lncRNA在惡性血液疾病研究的新角色

汪霞+李惠民

摘要：lncRNA是基因調(diào)節(jié)的重要組成部分，越來越多的研究表明lncRNA參與到基因調(diào)節(jié)和細胞生理過程的各個方面。lncRNA通過發(fā)揮癌基因與抑癌基因的作用參與腫瘤包括惡性血液疾病的形成的過程。本文就lncRNA在腫瘤及惡性血液疾病中的異常調(diào)節(jié)，特別是lncRNA在惡性血液疾病的分類、診斷、預(yù)后判斷和治療中的應(yīng)用前景進行了綜述。

關(guān)鍵詞：lncRNA；腫瘤；惡性血液疾病

Abstract：Long non-coding RNAs （lncRNAs） are important regulators of gene expression ， increasing studies have indicated lncRNA involved in all aspects of the gene regulation and cellular physiological processes. Many lncRNAs have been shown to exert oncogene and tumor suppressor genes properties in several cancers including haematological malignancies.In this review， we summar- ize the abnormal regulation of lncRNAs in cancer and their role in haematological malignancies，special attention lncRNA in haematological malignancies classification， diagnosis， prognostic and therapeutic application prospect.

Key words：lncRNA；Cancer；Haematological malignancies

人類基因組DNA的轉(zhuǎn)錄發(fā)生在90%以上基因組區(qū)域[1]，包含了非編碼蛋白區(qū)域，因此產(chǎn)生了大量的非編碼RNA（non-coding RNAs，ncRNAs）。這些不能翻譯成蛋白的RNA在表觀遺傳學(xué)修飾調(diào)控中扮演重要的角色，能在基因組水平及染色體水平對基因表達進行調(diào)控。

1 lncRNAs的分類

根據(jù)片段的大小，將ncRNA分為短鏈非編碼RNA和長鏈非編碼RNA（lncRNA，>200nt），lncRNA大部分由DNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄、聚合、剪切并定位于細胞核。lncRNA的按基因的位置分類包括：同義、反義、固有、分散或雙向、基因組間；按特征分類為：增強子RNA、lncRNA激活基因、超保守元件、假基因、端粒相關(guān)ncRNAs、循環(huán)RNAs等；按作用方式分類為：順氏作用lncRNA和反式作用lncRNA。

2 lncRNA

2.1 lncRNA的功能 lncRNA功能豐富[2]，參與到基因調(diào)節(jié)和細胞生理過程的多個方面，在基因調(diào)節(jié)方面：參與染色體劑量補償、基因印跡、表觀遺傳學(xué)、質(zhì)核交換、mRNA的轉(zhuǎn)錄、剪切和翻譯等環(huán)節(jié)；在細胞生理方面：參與調(diào)節(jié)細胞周期、細胞增殖、分化與凋亡以及維持細胞多能性潛能等過程。

2.2 lncRNA的作用方式 lncRNA的執(zhí)行功能方式主要有三種：引導(dǎo)、支架、分子誘餌。引導(dǎo)：即lncRNA可以作為"分子導(dǎo)航"引導(dǎo)特異蛋白質(zhì)定位于目標(biāo)基因。支架：lncRNA擁有特定區(qū)域綁定效應(yīng)分子，充當(dāng)分子支架的作用。分子誘餌：lncRNA結(jié)合靶基因從而阻礙RNA、蛋白質(zhì)的結(jié)合，負性調(diào)節(jié)靶基因的表達。

3 lncRNA與惡性血液疾病

lncRNA的很多生物學(xué)特性仍在研究中，目前認為lncRNA通過發(fā)揮癌基因與抑癌基因的作用參與腫瘤形成的過程[3]，例如 HOTAIR、MALAT1、PCAT-1、TUC338等被報道為癌基因， 而GAS5、MEG3、PTENP1、lincRNA-p21等被視為抑癌基因。深入的研究關(guān)注lncRNA在惡性血液疾病中的作用機制[4]。

3.1 lncRNA與髓系白血病 白血病形成的過程中，癌基因激活和抑癌基因的沉默均參與其中。CRNDE是具有多功能的lncRNA，在急性髓系白血病（AML）M2、M3亞型、T淋巴細胞白血病中表達上調(diào)，UCA1在CEBPA突變型AML患者中高表達[5]，H19則在BCR/ABL+慢性髓系白血?。˙CR/ABL+CML）中高表達[6]，因而被視為癌基因。急性巨核細胞白血病中[7]，MONC同樣被視為癌基因。在惡性血液疾病中，P15被視為抑癌基因，反義lncRNA P15AS的表達可以通過順式和反式作用誘導(dǎo)染色體異構(gòu)而使P15的表達沉默。另一研究發(fā)現(xiàn)[8]，BGL3的表達使BCR/ABL+CML細胞株的生存率下降，同時使伊馬替尼刺激細胞凋亡作用增加。MEG3通過激活P53依賴和非P53依賴途徑發(fā)揮抑癌作用，其在AML、MM、MDS中表達下調(diào)，而在AML中MEG3啟動子區(qū)域的高甲基化與患者低總生存（OS）相關(guān)。

3.2 lncRNA與淋巴系白血病 研究發(fā)現(xiàn)T細胞不同的發(fā)育階段與lncRNA的表達相關(guān)，lncRNA的表達又受Notch信號通路活性的直接調(diào)節(jié)。LUNAR1是Notch信號通路的下游靶點[9]，在T-ALL的腫瘤形成中起重要作用。在B-ALL細胞株中BALR-6的過表達造成細胞增殖和凋亡受阻[10]。

3.3 lncRNA與淋巴瘤 p53在腫瘤抑制中發(fā)揮重要作用，而一些lncRNA則是p53的作用目標(biāo)，能綁定p53至靶基因誘導(dǎo)DNA損傷的細胞凋亡，這些lncRNA稱為p53調(diào)節(jié)的lncRNA（PR-lncRNA）[11]lincRNA-p21即被視為PR-lncRNA，在淋巴瘤細胞株中發(fā)揮誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄抑制和細胞凋亡作用。研究發(fā)現(xiàn)[12]，在彌漫大B細胞淋巴瘤中，BIC和其編碼的miR-155在活化B細胞亞型中較生發(fā)中心亞型表達水平高2～3倍。

4 lncRNA運用于腫瘤的診斷及靶向治療

4.1 lncRNA在惡性血液疾病分類、診斷、預(yù)后中的運用 lncRNA表達于特定的腫瘤、組織和腫瘤進展的不同階段，提示lncRNA可以作為惡性血液疾病分類、診斷和預(yù)后的指標(biāo)。研究報道[13]，在AML細胞株中CEBPA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中存在大量的lncRNA，這些lncRNA能夠誘導(dǎo)粒細胞的分化而抑制白血病細胞的擴增，提示lncRNA的異常表達可以應(yīng)用在CEPBA突變的AML的診斷中。一項老年正常核型急性髓系白血病的研究中[14]，在除外染色體突變的影響后，建立一個由46個lncRNA組成的獨立預(yù)后評分系統(tǒng)，具有不良lncRNA評分較良好評分患者表現(xiàn)出較低的CR、DFS和OS，且不良lncRNA評分患者表現(xiàn)出高白細胞和更多髓外并發(fā)癥的臨床特征。研究發(fā)現(xiàn)中危組AML中[15]，高水平表達HOTAIRM1較低水平表達者有更短的OS、LFS以及更高的累積復(fù)發(fā)率（CIR），同時聯(lián)合測定miRNA-196b和HOTAIRM1的表達水平可以將患者分為高危、中危、低危組（5年OS：24%vs42%vs70%）。在B-ALL研究中[16]，BLCR-6的高水平表達與短的OS和潑尼松治療效應(yīng)的消弱有關(guān)。在初診急性早幼粒細胞白血病中NEAT1因為PML-RARa的表達而受抑制[17]，用全反式維甲酸（ATRA）誘導(dǎo)治療后，NEAT1恢復(fù)表達則能誘導(dǎo)骨髓分化，故NEAT1上調(diào)可以作為APL在ATRA治療后是否緩解的一個重要指標(biāo)。

4.2 lncRNA在靶向治療中的運用 lncRNA發(fā)揮基因調(diào)節(jié)功能的多個環(huán)節(jié)均可作為腫瘤治療的靶點，如使用RNA干擾治療和/或相關(guān)蛋白的小分子抑制劑[18]。如體外實驗中，系統(tǒng)性應(yīng)用反義寡核苷酸可以有效敲除MATAL-1。與抑癌作用有關(guān)的GAS5或MEG3的表達下調(diào)會引起異常的表觀遺傳調(diào)節(jié)[3]，如DNA甲基化或組蛋白去乙酰化，應(yīng)用去甲基化藥物或組蛋白去乙酰化酶抑制劑可以幫助這些抑癌基因恢復(fù)表達。lncRNA還可以通過藥物作用的多個環(huán)節(jié)來調(diào)節(jié)藥物的耐藥性[19]，因此研究lncRNA與耐藥性的作用機制可以為克服治療失敗提供新的策略。

5 lncRNA在惡性血液疾病診斷和治療中的前景展望

未來的研究熱點在應(yīng)用lncRNA作為惡性血液疾病的分層、診斷、預(yù)后的分子標(biāo)志和lncRNA介導(dǎo)的腫瘤靶向治療。需要更多的研究惡性血液疾病發(fā)生的機制：如lncRNA突變對其調(diào)節(jié)域及其相互作用分子的作用機制研究，借助這些研究可以幫助個體預(yù)測腫瘤的發(fā)展、侵襲力以及對治療的反應(yīng)；以lncRNA為靶點的治療同樣需要解決包括穩(wěn)定的藥物運輸體系、藥物治療的方案、改善脫靶效應(yīng)等問題。

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編輯/周蕓霏