長鏈非編碼RNA在骨肉瘤中的研究進展

劉乙澍 曲國蕃

骨肉瘤(Osteosarcoma，OS)是一種多發(fā)于兒童及青少年的骨惡性腫瘤，預(yù)后極差，經(jīng)過上世紀(jì)近30年對于治療方式的研究與改進，現(xiàn)階段骨肉瘤的綜合治療已趨近成熟，但患者的5年生存率仍僅有60%～70%[1]，對于出現(xiàn)肺轉(zhuǎn)移或遠處轉(zhuǎn)移的患者，其平均生存期甚至不超過1年[2]，而近30年來骨肉瘤的治療基本處于瓶頸期，患者生存率并未有明顯的改善。這更需要我們拓寬視野，對骨肉瘤的進展原因及疾病機制進行進一步的探索與研究。隨著對于腫瘤的進一步認(rèn)識，大家逐漸開始探索被人們認(rèn)為是轉(zhuǎn)錄過程中的雜音、無效序列的非編碼RNA。長鏈非編碼RNA(Long non-coding RNA，LncRNA)是構(gòu)成非蛋白質(zhì)編碼的RNA分子，其數(shù)量超過200個核苷酸[3]。它們涉及多種過程，包括基因表達、染色質(zhì)重塑、轉(zhuǎn)錄后加工和轉(zhuǎn)錄[4-5]。長鏈非編碼RNA經(jīng)常在人類癌癥中異常表達，并且它們參與腫瘤發(fā)展、進展和轉(zhuǎn)移[6]。盡管在過去十年中我們對長非編碼RNA(lncRNA)的理解取得了相當(dāng)大的進展，但只有一小部分的LncRNA被檢測了生物學(xué)功能[7]，因此對長鏈非編碼RNA的研究已成為新熱點。本文就長鏈非編碼RNA在骨肉瘤中的研究進展進行綜述，意在為骨肉瘤的進一步研究及提出新的診療策略提供幫助。

1 LncRNA對骨肉瘤細胞周期相關(guān)的影響

真核細胞主要依靠有絲分裂進行增殖及信息的傳遞，腫瘤細胞也是如此，而隨著對細胞周期的不斷認(rèn)識，人們發(fā)現(xiàn)幾乎所有的腫瘤都有一個共同特征：細胞周期調(diào)控機制的破壞，導(dǎo)致細胞的失控性生長。因此，通過針對細胞周期來進行靶向治療是當(dāng)今世界范圍內(nèi)研究的一個熱門論點。骨肉瘤中細胞周期的進程與細胞的生存及腫瘤的發(fā)展密不可分，且細胞周期的進程受多種因素調(diào)控[8]。參與細胞周期進程的LncRNA可通過對于細胞周期蛋白的表達、參與誘導(dǎo)細胞周期的阻滯或加速細胞周期的轉(zhuǎn)變對腫瘤細胞起調(diào)控作用。對于HOXD-AS1的研究發(fā)現(xiàn)[9-10]，OS組織和細胞中HOXD-AS1表達水平較正常組織細胞顯著上調(diào)，HOXD-AS1的沉默抑制了OS細胞增殖并在體外誘導(dǎo)細胞周期G0/G1期阻滯，并抑制體內(nèi)腫瘤細胞生長。Dai等[11]發(fā)現(xiàn)OIP5-AS1在OS組織和細胞中呈高表達，沉默OIP5-AS1表達為體外G0/G1期循環(huán)停滯和體內(nèi)小鼠腫瘤的生長。Hu等[12]發(fā)現(xiàn)NEAT1在骨肉瘤組織中過表達，并促進細胞凋亡和G0/G1停滯。Ruan等[13]研究發(fā)現(xiàn)SNHG6在OS組織和細胞系中高表達，沉默的SNHG6通過誘導(dǎo)細胞周期停滯在G0/G1期并引起細胞凋亡來抑制細胞增殖。Wang等[14]的研究發(fā)現(xiàn)HOXA-AS2在OS組織中上調(diào)，敲低HOXA-AS2表現(xiàn)為通過促進細胞凋亡和引起G1停滯顯著抑制腫瘤細胞增殖。對于FAL1的研究發(fā)現(xiàn)FAL1在OS細胞中通過誘導(dǎo)細胞G2/M期阻滯來抑制細胞增殖[15]。HOTAIR的表達在OS組織中高表達，由于誘導(dǎo)G1期阻滯，沉默HOTAIR后表現(xiàn)為抑制細胞的增殖[16]。Li等[17]人發(fā)現(xiàn)CRNDE在OS組織和細胞系中高表達，CRNDE的過表達促進細胞生長、細胞增殖、細胞侵襲和遷移，并且在表現(xiàn)為處于S期的細胞群增加，G0/G1期的細胞群減少。Yang等[18]的研究表明FOXP4-AS1在OS組織中過表達，過表達的FOXP4-AS1導(dǎo)致腫瘤細胞增殖增強、遷移和侵襲，縮短G0/G1期，以及抑制細胞周期。Wang等[19]的研究表明SNHG5可加速OS細胞G1至S期的轉(zhuǎn)變的作用。由這些文獻結(jié)論可見，部分LncRNA可通過調(diào)控參與細胞周期的關(guān)鍵節(jié)點對骨肉瘤細胞增殖起抑制作用，針對LncRNA與細胞周期調(diào)控進行更深層次的驗證將為骨肉瘤的治療提供重要幫助。

2 LncRNA對骨肉瘤上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化的影響

上皮細胞間質(zhì)化(Epithelial-mesenchymal transition，EMT)是指從有極性的不能移動的上皮細胞經(jīng)過細胞表型改變和蛋白表達的改變轉(zhuǎn)化為無極性易移位的間質(zhì)細胞的過程，EMT的發(fā)生與腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[20]。對NEAT1的研究發(fā)現(xiàn)[21-22]，NEAT1的抑制極大地抑制了OS細胞的進展，其異位表達也誘導(dǎo)EMT的發(fā)生。Zhang等[23]發(fā)現(xiàn)SNHG20在OS組織和細胞系中過表達，通過調(diào)節(jié)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)換相關(guān)基因促進OS細胞的遷移和侵襲。Deng等[24]發(fā)現(xiàn)敲除SNHG7可減少由TGF-β誘導(dǎo)的EMT的發(fā)生。FAL1也可同時對細胞周期及EMT相關(guān)過程起作用，敲低FAL1表現(xiàn)為抑制OS細胞的遷移和侵襲[15]。CRNDE也可以對EMT起作用，過表達的CRNDE可以增強Notch1信號傳導(dǎo)的活性并促進EMT的發(fā)生[17]。Cai等[25]發(fā)現(xiàn)NBR2表達在骨肉瘤組織中下調(diào)，NBR2過表達抑制OS細胞增殖、侵襲和遷移，但不會增加細胞凋亡，NBR2通過與Notch1蛋白的結(jié)合逆轉(zhuǎn)了對細胞增殖、侵襲、遷移和EMT的影響。OS的轉(zhuǎn)移與EMT相關(guān)研究還需要在動物模型中進一步加以驗證，而LncRNA與EMT間的作用機制也需要更深層次的實驗證明。OS預(yù)后較差的原因之一即為遠處轉(zhuǎn)移，是否能通過抑制特定LncRNA的表達來降低OS的轉(zhuǎn)移發(fā)生也是今后實驗需要驗證的重要目標(biāo)。

3 LncRNA對骨肉瘤化療藥物敏感性的影響

現(xiàn)階段骨肉瘤標(biāo)準(zhǔn)治療方式為“新輔助化療+手術(shù)+術(shù)后化療”，但由于骨肉瘤患者對于化療藥物敏感性的個體性差異可能會導(dǎo)致化療效果不佳，那么化療藥物與疾病之間的敏感性就是能否對疾病起作用的關(guān)鍵點，通過研究發(fā)現(xiàn)有一些LncRNA可以對OS化療藥物的敏感性起相關(guān)作用。Kun-Peng等[26]發(fā)現(xiàn)LncRNA FN1的抑制在體外和體內(nèi)極大地增加了OS細胞對多柔比星的敏感性，而FN1過表達具有相反的作用。Zhou等[27]發(fā)現(xiàn)SNHG12的高表達與多柔比星抗性和OS的總體存活率差有關(guān)，SNHG12的敲低有助于提高多柔比星的敏感性。Wang等[28]發(fā)現(xiàn)LncRNA SOX2OT的變體7靶向結(jié)合EGCG與多柔比星對OS細胞生長抑制產(chǎn)生協(xié)同作用，EGCG可以通過減少SOX2OT變體7來減少多柔比星誘導(dǎo)的促存活自噬，從而改善多柔比星的生長抑制。Hu等[12]人通過實驗證明NEAT1還是OS中的化療耐藥因子，過表達的NEAT1降低順鉑(DDP)的敏感性。目前對于骨肉瘤化療敏感性與LncRNA相關(guān)的研究還較少，如果能針對骨肉瘤患者進行個體敏感用藥將使得化療精準(zhǔn)性得到提高，接下來對于LncRNA與骨肉瘤化療藥物敏感性的相關(guān)研究有望為治療開展新的方向。

4 LncRNA對骨肉瘤發(fā)生發(fā)展的影響

Huynh等[29]通過測序技術(shù)檢測了參與骨骼系統(tǒng)正常發(fā)育和/或穩(wěn)態(tài)的LncRNA，證明了LncRNA在OS組織中既有高表達也有低表達的存在，表明LncRNA可通過多種途徑、多種機制對OS的發(fā)生發(fā)展起抑制或促進的不同作用。

研究發(fā)現(xiàn)，LncRNA可與miRNA形成競爭性內(nèi)源RNA(competitive endogenous RNA，ceRNA)從而對OS細胞的增殖、遷移和侵襲進行調(diào)控。已經(jīng)有學(xué)者[30]闡述了ceRNA假說，其假定特定RNA可以通過隔離作用損害miRNA活性，從而上調(diào)靶基因表達，這個ce機制假說能夠解釋成千上萬尚未被鑒定的LncRNA中相當(dāng)大部分的功能。表1中的研究證明了LncRNA與miRNA形成競爭性抑制作用并通過各種通路或相關(guān)基因形成調(diào)節(jié)軸，對OS的發(fā)生發(fā)展起重要調(diào)節(jié)作用，針對這種機制可聯(lián)系到OS中已證實的傳統(tǒng)致癌因子或抑癌因子，但范圍仍不夠明確，具體機制尚需更加深入細致的實驗進行證明及闡述。

基于以上研究可以發(fā)現(xiàn)，在腫瘤組織中高表達的LncRNA多起到癌基因的作用，并且多數(shù)LncRNA在OS中體現(xiàn)為高表達。而低表達的LncRNA則相反，針對某個調(diào)控軸進行研究，接下來在動物實驗?zāi)Ｐ瓦M行驗證，有望為OS提供新的治療方案。此外，在臨床工作中已有通過檢測特定LncRNA水平對腫瘤進行診斷的實例，例如子宮頸癌、肝癌、肺癌、乳腺癌和胃癌[46-48]。雖然組織病理學(xué)檢測始終是腫瘤診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但無創(chuàng)性檢測或腫瘤標(biāo)志物檢測也為腫瘤的早期診斷和分期提供了機會。因此，通過LncRNA水平檢測對OS進行早期檢測和分期也可治療方案提供新的思路。

表1 LncRNA對骨肉瘤發(fā)生發(fā)展的調(diào)控作用Table 1 Regulation of LncRNA in the development of OS

5 LncRNA對骨肉瘤預(yù)后的影響

骨肉瘤惡性程度高，預(yù)后較差，因此準(zhǔn)確的判斷患者預(yù)后更有助于對患者進行個體化治療。經(jīng)過研究已證實與OS患者預(yù)后相關(guān)的LncRNA例如：HOXD-AS1的異常過表達標(biāo)志著骨肉瘤患者預(yù)后不良[9]；SNHG5的表達升高與OS患者的不良臨床結(jié)果和預(yù)后相關(guān)[19]；FOXP4-AS1的過表達與腫瘤大小和肺轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)[18]；具有高度表達的SNHG6骨肉瘤患者的存活率較低且臨床分期較晚[13]。這類與骨肉瘤預(yù)后相關(guān)的LncRNA在腫瘤組織中多屬于過表達類型，并且多與患者的預(yù)后不良、遠處轉(zhuǎn)移高度相關(guān)，進一步需要更多的動物實驗驗證。如果能通過檢測特定LncRNA對患者預(yù)后進行準(zhǔn)確的判斷或預(yù)測，必為臨床治療方案提供重要幫助。

6 小結(jié)與展望

已經(jīng)有許多LncRNA被驗證參與骨肉瘤的發(fā)生、進展與侵襲，與正常組織相比它們在腫瘤組織中體現(xiàn)為異常表達，它們可以通過作用于信號通路、與miRNA形成競爭作用及參與調(diào)節(jié)細胞周期等多種途徑改變腫瘤的表現(xiàn)，但LncRNA相比mRNA更為保守，其包含的原始信息更難以驗證，不同序列的LncRNA可能有著共同的信號通路，而序列近似的LncRNA表達出的功能卻可能相差甚遠，因此，更為具體的作用機制需要進一步的探索與研究。此外，現(xiàn)階段LncRNA還需要通過腫瘤組織活檢或針對腫瘤標(biāo)本的分析來進行研究，下一階段是否能通過血液、尿液等常規(guī)檢測方法來進行篩查也需要我們進一步的研究?？紤]到過去十幾年骨肉瘤患者的治療沒有顯著的改觀，這些對于LncRNA的研究已經(jīng)為我們開展新的治療方案提供了方向，相信在不久的將來LncRNA必將為骨肉瘤治療創(chuàng)造價值。