亡。同時還發(fā)現(xiàn)過表達MEG3后，Bcl-2和半胱天冬酶原-9蛋白表達降低，推測MEG3可能是通過激活線粒體途徑來促進腎癌細胞的凋亡。

4.6 缺氧誘導因子-1 α亞單位5'區(qū)天然反義基因

缺氧誘導因子-1 α亞單位5'區(qū)天然反義基因(the natural antisense of 5'end of hypoxia-inducible factor 1 alpha, 5'aHIF1α)位于人染色體14q23.2區(qū)，是HIF1α基因5'區(qū)的天然反義基因，其成熟RNA含有5'端帽子和3'端poly(A)尾，定位于細胞核。HIF-1是機體在受到缺氧等各種刺激下產(chǎn)生的一種轉(zhuǎn)錄因子，由α和β亞單位組成，其中HIF1α亞單位是功能亞基，也是唯一的氧敏感調(diào)節(jié)亞基。研究表明，缺氧后HIF1α的表達增加，進而促進VEGF的轉(zhuǎn)錄，增強VEGF的mRNA的穩(wěn)定性，從而使得VEGF蛋白表達增加，進一步促進腎癌血管生成和浸潤，從而促進腫瘤進展[11]。Bertozzi等[29]研究發(fā)現(xiàn)，在腎癌中5'aHIF1α有表達，并隨著病理分級的增加而呈降低趨勢。通過原位免疫共沉淀實驗發(fā)現(xiàn)5'aHIF1α在細胞核膜周圍集聚，且與核孔復合物Nup62具有相同的定位，提示5'aHIF1α可能參與了核膜的運輸(圖9)。Bertozzi推測5'aHIF1α有可能是通過干擾HIF1α的轉(zhuǎn)錄和翻譯發(fā)揮基因調(diào)控作用，具體機制仍有待進一步研究。Thrash-Bingham等[54]發(fā)現(xiàn)，HIF1α基因3'區(qū)也有一條天然反義基因——3'aHIF1α，其在非乳頭狀ccRCC中高表達，而在乳頭狀ccRCC中不表達，提示3'aHIF1α可以協(xié)助診斷ccRCC亞型。

圖9 5'aHIF1α作用機制

4.7 其他與腎癌相關的lncRNA

DeOcesano-Pereira等[55]發(fā)現(xiàn)，BCL-X的一個反義lncRNA INXS(intronic BCL-XS-inducing lncRNA)在腎癌中低表達，并且其能夠介導BCL-X前體mRNA的可變剪切，使得前體從本來抗凋亡的BCL-XL mRNA可變剪切成促進凋亡的BCL-XS mRNA，進而BCL-XS蛋白增加，細胞凋亡增加，從而發(fā)揮抑癌作用(圖10)。Lee等[56]與 Chiesa等[57]發(fā)現(xiàn)，正常狀態(tài)下，KCNQ1OT1是父源染色體表達的印記基因，在Beckwiths Wiedemann 綜合征(BWS)中KCNQ1OT1的表達升高，并且可以抑制CDKN1C的表達，從而導致胎兒過度生長，出生后可并發(fā)Wilms瘤。Cao等[58]發(fā)現(xiàn)在腎癌中l(wèi)ncRNA CASC2(lncRNA cancer susceptibility candidate 2)表達降低，且其能抑制腎癌細胞的增殖和轉(zhuǎn)移，他們通過雙熒光素酶實驗證實miR-21能與CASC2特異性結(jié)合，并且其抑癌作用能被miR-21逆轉(zhuǎn)。Qu等[59]發(fā)現(xiàn)，在舒尼替尼藥物抵抗性腎癌患者組織中l(wèi)ncARSR(lncRNA activated in RCC with sunitinib resistance)表達升高，其表達水平與舒尼替尼抵抗成正相關，并且lncARSR可以通過形成外泌體傳送到敏感細胞，使得敏感細胞也產(chǎn)生舒尼替尼抵抗。Wu等[60]發(fā)現(xiàn)linc00152在ccRCC中高表達，并且其表達與TNM分期以及患者總生存相關，其基因定位于2p11.2，他們通過數(shù)據(jù)庫預測，linc00152可能可以競爭性結(jié)合miR-138/138ab與miR-376c-3p，具體機制仍有待進一步研究。Liu等[61]發(fā)現(xiàn)lncRNA TRIM52-AS1(TRIM52 antisense RNA 1)，在腎癌中低表達，并且其能抑制腎癌細胞的增殖、轉(zhuǎn)移，促進細胞凋亡。Xiong等[62]發(fā)現(xiàn)，lncRNA-ATB在轉(zhuǎn)移性腎癌中高表達，并且敲低lncRNA-ATB后，腫瘤細胞生長抑制、凋亡增加、侵襲能力下降。Xue等[63]發(fā)現(xiàn)，lncRNA NBAT-1(lncRNA neuroblastoma associated transcript-1)在腎癌中低表達，其表達與腫瘤分級及預后相關。Ellinger等[64]發(fā)現(xiàn)，lnc-ZNF180-2在進展期腎癌中表達增高，其表達與腎癌患者預后相關。Zhang等[65]發(fā)現(xiàn)，lncRNA SPRY4-IT1(SPRY4 intronic transcript 1)在腎癌中高表達，并且其表達與腎癌患者臨床分期及預后相關。Yao等[66]發(fā)現(xiàn)，lncRNA CADM1-AS1 在ccRCC中低表達，其表達與CADM1基因表達呈現(xiàn)正相關，其表達與腎癌預后相關。Song等[67]發(fā)現(xiàn)，lncRNA RCCRT1在進展期腎癌中高表達，其表達與腫瘤大小、分期、淋巴及遠處轉(zhuǎn)移相關。Sakurai等[68]發(fā)現(xiàn)，lncRNA DRAIC (Downregulated RNA in androgen independent cells)在腎癌中低表達，并且與腎癌預后相關。Li等[69]發(fā)現(xiàn)lncRNA UCA1在腎癌中高表達，并且其表達與患者臨床特征資料無相關關系。

圖10 lncRNA INXS 作用機制

5 總結(jié)與展望

LncRNA因其在基因表達調(diào)控中的廣泛的作用機制、獨特的作用模式，使得越來越多的學者開始涉足該領域，lncRNA的相關研究已經(jīng)成為生物醫(yī)學領域尤其是腫瘤研究領域的熱點。雖然部分lncRNA的機制已清晰，但是這只是冰山一角，更多的lncRNA的功能仍然有待更多學者們齊心協(xié)力地去發(fā)現(xiàn)。在腎癌領域，本文已羅列的幾乎所有的有關腎癌的lncRNA研究，但是筆者發(fā)現(xiàn)這些lncRNA遠遠太少，而且很多在腎癌發(fā)生發(fā)展中有明確功能的lncRNA，其機制并未闡明，這需要更多的學者們進一步地研究具體的基因調(diào)控機制。有一些學者[70, 71]也開始注意到腎癌診斷相關的lncRNA研究，但是他們的診斷指標都是由5個左右的lncRNA形成的一個組合來診斷腎癌，仍然缺乏一個明確的單一lncRNA來指導診斷。腎癌中預后相關的lncRNA研究相對較多，而轉(zhuǎn)移性腎癌相關的lncRNA研究較少，Qu等[59]另辟蹊徑研究腎癌靶向藥物舒尼替尼的藥物抵抗，為腎癌相關lncRNA研究提供了新的思路。筆者認為，隨著腎癌lncRNA研究的不斷深入，在不久的將來，lncRNA終將會為腎癌的診斷以及治療開辟全新的篇章。

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Long non-coding RNA and its recent research progress in renal cancer

Chen Jianwen1, 2Chen Yalei3Zhang Yu1Peng Cheng1Ma Xin1

(1Department of Urology/State Key Laboratory of Kidney Diseases, Chinese People＇s Liberation Army General Hospital, Beijing 100853, China;2Force Medical Team, 92261 Troops of PLA;3Department of Cardiology, Beijing Anzhen Hospital, Capital Medical University, Beijing Institute of Heart, Lung and Blood Vessel Diseases)

Corresponding author: Ma Xin, urologist@foxmail.com

Long non-coding RNA(lncRNA)is a kind of RNA which possess longer than 200 nucleotides and lack of protein coding function. It was recognized as junk sequence for a long time. Recent studies have found that lncRNAs were actively function in almost every aspect of cell biology, and involved in a variety of biological functions. LncRNAs were closely related to a variety of human diseases, especially tumors. Recently, lncRNAs were being increasingly reported in Renal Cancer. Following is a review of the classification and functions of lncRNAs, and also the latest research progresses of lncRNAs in renal cancer.

long non-coding RNA; mechanism; renal cancer; review

馬鑫，urologist@foxmail.com

2016-10-09

R737.11

A

2095-5146(2016)06-371-11

國家高新技術研究發(fā)展計劃(863計劃)(2012AA02101)

△共同第一作者

*審校者