長鏈非編碼RNA在卵巢癌發(fā)生發(fā)展中作用機(jī)制的研究進(jìn)展

王婧，許波群

(南京醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科，南京 210000)

長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)指200個(gè)以上核苷酸組成的無開放閱讀框的非編碼RNA序列，lncRNA可以根據(jù)其親本基因發(fā)揮各種功能，調(diào)控親本基因和翻譯，參與調(diào)控多種細(xì)胞活動(dòng)，如細(xì)胞生長、增殖、凋亡及上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化、血管形成及耐藥等[1-3]。研究表明，lncRNA與人類腫瘤的發(fā)生存在聯(lián)系，被認(rèn)為是某些腫瘤潛在預(yù)后標(biāo)志物，如lncRNA AC114812.8可促進(jìn)膀胱癌的進(jìn)展，lncRNA MAGI2反義RNA 3(MAGI2-AS3)可作為胃癌的預(yù)后標(biāo)志物，高表達(dá)lncRNA ZNFX1反義RNA 1(ZFAS1)可提高膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的惡性程度[4-7]。lncRNA還可在轉(zhuǎn)錄和翻譯等多方面發(fā)揮生物學(xué)功能，并可作為某些微RNA(microRNA，miRNA)前體間接調(diào)控靶基因[8]。miRNA是基因表達(dá)的重要轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)因子，通過直接堿基配對(duì)作用于信使RNA非翻譯區(qū)的靶位點(diǎn)，lncRNA含有保守的選擇性miRNA靶位點(diǎn)，可以強(qiáng)烈抑制miRNA活性，進(jìn)而抑制miRNA。Salmena等[9]首次提出了競(jìng)爭性內(nèi)源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)假說，將與miRNA結(jié)合的miRNA反應(yīng)元件的非編碼RNA定義為ceRNA，包括lncRNA、環(huán)狀RNA及假基因等，并通過ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)揭示了RNA間相互調(diào)控的新機(jī)制。近年研究表明，lncRNA在許多腫瘤(如膀胱癌、乳腺癌、胃癌及結(jié)直腸癌)的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用[10]。卵巢癌是致死率最高的女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤，患者的5年生存率不足35%[11-12]。由于卵巢解剖位置隱匿，且早期卵巢癌缺乏顯著性臨床表現(xiàn)、無特異性指標(biāo)，故卵巢癌的早發(fā)現(xiàn)、早診斷較困難，發(fā)現(xiàn)時(shí)往往已處于疾病晚期，部分患者甚至出現(xiàn)腹膜轉(zhuǎn)移或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[13]。卵巢癌復(fù)發(fā)率和不良預(yù)后的發(fā)生率較高[14]。晚期卵巢癌患者對(duì)術(shù)后化療的耐藥性高，治療效果欠佳，因此，對(duì)卵巢癌發(fā)病機(jī)制尤其是分子機(jī)制的研究顯得尤為迫切[15]?，F(xiàn)就lncRNA在卵巢癌發(fā)生發(fā)展作用中作用機(jī)制及生物學(xué)功能的研究進(jìn)展予以綜述。

1 lncRNA的主要生物學(xué)功能

1.1lncRNA與RNA結(jié)合蛋白(RNA binding protein，RBP)相互作用 RBP可與RNA結(jié)合，并參與RNA剪切、轉(zhuǎn)運(yùn)、翻譯等多種轉(zhuǎn)錄后調(diào)控過程[16]。一種RBP可結(jié)合多種RNA結(jié)合位點(diǎn)，但相關(guān)研究表明，RBP更易與信使RNA(messenger RNA，mRNA)非編碼區(qū)結(jié)合，一些RBP可與mRNA中保守序列(如AU-富含元件)結(jié)合，還有一些RBP可識(shí)別RNA特異性二級(jí)結(jié)構(gòu)(如莖環(huán)或發(fā)夾區(qū)域)[17-18]。RBP人抗原R(human antigen R,HuR)是人類胚胎致死異常視覺基因家族中的成員，又被稱為類胚胎致死性異常視覺基因1。Lal等[19]研究發(fā)現(xiàn)，RBP HuR具有抗細(xì)胞凋亡作用，是靶轉(zhuǎn)錄本轉(zhuǎn)錄后關(guān)鍵調(diào)控因子，且HuR與某些lncRNA之間也存在相互作用關(guān)系，如核富集轉(zhuǎn)錄體1(nuclear enriched abundant transcript 1，NEAT1)。NEAT1作為lncRNA在上皮性卵巢癌中的表達(dá)水平顯著升高，并與卵巢癌的病理分期及患者生存預(yù)后相關(guān)，NEAT1高表達(dá)可促進(jìn)卵巢癌的增殖與侵襲，而HuR與NEAT1結(jié)合后使卵巢癌細(xì)胞中NEAT1呈穩(wěn)定高表達(dá)[20]。

1.2lncRNA與miRNA相互作用 某些lncRNA可通過ceRNA機(jī)制調(diào)節(jié)親本基因，如尿路上皮癌胚抗原1可能作為miR-143的ceRNA起作用，以調(diào)節(jié)親本基因FOSL2的表達(dá)[21]。研究證實(shí)，NEAT1可通過調(diào)節(jié) miR-382-3p間接調(diào)控mRNA Rho相關(guān)卷曲螺旋形成蛋白激酶1的表達(dá)，而MLK7-AS1通過miR-375影響Yes相關(guān)蛋白1的表達(dá)[22-23]。除間接作用外，部分lncRNA還可通過直接作用參與卵巢癌的發(fā)生，?ze?等[24]發(fā)現(xiàn)，在卵巢癌耐藥中，lncRNA HOX轉(zhuǎn)錄反義RNA通過核因子κB-HOX轉(zhuǎn)錄反義RNA軸在DNA損傷修復(fù)期間驅(qū)動(dòng)正反饋環(huán)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，從而引起持續(xù)的核因子κB活化和DNA損傷信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。

1.3lncRNA參與ceRNA的機(jī)制 ceRNA假說認(rèn)為，lncRNA、環(huán)狀RNA及假基因轉(zhuǎn)錄本等可通過miRNA反應(yīng)元件調(diào)節(jié)彼此的表達(dá)，以競(jìng)爭性結(jié)合mRNA位點(diǎn)[9,25]。miRNA反應(yīng)元件存在于ceRNA的3′非編碼區(qū)、編碼序列及5′非編碼區(qū)，因此lncRNA可通過競(jìng)爭性結(jié)合miRNA反應(yīng)元件調(diào)控miRNA下游mRNA的表達(dá)[26]。此外，卵巢癌中也存在ceRNA競(jìng)爭性結(jié)合機(jī)制[27]。Tao等[28]發(fā)現(xiàn)，lncRNA肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子1在卵巢癌組織和細(xì)胞中的表達(dá)顯著升高，并可作為ceRNA引起下游miR-211表達(dá)減少，從而促進(jìn)mRNA PHF19表達(dá)。Chen等[29]證實(shí)，lncRNA LINC00152與miR-125b亦存在競(jìng)爭性相互作用機(jī)制。

1.4lncRNA參與基因印跡及組蛋白修飾 基因印跡指配子或受精卵中特定親本染色體表現(xiàn)的表觀遺傳修飾，另一親本染色體不表達(dá)或表達(dá)極弱，致使后代體細(xì)胞兩個(gè)等位基因出現(xiàn)差異表達(dá)[30]。組蛋白修飾指組蛋白在相關(guān)的關(guān)鍵酶作用下產(chǎn)生的一系列翻譯后修飾過程(如甲基化、磷酸化、乙?；胺核鼗?[31]。

lncRNA可在基因印跡發(fā)生及組蛋白修飾過程中發(fā)揮一定作用。lncRNA H19是最早發(fā)現(xiàn)的lncRNA，在多種腫瘤(如膀胱癌、乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌)中表達(dá)升高[32-34]。1999年，首次明確上皮性卵巢癌中H19的表達(dá)升高[35]。隨后，Murphy等[36]研究發(fā)現(xiàn)，在卵巢癌表達(dá)譜中，胰島素樣生長因子2的表達(dá)呈上升趨勢(shì)，與腫瘤侵襲性及不良預(yù)后相關(guān)。胰島素樣生長因子2位于染色體11P15.5，卵巢癌中過表達(dá)的胰島素樣生長因子2可與母系表達(dá)的H19共同作用產(chǎn)生lncRNA，這種作用方式依賴于H19啟動(dòng)子上游的CCCTC轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)。近年來，隨著基因芯片等技術(shù)的發(fā)展，組蛋白H1對(duì)H19在卵巢癌中作用的調(diào)控機(jī)制逐漸被發(fā)現(xiàn)，H1有11種變異體，Medrzycki等[37]發(fā)現(xiàn)，H1.3是H19的有效抑制因子，傾向于在H19印跡調(diào)控區(qū)聚集，使H19印跡調(diào)控區(qū)中的DNA甲基化及CTCF胰島素結(jié)合蛋白減少，通過DNA甲基化發(fā)揮H1.3對(duì)H19的拮抗作用。此外，除H1變異體H1.3，H1還可與組蛋白去乙?；?相互作用，以促進(jìn)基因沉默，H1還可抑制人SWI/SNF(SWItch/Sucrose Non-Fermentable)核小體的重塑活性，以上作用均與H1抑制H19促癌作用相關(guān)。

1.5lncRNA與X染色體失活(X chromosome inactivation，XCI) 雌性哺乳動(dòng)物體細(xì)胞核中有兩條X染色體，其中一條X染色體位于常染色體上，具有轉(zhuǎn)錄活性；另一條X染色體濃縮成染色較深的異染色質(zhì)，即巴氏小體，又稱X小體，表現(xiàn)為表觀遺傳性狀的失活，該現(xiàn)象稱為XCI[38]。雌性哺乳動(dòng)物體內(nèi)XCI現(xiàn)象維持了其性染色體遺傳信息的表達(dá)量，使其與雄性相似。研究表明，XCI模式失調(diào)多見于晚期卵巢癌，病理分級(jí)為低分化高級(jí)別腫瘤，此類患者術(shù)后生存率較無XCI模式失調(diào)患者更短，復(fù)發(fā)率更高[39]。X染色體失活特異轉(zhuǎn)錄物(X chromosome inactivation specific transcript，XIST)是一種在失活X染色體上轉(zhuǎn)錄的lncRNA，可引起XCI。Tang等[40]對(duì)肺癌的研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA XIST可通過調(diào)控下游p53凋亡刺激蛋白抑制劑發(fā)揮促癌作用，而Wang等[41]研究發(fā)現(xiàn)，在卵巢癌中，lncRNA XIST可通過調(diào)控下游miR-214發(fā)揮抑癌作用，目前XCI、XIST與腫瘤之間的相互調(diào)控機(jī)制尚不明確，仍有待進(jìn)一步研究。

2 lncRNA在卵巢癌發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制

2.1與卵巢癌增殖、凋亡、侵襲及轉(zhuǎn)移相關(guān)的lncRNA

抑制腫瘤細(xì)胞的增殖是抗腫瘤研究的重點(diǎn)[42-43]。在卵巢癌中，lncRNA上調(diào)更傾向于發(fā)揮促癌作用，lncRNA下調(diào)更傾向于發(fā)揮抑癌作用。如lncRNA MLK7-AS1在卵巢癌細(xì)胞株SKOV3、OVCAR3及PEO1中表達(dá)顯著升高，通過ceRNA機(jī)制與miR-375發(fā)生內(nèi)源性相互競(jìng)爭，使miR-375表達(dá)量減少，使其下游Yes相關(guān)蛋白1 mRNA的表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)卵巢癌的增殖與發(fā)展，并與卵巢癌患者生存預(yù)后相關(guān)[23]。Chen等[44]證實(shí)，lncRNA HAND2-AS1/miR-340-5p/BCL2L11軸也可通過ceRNA機(jī)制促進(jìn)卵巢癌的增殖與凋亡。

近年來,除致癌性lncRNA外，抑癌性lncRNA也引起越來越多的重視，lncRNA GAS5在卵巢癌中表達(dá)降低，下調(diào)GAS5導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞增殖及菌落形成增加，細(xì)胞凋亡減少[45]。lncRNA作為致癌或抑癌因子有望能成為各類腫瘤早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療的新靶點(diǎn)。卵巢癌的轉(zhuǎn)移方式有直接種植、腹膜轉(zhuǎn)移和淋巴轉(zhuǎn)移，易轉(zhuǎn)移的部位包括大網(wǎng)膜、肝、肺等[46]。目前針對(duì)卵巢癌轉(zhuǎn)移相關(guān)lncRNA的研究較少，如lncRNA NONHSAT076754在卵巢癌中上調(diào)，通過下調(diào)其下游靶基因HTATIP2可促進(jìn)卵巢癌淋巴轉(zhuǎn)移的發(fā)生[47]。卵巢癌早期缺乏特異性血清學(xué)診斷標(biāo)志物，大部分患者確診時(shí)已為中晚期，通常以腫瘤減滅術(shù)輔助放化療為主要治療手段，lncRNA的出現(xiàn)，為卵巢癌的診斷及治療帶來了新的希望。

2.2與卵巢癌血管生成相關(guān)的lncRNA 腫瘤干細(xì)胞(cancer stem cells，CSCs)指具有干細(xì)胞性質(zhì)的癌細(xì)胞，具有自我復(fù)制及多向分化的能力。研究表明，CSCs的存在是導(dǎo)致惡性腫瘤患者腫瘤減滅術(shù)或化療失敗的主要原因[48]。血管生成是CSCs存在的重要因素，多種CSCs生物學(xué)標(biāo)志物與血管生成相關(guān)信號(hào)傳導(dǎo)通路相關(guān)，如lncRNA?；撬嵘险{(diào)基因1通過抑制富亮氨酸α2糖蛋白1調(diào)節(jié)血管生成[49]。另外，Qiu等[50]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA MALAT可借助卵巢癌患者血清中的外泌體以旁分泌方式到達(dá)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞，通過調(diào)節(jié)血管生成相關(guān)基因(如血管內(nèi)皮生長因子-A、血管內(nèi)皮生長因子-D、中性粒細(xì)胞活化肽-78、胎盤生長因子、白細(xì)胞介素-8、血管生成素、重組堿性成纖維細(xì)胞生長因子和瘦素)的表達(dá)調(diào)控血管生成。目前，關(guān)于血管生成方面lncRNA的研究尚不透徹，且lncRNA在外泌體中的具體機(jī)制尚未充分證實(shí)，未來仍需要進(jìn)行更深入的探索。

2.3與卵巢癌化療耐藥相關(guān)的lncRNA 化療藥物耐受是卵巢癌患者預(yù)后差的主要因素之一，耐藥性的形成由多種因素導(dǎo)致，主要包括患者的個(gè)體差異以及參與卵巢癌形成體細(xì)胞之間的遺傳差異[51]。卵巢癌化療方案的主要治療藥物為順鉑和紫杉醇，前者主要通過破壞快速分裂細(xì)胞中誘導(dǎo)DNA、RNA及蛋白質(zhì)之間的細(xì)胞性交聯(lián)發(fā)揮作用，后者通過結(jié)合β微管蛋白并在細(xì)胞分裂期間組織紡錘體重塑起作用，導(dǎo)致有絲分裂停滯[52]。

促分裂原活化的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)是一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，主要包括胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶、p38、c-Jun氨基端激酶等MAPK亞家族[53]。MAPK通路可調(diào)節(jié)多種細(xì)胞過程，包括細(xì)胞增殖、分化、凋亡等[54]。lncRNA可與MAPK相互作用，進(jìn)而影響卵巢癌耐藥相關(guān)機(jī)制的發(fā)生，研究證實(shí)，lncRNA LINC00161/miR-128/MAPK通路可促進(jìn)卵巢癌組織中鉑類耐藥的發(fā)生[55]。lncRNA FAL1可激活MAPK激酶/胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶信號(hào)通路，進(jìn)而激活MAPK通路，在卵巢癌耐藥機(jī)制中發(fā)揮重要作用[56]。與lncRNA LINC00161及FAL1不同，部分lncRNA可提高卵巢癌患者對(duì)鉑類藥物的敏感性，Long等[57]發(fā)現(xiàn)，lncRNA GAS5可通過作用于其下游基因多腺苷二磷酸核糖聚合酶1，形成GAS5-多腺苷二磷酸核糖聚合酶1-MAPK通路，以提高腫瘤對(duì)化療藥物的敏感性。另外，p53介導(dǎo)的磷酸化與去磷酸化也參與了卵巢癌耐藥的發(fā)生，p53作為一種腫瘤抑制因子參與了多種氨基酸C端的磷酸化，如發(fā)生在卵巢癌對(duì)化療藥物敏感的Ser15和Ser20 C端的磷酸化[58-59]。SR蛋白是一類RBP，最初被認(rèn)為識(shí)一種可調(diào)控RNA可變剪接的調(diào)控器。研究表明，SR蛋白可參與p53的磷酸化及乙酰化[60-61]，如SFRS1可與MDM2相互作用抑制p53的降解，而p53翻譯后的磷酸化率由SR蛋白家族中的另一種蛋白即SFRS2調(diào)控，SFRS2可負(fù)反饋調(diào)控p53的磷酸化水平，包括ser15。Wang等[62]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA PANDAR作為一種依賴野生型p53的致癌基因，在順鉑耐藥卵巢癌組織中的表達(dá)水平較正常卵巢組織高，證實(shí)PANDAR與SFRS2的表達(dá)水平呈正相關(guān)，這種由PANDAR/SFRS2/p53組成的負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制在一定程度上導(dǎo)致了p53相關(guān)促凋亡基因(如p53)正向凋亡調(diào)節(jié)因子反式激活的減少，從而發(fā)揮促癌作用。

3 小 結(jié)

近年來，隨著高通量測(cè)序方法及基因芯片的應(yīng)用和發(fā)展，lncRNA通過多種信號(hào)通路參與卵巢癌的發(fā)生發(fā)展逐漸得到證實(shí)。多種lncRNA在卵巢癌中的異常表達(dá)水平不同，這種異常表達(dá)貫穿于卵巢癌發(fā)生發(fā)展的整個(gè)過程，包括腫瘤增殖、浸潤侵襲、轉(zhuǎn)移、上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化、血管形成及鉑類化療耐藥等，故lncRNA成為卵巢癌早期識(shí)別診斷及治療的新靶點(diǎn)。目前針對(duì)卵巢癌中l(wèi)ncRNA作用機(jī)制的研究主要集中于lncRNA與miRNA相互關(guān)系，lncRNA可作為 miRNA的ceRNA，其表達(dá)的變化可導(dǎo)致miRNA表達(dá)的變化，進(jìn)而引起mRNA的異常表達(dá)。此外，lncRNA還與環(huán)狀RNA及外泌體等存在相互作用關(guān)系，為卵巢癌中l(wèi)ncRNA作用機(jī)制的研究提供了新的方向。但目前對(duì)lncRNA的研究多局限于與惡性腫瘤的相關(guān)性方面，對(duì)其分子生物學(xué)機(jī)制的探索較少，因此lncRNA與miRNA、環(huán)狀RNA及外泌體之間相互關(guān)系的探索研究仍需要進(jìn)一步的深入研究，并積極尋找卵巢癌特異性血清生物學(xué)標(biāo)志物，以提高卵巢癌的早期診斷率。